[发明专利]一种大尺寸薄板金属工件几何质量自动检测装置及方法

权利要求书

1.一种大尺寸薄板金属工件几何质量自动检测装置，其特征在于包括：

检测台单元、三维运动执行单元以及传感单元，其中，检测台单元上表面置放待测薄板工件，三维运动执行单元安装于检测台单元上方，传感单元安装于三维运动执行单元上，采集待测薄板工件(19)的原始图像，并传输至工控机中。

2.根据权利要求1所述的大尺寸薄板金属工件几何质量自动检测装置，其特征在于：三维运动执行单元(13)包括X轴、Y轴、Z轴运动执行机构，其中，X轴(12)运动执行机构包括两个X轴滑轨，其平行安装于检测台单元的基座上两侧边位置；Y轴(12)运动执行机构包括龙门架及Y轴滑轨，龙门架的两个支脚滑动安装于X轴滑轨上，龙门架的横梁上水平安装Y轴滑轨；Z轴运动执行机构以垂直于基座的方向滑动安装于Y轴滑轨中，Z轴运动执行机构底端安装传感单元。

3.根据权利要求1所述的大尺寸薄板金属工件几何质量自动检测装置，其特征在于：传感单元(1)，包括全局传感单元(15)和局部传感单元(14)，其中，全局传感单元(15)包括全局摄像机(16)及激光测距传感器(17)，二者以光轴平行的方式安装于Z轴运动执行机构底端一侧；局部传感单元(14)安装于Z轴运动执行机构底端另一侧，包括局部摄像机和附加光源，附加光源为条形光源，设于摄像机镜头两侧。

4.根据权利要求1所述的大尺寸薄板金属工件几何质量自动检测装置，其特征在于：检测台单元(9)包括背光光源(8)和基座(7)，基座(7)上面两侧边设有滑轨，两滑轨之间为用于置放待测薄板工件的玻璃台面，背光光源(8)设于检测台单元基座(7)下部，全局摄像机镜头的正对面位置。

5.根据权利要求1所述的大尺寸薄板金属工件几何质量自动检测装置，其特征在于：所述工控机接收传感单元(1)采集的原始图像进行处理，输出工件几何质量检测结果；工控机的指令输出端与三维运动执行单元(13)连接。

6.根据权利要求1所述的大尺寸薄板金属工件几何质量自动检测装置的检测方法，其特征在于包括以下步骤：

全局传感单元运动到检测位置，分别由全局摄像机采集薄板工件整体图像，由激光测距传感器测量到工件的距离，并传送给图像处理单元；

图像处理单元处理全局图像，获得加工孔数量和各个孔中心位置，并识别圆弧和线段图元，确定图元类型及各类型图元数量，并计算工件厚度信息；

检测孔的数量是否满足要求；

检测工件厚度是否满足要求；

基于图元信息检测孔的类型是否满足要求；

如果孔的数量、工件厚度以及基于图元信息检测孔的类型均满足要求，则由局部传感单元采集工件序列图像，并传送给图像处理单元；

图像处理单元处理局部序列图像，识别获得图元的尺寸信息和位置信息；

检测图元的尺寸和位置是否满足要求；

如果图元的尺寸和位置满足要求，则输出检测结果。

7.根据权利要求6所述的大尺寸薄板金属工件几何质量自动检测装置的检测方法，其特征在于对全局摄像机采集的工件图像进行处理包括以下步骤：

对全局传感单元采集的原始图像，进行图像矫正，以矫正图像的倾斜或畸变；

依据图像灰度信息，分割获得感兴趣区域，以去除干扰区域；

对感兴趣区域图像进行阈值分割，计算得到孔的数量和各个孔的中心位置；

基于亚像素边缘提取算法提取孔的边缘闭合轮廓特征；

分割各闭合轮廓特征，得到圆弧和线段基本图元；

计算每个闭合轮廓中直线图元和圆弧图元的数量，识别并记录各孔的类型。

8.根据权利要求6所述的大尺寸薄板金属工件几何质量自动检测装置的检测方法，其特征在于对局部摄像机采集的工件序列图像进行处理包括以下步骤：

基于每帧图像上的纹理信息，拼接序列图像；

拼接后的图像，基于亚像素边缘提取算法提取孔的边缘闭合轮廓特征；

分割各闭合轮廓特征，得到圆弧和线段基本图元；

识别各闭合轮廓特征的图元尺寸和图元位置信息。

9.根据权利要求7所述的大尺寸薄板金属工件几何质量自动检测装置的检测方法，其特征在于：如果检测孔的数量、板厚、加工孔类型或各图元的尺寸和位置不满足要求，则输出检测结果为不合格。