[发明专利]一种机器视觉和扫描检测装置及其工作方法

说明书

本发明涉及一种机器视觉和扫描检测装置及其工作方法，包括有一检测台，所述检测台上上下贯穿开设有透视孔，检测台下方正对透视孔架设有背光源，所述透视孔正上方检测台上表面固设有透明平台，透明平台正上方架设第二相机，所述第二相机一侧与第二相机成一定夹角并对准透明平台架设第一相机，所述第二相机另一侧与第二相机成一定夹角并对准透明平台架设结构光扫描机构，检测台前侧设置有活动夹具，该活动夹具延伸至透明平台上用以限位，检测台后侧安装有三轴运动平台，该三轴运动平台的Z轴上固设有测头，该机器视觉和扫描检测装置结构合理，解决了长期以来视觉或扫描单一检测方法适应范围窄，扫描检测效率低，零件装夹、定位和取放不便的问题。

技术领域

本发明涉及零件尺寸检测技术领域，是一种机器视觉和扫描检测装置及其工作方法。

背景技术

目前零件的自动化检测方法多种多样，但每种检测方法都有许多局限性，以至于检测一个零件须要多道检测工序，采用不同的检测仪器才能完成，具体如下：

单目视觉和双目视觉检测效率很高，但零件本身的材质和表面特征(是否光滑、是否曲面、反光程度、表面纹理等)对检测结果的精度影响很大，不同材质和表面特征的零件须要使用不同种类和不同结构的光源、打光的角度和方向也不同，光源的通用性能很差；目前为止，单目视觉只有可以使用背光投影方式检测的零件尺寸参数具有实用价值。双目视觉精度不高，只能应用在精度要求不高的场合，而且精度严重依赖表面纹理，表面纹理越复杂精度越高；另外环境光对单目视觉和双目视觉的检测结果影响很大；

结构光扫描受结构光分辨率的影响，目前对零件Z向高度的精度可以很高，但对水平X向和Y向的精度不高，并且同样受环境光的影响。

三坐标测量X、Y、Z三个方向的精度都可以做得很高，但效率很低，测量精度依赖X、Y、Z三轴运动平台、测头和算法的精度，因此对X、Y、Z三轴运动平台和测头精度要求很高，制造成本和难度都较高，对使用环境要求也很高；使用三坐标进行连续轮廓扫描，需要使用连续轮廓扫描测头，连续轮廓扫描测头需要对测针或测球的方位变化进行复杂的检测，并利用复杂的算法才能得到零件实际的轮廓，造价昂贵。

相机聚焦测量、激光干涉测量、激光飞行测量、光谱聚集测量、电磁感应测量、电蜗流测量等方式都存在可测量参数单一，检测效率低的问题。

在检测过程中，零件的装夹、取放、和定位耗时很长，零件的外形各种各样，给零件的装夹、定位带来很大困难。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种机器视觉和扫描检测装置及其工作方法，不仅结构合理，且有效解决了长期以来视觉或扫描单一检测方法适应范围窄，扫描检测效率低，零件装夹、定位和取放不便的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种机器视觉和扫描检测装置，包括有一检测台，所述检测台上上下贯穿开设有透视孔，检测台下方正对透视孔架设有背光源，所述透视孔正上方检测台上表面固设有透明平台，所述透明平台正上方架设第二相机，所述第二相机一侧与第二相机成一定夹角并对准透明平台架设第一相机，所述第二相机另一侧与第二相机成一定夹角并对准透明平台架设结构光扫描机构，所述检测台前侧设置有活动夹具，该活动夹具延伸至透明平台上用以限位，所述检测台后侧安装有三轴运动平台，该三轴运动平台的Z轴上固设有测头。

进一步的，背光源与第二相机组成背光投影测量单元，具备高效高精度特点，适合可以使用背光投影测量的测量参数；第一相机、第二相机、三轴运动平台和测头组成双目扫描测量单元，具备高效率、高精度、受环境光影响小的特点、测量参数适应范围广，包括测量曲面、连续轮廓扫描；与背光投影测量单元或结构光扫描测量单元配合，可以进行高精度逆向建模；第二相机和结构光扫描机构组成结构光扫描测量单元，适合进行Z向高精度测量。三个测量单元可以单独使用，也可以组合使用，大大拓宽了自动化检测系统的适应和通用性能。