[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

说明书

本发明涉及一种大尺寸薄板金属工件几何质量自动检测装置及方法，在检测位置采集薄板工件整体图像和距离，并传送给图像处理单元；图像处理单元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；如果孔的数量、工件厚度以及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，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；如果图元的尺寸和位置满足要求，则输出检测结果。本发明采用宏微结合的方式采集获取待测工件原始图像，能够实现对大尺寸工件质量检测，既能保证检测精度，同时可以不受工件尺寸限制，提高了检测范围和检测精度。

技术领域

本发明涉及一种工件几何质量检测技术，具体为一种大尺寸薄板金属工件几何质量自动检测装置及方法。

背景技术

现代制造业越来越趋于“多品种、小批量”的特点，而板材加工领域对生产的柔性要求也越来越高，生产过程中的工件质量检测非常重要。工件几何质量自动检测装置应用在金属板材制造生产线中，在生产过程中对工件加工几何质量进行实时检测，当检测到工件加工质量超差时，及时发出警示信息，避免批量废品的产生，有利于提高生产线的生产效率和自动化水平。

金属板材工件的加工几何质量问题主要包括加工孔尺寸超差、加工位置错误以及加工孔数量不一致等。传统的检测方法是通过游标卡尺、模板或者是三坐标测量机进行。但传统测量方式无法测量工件的全部轮廓位置，很难完全满足测量要求，例如对于大尺寸工件和复杂工件的检测等。

相比之下，机器视觉检测技术具有非接触、速度快、精度高、抗干扰能力强等优点，目前在产品质量检测等领域中得到了广泛的应用，视觉检测技术为解决产品自动化测量提供了有效的解决方案。但在大尺寸薄板金属工件(平面尺寸大于500mm*500mm的薄板金属工件)几何质量检测方面，由于测量尺寸大、测量精度要求高等多方面的制约，仍然没有得到普及，现有检测装置需要超高分辨率数码摄像机实现高精度检测，价格较贵，且检测工件尺寸受限。

发明内容

针对现有技术中机器视觉检测技术没有得到普及且检测工件尺寸受限等不足，本发明要解决的问题是提供一种检测精度高，检测速度快，制造成本低的大尺寸薄板金属工件几何质量自动检测装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种大尺寸薄板金属工件几何质量自动检测装置，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，采集待测薄板工件的原始图像，并传输至工控机中。

三维运动执行单元包括X轴、Y轴、Z轴运动执行机构，其中，X轴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。

传感单元，包括全局传感单元和局部传感单元，其中，全局传感单元包括全局摄像机及激光测距传感器，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。

检测台单元包括背光光源和基座，基座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，背光光源设于检测台单元基座下部，全局摄像机镜头的正对面位置。

所述工控机接收传感单元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连接。

本发明大尺寸薄板金属工件几何质量自动检测装置的检测方法，包括以下步骤：