一種小圓環零件微翹曲檢測方法
2023-06-21 14:21:51
一種小圓環零件微翹曲檢測方法
【專利摘要】本發明屬於精密檢測領域，涉及一種小圓環零件微翹曲檢測方法。裝置分兩部分：一部分為小圓環零件的支撐模塊，鏡像安放面固定在旋轉平臺上，在鏡像安放面上固定定位柱用於小圓環零件的定位；另一部分為視覺採集模塊，視覺採集模塊主要用來實現對小圓環零件的視覺檢測。工業CCD相機通過緊固件固定相機安放板上，相機安放板下表面與位移平臺固定。通過機器視覺對環片零件與安放平面的投影產生的間隙進行測量，作為判斷小圓環零件微翹曲的標準。採用鏡面材料作為安放平面，可以使相機拍攝的翹曲量放大到實際的兩倍，便於觀察。採用定位柱來保證小圓環零件的中心與旋轉中心的重合，旋轉平臺能夠保證從不同的角度觀察零件的翹曲值。
【專利說明】一種小圓環零件微翹曲檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於精密檢測領域，涉及一種小圓環零件微翹曲檢測方法，用於精密裝配 技術中零件的裝配前篩選。
【背景技術】
[0002] 精密裝配是通過準確地操縱、定位等方法將多個零件組裝成複雜系統的技術。隨 著工業生產和科學技術的發展，研發自動化、半自動化的裝配系統成為一個重要的研究領 域，由此也帶來了一些新問題，其中零件加工的一致性對裝配精度的影響尤為明顯。零件的 幾何尺寸可通過細化公差帶控制，而小零件的形位公差，例如平面度，在手工裝配過程中通 常沒有要求，因此採用自動裝配方式時，平面度較差導致的微量翹曲對後續的裝配精度有 重要影響，需要在自動裝配前將平面度不合格的零件篩選出來。
[0003] 在零件的平面度檢測方面，可以採用電子水平儀和計算機構成數據採集處理系 統，進行數據處理乃至在線檢測與控制。【王玉平等，平面度和直線度檢測系統的研製，信息 化技術與控制，2011 (5) 8-11】也可通過設計輔助評定平面簡化對角線法評定被測平面的數 據處理，利用Excel電子表格進行數據處理，並形成可視化圖形。【朱廣寧，平面度檢測的快 速可視化數據處理方法，林業機械與木工設備，2007 (1)，47-51】。對於平板類的量具，還可 以採用精密光學側頭，配合數據採集和處理系統進行測量【張強等，一種新型的平面度檢定 方法，上海計量測試，2012 (5)，32-33】。上述平面度檢測方法僅適用於矩形或方形零件，對 於圓環類零件，由於存在中心孔，通常採用迴轉打表法、水平儀切線法【周豔，圓環平面的平 面度檢測，齊齊哈爾大學學報，2010 (3)】、三坐標測量法或雷射平面度法等【戴曉磊等，三點 法檢測環形平面的平面度誤差，光電工程，2010(5)，52-55】。也可以採用視覺檢測的方法， 採用雙目視覺傳感器採集後，用透視投影變換形心位移偏差控制法算出形心坐標，採用對 極幾何匹配計算出圓心坐標，得到被測物體的平面度誤差【陳小寧等，基於雙面視覺和投影 圓的平面度非接觸測量方法，四川兵工學報，2013 (3)，99-102】。
[0004] 綜上所述，對於圓環類零件的平面度檢測有較多方法，但是已有方法適用於大尺 寸零件，如果是小尺寸的圓環類零件，採用上述方法的測量穩定性有待考證，且設備複雜， 價格昂貴。另一方面，實際生產中，對於小零件的平面度控制並不需要嚴格地測出具體的平 面度值，只需要將由此產生的翹曲控制在設定範圍內即認為合格。由於在生產現場使用，希 望設備的檢測方法簡單，檢測速度快。已有方法不適應小圓環零件的微翹曲快速檢測。
【發明內容】
[0005] 本發明要解決的技術問題是提供一種小圓環零件的微翹曲快速檢測方法，用於精 密裝配技術中零件的裝配前篩選。
[0006] 本發明的技術方案如下：
[0007] -種小圓環零件微翹曲檢測裝置，該小圓環零件微翹曲檢測裝置分為兩部分；
[0008] 第一部分為小圓環零件的支撐模塊，包括旋轉平臺、鏡像安放面、小圓環零件和定 位柱；鏡像安放面固定在旋轉平臺上，在鏡像安放面上固定定位柱用於小圓環零件的定位， 定位柱採用光刻膠光刻的方法得到，定位柱的直徑與小圓環零件的內徑相匹配，小圓環零 件中心與旋轉平臺的迴轉中心重合；鏡像安放面對其上面的小圓環零件能產生鏡像；將小 圓環零件用定位柱固定；
[0009] 另一部分為視覺採集模塊，包括工業CCD相機、相機安放板和位移平臺；視覺採集 模塊主要用來實現對小圓環零件的視覺檢測；工業CCD相機通過緊固件固定在相機安放板 上，相機安放板下表面與位移平臺固定；
[0010] 用上述小圓環零件微翹曲檢測裝置的檢測方法，包括如下步驟：
[0011] 第一步，將工業C⑶相機的鏡頭對準小圓環零件與鏡像安放面間的縫隙，該縫隙 是由於小圓環零件不平產生的；調整工業CCD相機的焦平面，使得小圓環零件與鏡像安放 面間的縫隙清晰成像；
[0012] 第二步，將工業(XD相機採集到的圖像傳輸到計算機中進行圖像處理，處理後得 到的縫隙邊界與標準的尺寸比對，根據實際需求，判斷是否合格；
[0013] 第三步，若需要測量小圓環零件周邊多個點的翹曲量時，只需要轉動旋轉平臺到 待測位置，重複第二步即可。
[0014] 本發明的效果和益處是提供了一種小圓環零件的微翹曲快速檢測方法。採用相機 對圓環類零件及其與安放平面的投影間縫隙進行測量，結合系統軟體所畫標尺，可以很快 的判斷出零件是否超差以及是否可以用於後續裝配；採用鏡面材料作為安放平面，可以使 相機拍攝的翹曲量放大到實際值的兩倍，有利於觀察是否超差；轉臺旋轉速度可調，標尺可 以在軟體中設定，因此該檢測方法柔性較好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015] 附圖是本發明檢測裝置的示意圖。
[0016] 圖中：1旋轉平臺；2鏡像安放面；3小圓環零件；4定位柱；
[0017] 5工業(XD相機；6相機安放板；7位移平臺。
【具體實施方式】
[0018] 下面結合技術方案和附圖詳細敘述本發明專利的【具體實施方式】。
[0019] 針對外徑是6mm，內徑是5mm，厚度是0. 2mm的小圓環零件3進行微翹曲快速檢測。
[0020] 以矽片作為鏡像平面安放面2,在其上面利用SU-8膠光刻，在矽片2中心處做出直 徑為04.8mm的凸臺。SU-8膠的厚度為0. 15mm，此部分作為小圓環零件3安放時的定位柱 4。
[0021] 將小圓環零件3放置在定位柱4上，此時，小圓環零件3中心與旋轉平臺1的迴轉 中心重合。調整位移平臺7,帶動其上固定的工業C⑶相機5對準小圓環零件3與鏡像安放 面間2的縫隙，調整相機5的焦平面，使得縫隙處可以清晰成像。將相機採集該圖像並傳輸 到計算機中進行圖像處理，處理後得到的縫隙邊界與系統軟體編寫的邊界標尺比對，判斷 是否合格。需要測量小圓環零件3周邊多個點的翹曲量時，只需要轉動旋轉平臺1到待測 位置，重複相機採集和圖像處理步驟即可。
【權利要求】
1. 一種小圓環零件微翹曲檢測方法，其特徵在於，該小圓環零件微翹曲檢測方法所用 的裝置分為兩部分； 第一部分為小圓環零件的支撐模塊，包括旋轉平臺、鏡像安放面、小圓環零件和定位 柱；鏡像安放面固定在旋轉平臺上，在鏡像安放面上固定定位柱用於小圓環零件的定位，定 位柱採用光刻膠光刻的方法得到，定位柱的直徑與小圓環零件的內徑相匹配，小圓環零件 中心與旋轉平臺的迴轉中心重合；鏡像安放面對其上面的小圓環零件能產生鏡像；將小圓 環零件用定位柱固定； 另一部分為視覺採集模塊，包括工業CCD相機、相機安放板和位移平臺；視覺採集模塊 主要用來實現對小圓環零件的視覺檢測；工業CCD相機通過緊固件固定在相機安放板上， 相機安放板下表面與位移平臺固定； 用上述裝置進行小圓環零件微翹曲檢測方法，包括如下步驟： 第一步，將工業CCD相機的鏡頭對準小圓環零件與鏡像安放面間的縫隙，該縫隙是由 於小圓環零件不平產生的；調整工業CCD相機的焦平面，使得小圓環零件與鏡像安放面間 的縫隙清晰成像； 第二步，將工業CCD相機採集到的圖像傳輸到計算機中進行圖像處理，處理後得到的 縫隙邊界與標準的尺寸比對，根據實際需求，判斷是否合格； 第三步，若需要測量小圓環零件周邊多個點的翹曲量時，只需要轉動旋轉平臺到待測 位置，重複第二步即可。
【文檔編號】G01B11/30GK104154885SQ201410357058
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月24日 優先權日:2014年7月24日
【發明者】王曉東, 單鎮東, 羅怡, 嚴衛 申請人:大連理工大學