[发明专利]一种基于机器视觉的平板类工件尺寸检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于机器视觉的平板类工件尺寸检测系统及方法，检测系统包括电脑处理终端、载物台、移动机构、平行背光源、远心镜头以及图像采集相机，所述移动机构安装在载物台上，所述平行背光源设置在待测样品底部，所述移动机构同时驱动待测样品以及平行背光源水平移动，所述平行背光源输出的光束经过远心镜头进入到图像采集相机内部，所述图像采集相机通过以太网与电脑处理终端通信连接。本发明通过平行背光源输出平行光束，利用远心镜头以及图像采集相机组成视觉检测装置，配合平行背光源和移动机构进行图像采集，采用图像分割、图像拼接等算法进行图像处理，快速判断工件是否合格，实现实时测量和监控。

技术领域

本发明涉及工件尺寸检测技术领域，更具体地说涉及一种基于机器视觉的平板类工件尺寸检测系统及方法。

背景技术

在工业生产中，工件的实测尺寸是判断其质量是否达标的重要依据，控制零件的尺寸在设计的误差范围内是保证成品品质的重要手段。随着技术的发展，市场对工件尺寸的精度要求越来越高。

现有的工件尺寸检测方式有以下四类。第一种是人工检测，工人使用游标卡尺等传统测量仪器完成对零件尺寸规格的检测、分析和判断等主要工作，这种接触式测量容易损坏工件，消耗大量的人力物力，同时测量精度低，人工检测判断产品合格与否误差较大，可靠性低，导致生产效率降低；第二种方法是气动式法，该方法将尺寸信号转化为测量管路内气体流量的变化，并通过气电转换器，将气信号转换为电信号，由发光管组成的光柱示值，或通过有刻度的玻璃管内的浮标示值，电子柱式气动测量仪虽然能够自动检测，但不易实现气电转换，其测量目标有局限性，成本高；第三种方法是传感器测量，例如，申请号为CN201510591207公开了一种零件尺寸检测设备，该方法虽然精度提高了，但只能测量金属工件，机械装置结构复杂、配置要求高、成本高，有效使用期限不长；第四种是机器视觉方法，例如，公开号为CN102538672A公开了一种基于CMOS机器视觉零件尺寸测量系统及测量检验方法，机器视觉在线测量具有设备简单、通用性好、非接触、易于实现自动化等优点，在工业检测的应用中，机器视觉正在迅速代替人工检测。但目前采用机器视觉方法检测工件尺寸的技术较少，不能满足市场需求。

但是现有技术中的技术方案存在以下缺陷：不能实现对平板类大工件的全尺寸测量，无法满足日益迫切的加工生产需求；对工件上各种特定形状的通孔不能实现精确的参数测量和实时监测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：如何实现对平板类工件尺寸的自动化高精度检测。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

一种基于机器视觉的平板类工件尺寸检测系统，包括电脑处理终端、载物台、移动机构、平行背光源、远心镜头以及图像采集相机，所述移动机构安装在载物台上，所述平行背光源设置在待测样品底部，所述移动机构同时驱动待测样品以及平行背光源水平移动，所述平行背光源输出的光束经过远心镜头进入到图像采集相机内部，所述图像采集相机通过以太网与电脑处理终端通信连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述移动机构包括电机、电机驱动器、丝杆轴以及丝杆螺母，所述丝杆螺母不会随着丝杆轴的转动而转动，所述电脑处理终端输出端与电机驱动器电性连接，所述电机驱动器与电机电性连接，所述电机驱动丝杆轴转动，丝杆轴转动同时带动丝杆螺母沿着丝杆轴移动，平行背光源与待测样品安装在丝杆螺母上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述电机是步进电机。

作为上述技术方案的进一步改进，所述图像采集相机是CCD相机。

本发明的有益效果是：本发明通过平行背光源输出平行光束，利用远心镜头以及图像采集相机组成视觉检测装置，配合平行背光源和移动机构进行图像采集，采用图像分割、图像拼接等算法进行图像处理，快速判断工件是否合格，实现实时测量和监控。

本发明创造同时还公开了一种平板类工件尺寸检测方法，包括以下步骤：