[发明专利]一种花键套端面尺寸检测系统及方法

摘要

本发明涉及一种花键套的端面尺寸的检测系统及方法。该系统主要由CMOS相机、计算机、为此系统编写的特定的检测软件、检测系统的工作台、支架等部分组成，并采用了相机标定技术校正光学系统导致的零件图像畸变，以及图像测量技术实现对零件尺寸的检测，检测结果能够量化、存储及建库管理。该系统可实现花键套端面尺寸的高精度检测，同时大大提高了零件检测速度，系统操作简单，工作台体积小，成本低，特别适合花键套的生产厂家在检测过程中装备使用，也可作为计质检部门、测绘部门等相关行业的检测仪器。

主权项

一种花键套端面尺寸检测系统，其特征在于：包括CMOS相机(1)、相机固定件(2)、相机拧紧旋钮(3)、相机连接杆(4)、连接杆拧紧旋钮(5)、连接杆固定件(6)、支撑臂(7)、花键套(8)、光源固定座(9)、支撑座(10)、工作台底座(11)、安装有检测软件的计算机；CMOS相机(1)由相机固定件2固定在相机连接杆(4)上，相机连接杆(4)另一端由连接杆固定件(6)通过连接杆拧紧旋钮(5)拧紧固定在支撑臂(7)上端，检测零件花键套(8)放置在固定在支撑座(10)上的光源固定座(9)上，支撑臂(7)和支撑座(10)均直接连接在工作台底座(11)上；CMOS相机(1)与安装有检测软件的计算机连接；还包括相机固定件固定板(15)、相机固定件轴(16)、连接杆锁紧孔(17)、连接杆轴(18)、连接杆固定孔(19)、连接杆固定件孔(20)、支撑臂上端固定凹槽(21)、连接杆固定件锁紧孔(22)；连接杆固定件(6)通过螺丝在连接杆固定件锁紧孔(22)处固定于支撑臂(7)上端的凹槽(21)处，相机连接杆(4)安装在接杆固定件(6)上，相机连接杆(4)的连接杆轴(18)伸入接杆固定件(6)的连接杆固定件孔(20)中，至合适的位置拧紧连接杆拧紧旋钮(5)，完成相机连接杆(4)的安装；相机固定件轴(16)伸入相机连接杆(4)连接杆固定孔(19)中至合适位置后，将相机拧紧旋钮(3)拧入连接杆锁紧孔(17)内锁紧，CMOS相机(1)安装在相机固定件固定板(15)上，通过螺丝在相机固定螺孔(14)处拧紧；还包括光源固定座凸台(23)、支撑座凸台(24)、支撑座固定螺丝(25)、支撑座固定孔(26)、支撑座固定槽(27)、支撑臂固定槽(28)；支撑座(10)安装在工作台底座(11)的支撑座固定槽(27)里，通过四个锁紧螺丝(25)固定在支撑座固定孔(26)中，光源固定座(9)安装在支撑座(10)的上端凸台(24)上，光源固定座(9)上端凸台(23)有固定零件位置的作用，花键套(8)安装在光源固定座凸台(23)上面，支撑臂(7)固定于支撑臂固定槽(28)中；所述的检测软件包含三个子程序，分别是畸变矫正程序、系统标定程序和系统检测程序；畸变矫正：采用相机标定板，将相机标定板放置在零件端面位置附近，并不断改变相机标定板的倾斜角度，共拍摄25张图片，检测软件中的畸变矫正系统即可分析检测出相机畸变分布情况，解算得到畸变校正参数，参数会自动应用在零件检测过程中；系统标定：畸变矫正完成后，若为第一次使用则需要进行初始化定标，即使用本系统检测一件已用更高一级精度的检测工具检测过的标准件，得到标准件的内接圆直径、外切圆直径和所有花键齿的齿宽，系统以此为标准计算得出检测的像素当量，即图像中像素值与实际尺寸的比例值；打开照明光源，将标准件放置在光源固定件上，开始标定过程；为得到图像每个部位的像素当量，需将标准件连续标定10次，每次标定完成后将标准件旋转36°，标定完成；系统检测：保持照明光源打开状态，打开控制系统的检测程序，点击连接相机键，检测相机通信正常即开始检测,；在检测界面的标准值编辑区域人工输入待检测一批零件的尺寸公差上限和尺寸公差下限的值，并输入标定过程中使用的标准件的尺寸参数，完成后锁定编辑区；将待测件放置在光源固定件上，点击检测键，等待30秒即完成检测过程，操作界面会显示出零件各项尺寸是否超出公差带，综合判断零件是否合格，并将校准检测结果保存在Excel文件；所述CMOS相机(1)包括相机镜头(12)、数据线插头(13)、相机固定螺孔(14)；相机镜头(12)通过螺纹固定在相机机身上，数据线插头(13)通过数据线与计算机连接，以传输数据和提供工作电源，相机固定螺孔(14)用于将相机机身固定在相机固定件固定板(15)上；在图像采集过程中采用背向照明的方式，即被测花键套(8)置于CMOS相机(1)和光源(29)的中间，这种照明方式可以突出被测物的轮廓形状，极大程度地屏蔽背景光照的干扰和被测物表面的纹理特征的干扰。