非接觸式在線檢測活塞銷外徑的裝置的製作方法

2023-10-24 00:42:02 2

專利名稱：非接觸式在線檢測活塞銷外徑的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種長度測量裝置，尤其是涉及一種非接觸式在線檢測活塞銷 外徑的裝置。
技術背景活塞銷是汽車、摩託車發動機中最關鍵的零部件之一，我國是全球範圍內 活塞銷的生產基地。隨著汽車行業競爭己經進入白熱化階段，對發動機性能及 質量要求越來越高。活塞銷的外徑尺寸及精度是影響發動機性能的決定性因素 之一，為了進一步保證發動機的性能，在生產活塞銷中必須對活塞銷進行嚴格 的全檢。由於活塞銷生產批量大、易磨損、售價低，國內部分企業利用接觸式在線 檢測的裝置但是檢測效率比較低，國外的活塞銷在線檢測裝置檢測效率、精度 高，但是設備價格昂貴，導致我國的活塞銷生產企業絕大多數採用人工利用扭 簧儀對活塞銷進行抽樣檢測的方式，這樣雖然可以省去購買國外活塞銷在線檢 測設備的開銷，但檢測效率很低、產品檢測質量得不到保證，在國際市場上處於低端競爭的危險境地。特別是近年來外商普遍提出100%檢測的要求，這樣就迫使很多企業急需增加檢測效率高且價格實惠的在線檢測設備。 發明內容本發明的目的是提供一種非接觸式在線檢測活塞銷外徑的裝置，以便保證 活塞銷的精度，提高發動機的性能。本發明採用的技術方案是在導軌上依次裝有光源、透鏡、光闌、透鏡、V形槽、物鏡和面陣CCD， 並位於同一光軸上，V形槽中裝有被測的活塞銷，面陣CCD通過數據採集卡與 計算機相連接。所述的被測活塞銷必須高出V形槽。本發明具有的有益效果是此方法是採用光學原理對活塞銷外徑進行非接觸測量，被測活塞銷放在V 形塊上，利用柯拉照明為被測活塞銷提供均勻的平行光，使得被測工件上邊輪 廓在面陣CCD傳感器上成像，通過圖像處理及標定由活塞銷部分成像即可得出活塞銷的外徑，克服了CCD面積大小對被測活塞銷尺寸的限制，同時在圖像處理中採用了亞像素的處理方法，解決了 CCD分辨力對測量精度影響的問題。本檢測裝置利用CCD對活塞銷進行在線非接觸測量，操作快捷，大大的提 高了檢測的效率，利用亞像素圖像處理的技術大大的提高了檢測精度。


圖1是非接觸式在線檢測活塞銷外徑裝置的結構示意圖。 圖2是定位裝置圖。圖中1、光源，2、透鏡，3、光闌，4、透鏡，5、 V形槽，6、活塞銷， 7、物鏡，8、面陣CCD， 9、導軌，10、計算機。
具體實施方式
本發明的非接觸式在線檢測活塞銷外徑的裝置是利用現代光學技術、數碼 技術、圖象處理技術等對活塞銷的外徑進行在線測量，採用了柯拉照明，遠心 成像的工作原理，CCD採集圖象數據輸入計算機，並通過軟體編程對圖象進行 亞像素處理，最終獲得被測工件的外徑尺寸，實現了對活塞銷外徑尺寸的測量。如圖1所示，在導軌9上依次裝有光源1、透鏡2、光鬧3、透鏡4、 V形 槽5、物鏡7和面陣CCD8，並位於同一光軸上，V形槽5中裝有被測的活塞銷 6，面陣CCD8通過數據採集卡與計算機10相連接。所述的被測活塞銷6必須高出V形槽5，被測活塞銷高出的部分成像於 CCD，通過提取活塞銷所成像的邊緣圖像計算出該活塞銷的外徑尺寸。所測工件活塞銷是空心圓柱，主要參數是外徑尺寸。照明系統由光源1發 出的光先經前置透鏡2成像於可變光闌3上，物鏡4將此位於可變光闌3上的 光源像成像於物面上並能夠使得像具有一定的放大倍數，可變光闌3位於物鏡4 的焦點上，使得物面獲得均勻的平行光；成像系統是由兩個透鏡組成的具有3 倍或者5倍放大作用的物鏡，它使得被測工件的像經過放大後成像於CCD光敏 面上；定位裝置是一個角度與活塞銷直徑尺寸相匹配的V形槽5，生產線上生 產的活塞銷通過傳送帶傳送到測量裝置的V形槽上進行檢測，檢測時間與活塞 銷的傳送頻率一致，通過傳送帶傳送下一個待檢測的活塞銷將已檢測的活塞銷 推入到存放處，達到自動檢測的目的；面陣CCD的分辨力對測量精度的影響很 大，考慮到經濟因素，選擇的是像元尺寸為6.50umX6.25um，結合軟體處理能 夠滿足活塞銷檢測的要求。該檢測裝置放於活塞銷生產線上，為了避免生產環 境對測量裝置光學元件的影響，設置了一個整殼對該裝置進行包裝最後只留下 一個供活塞銷進入定位裝置的出入口，生產線上的活塞銷到達定位裝置後，CCD傳感器快速採集該工件的圖像，然後通過採集卡送入計算機，接著對其圖像進 行處理得到被測活塞銷的外徑尺寸。 活塞銷外徑尺寸的具體測量方法對於圖象，它的單位是象素。因此在測量實際活塞銷直徑前在整個測量系統 固定後應選擇一個標準的活塞銷(可以排除一些工件形狀帶來的測量誤差)進 行標定，將標定後的直徑為D的目標物置於所設置的測量系統中，測得圖象中 兩條邊緣之間的像素數為N，則系統每個像素的標定值為5 = 0/7^測量活塞銷外徑通過V形槽進行定位測量，見附圖2。先以標準件的軸徑/)# 對零位，測量活塞銷軸徑/>#』與D@以及V形槽半角之間的關係為formula see original document page 5其中A^ TVS, 7V為被測活塞銷與標準件活塞銷圖像邊緣相差的像素數最終經過圖像處理後可得formula see original document page 5
權利要求
1、一種非接觸式在線檢測活塞銷外徑的裝置，其特徵在於在導軌(9)上依次裝有光源(1)、透鏡(2)、光闌(3)、透鏡(4)、V形槽(5)、物鏡(7)和面陣CCD(8)，並位於同一光軸上，V形槽(5)中裝有被測的活塞銷(6)，面陣CCD(8)通過數據採集卡與計算機(10)相連接。
2、 根據權利要求1所述的一種非接觸式在線檢測活塞銷外徑的裝置，其特 徵在於所述的被測活塞銷(6)必須高出V形槽(5)。
全文摘要
本發明公開了一種非接觸式在線檢測活塞銷外徑的裝置。在導軌上依次裝有光源、透鏡、光闌、透鏡、V形槽、物鏡和面陣CCD，並位於同一光軸上，V形槽中裝有被測的活塞銷，面陣CCD通過數據採集卡與計算機相連接。利用柯拉照明為被測活塞銷提供均勻的平行光，使得被測工件上邊輪廓在面陣CCD傳感器上成像，通過圖像處理及標定由活塞銷部分成像即可得出活塞銷的外徑，克服了CCD面積大小對被測活塞銷尺寸的限制，同時在圖像處理中採用了亞像素的處理方法，解決了CCD分辨力對測量精度影響的問題。本發明操作快捷，大大的提高了檢測的效率，利用亞像素圖像處理的技術大大的提高了檢測精度。
文檔編號G01B11/08GK101216293SQ20071016484
公開日2008年7月9日 申請日期2007年12月27日 優先權日2007年12月27日
發明者武 周, 孫明磊, 穎 曲, 朱義梅, 李東升, 李碩芊, 範偉軍, 軍 趙, 果 陳 申請人:中國計量學院