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一种零件检测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种零件检测系统，包括：工作台，具有用来承载零件的支承件；成像装置，用于对放置在所述支承件上的零件进行成像；以及图像处理装置，与所述成像装置相连，用于接收成像装置传输来的图像并对图像进行处理以获取所述零件的参数。本实用新型所述检测系统，通过成像装置以及图像处理装置，能够对零件的二维平面和截面形状进行全面的检测，判断该零件是否满足现有CAD图形文件（图纸）的精度需求。检测内容可包括半径、直径、距离、角度等各个方面，且检测精度高，误差小，还能够通过获取并分析处理零件的轮廓，得到零件的CAD图形文件。
【专利说明】一种零件检测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种零件检测系统，尤其涉及一种利用成像技术对零件的二维平面和截面形状进行检测的系统。
【背景技术】
[0002]钣金是一种针对金属薄板的综合加工工艺，其显著特征是同一零件在各个部位的厚度完全一致。由于钣金具有重量轻、强度高、成本低、工艺灵活、适于大规模量产等特点，因此在工业领域的许多方面得到了广泛的应用，例如通讯、交通、电力、电梯、农业装备、工程机械、家用电器等。
[0003]一个典型的钣金零件包括了下料、折弯、焊接等几个工序。本实用新型中提到的“钣金零件”特指由金属薄板坯料进行下料之后得到的二维平面零件，这个零件通常需要进行折弯、焊接、表面处理等后续工序才能成为一个完整的零件。目前最常用的下料工艺是数控下料，也就是根据零件的二维CAD图形，通过数控编程，然后在数控(转塔)冲床、激光切割机、等离子切割机、水射流或者其它类型的数控切割机上进行自动加工的一种现代化加工方式。
[0004]由于下料是钣金的第一个工序，因此需要保证零件的准确性以避免将错误带到下一个工序甚至成品。传统的钣金零件的检测手段包括游标卡尺、卷尺等，但是检测效率、检测精度都很低，并且极易发生漏检和错检的现象，这主要是由钣金零件的特点决定的。同样，三坐标测量机等现代化检测手段也不适于钣金零件的检测。

【发明内容】

[0005]为此，本实用新型的目的在于提供一种能够实现零件的快速、高精度测量的检测系统。
[0006]为实现上述目的，本实用新型的零件检测系统包括:工作台，具有用来承载零件的支承件；成像装置，用于对放置在所述支承件上的零件进行成像；以及图像处理装置，与所述成像装置相连，用于接收成像装置传输来的图像并对图像进行处理以获取所述零件的参数。
[0007]可选地，根据本实用新型的检测系统，所述支承件为所述工作台顶部的工作台面。
[0008]可选地，根据本实用新型的检测系统，进一步包括光源，所述光源的设置方式包括下列中的至少一种:所述工作台面为透明或半透明的，所述光源设置在所述工作台面下方；和所述光源设置在所述工作台的斜上方。
[0009]可选地，根据本实用新型的检测系统，所述光源为荧光灯或LED灯。
[0010]可选地，本实用新型所述的检测系统，所述成像装置为至少两个。
[0011]可选地，根据本实用新型的检测系统，所述成像装置为(XD相机、CMOS相机或光学扫描仪。
[0012]可选地，根据本实用新型的检测系统，所述CCD相机或CMOS相机中使用的光学镜头为广角镜头或远心镜头。
[0013]可选地，根据本实用新型的检测系统，所述零件为型材，所述光源环绕在所述型材截面周围。
[0014]可选地，根据本实用新型的检测系统，所述图像处理装置包括数据处理器以及与所述数据处理器相连的人机交互装置。
[0015]可选地，根据本实用新型的检测系统，所述人机交互装置包括用于显示所述数据处理器处理结果的显示器以及对所述数据处理器进行操作的操作装置。
[0016]本实用新型所述零件检测系统，通过成像装置以及图像处理装置，能够对零件的二维平面和截面形状进行全面的检测，检测内容可包括半径、直径、距离、角度等各个方面，且检测精度高，误差小，还能够通过获取并分析处理零件的二维轮廓，得到零件的二维图形文件。
【专利附图】

【附图说明】
[0017]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。在附图中:
[0018]图1为本实用新型所述检测系统的结构示意图；
[0019]图2为本实用新型一种实施方式的检测系统结构示意图；以及
[0020]图3为采用远心镜头进行型材截面测量的工作示意图。
[0021]图中附图标记的含义为:
[0022]100-工作台，110-工作台面，120-支撑腔体，130-立柱；200_成像装置，210-远心镜头；300_图像处理装置，310-数据处理器，320-人机交互装置320 ;400_光源；500_零件；600-型材；610_型材截面；700_零件支架。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和具体的实施方式对本实用新型作进一步的描述。
[0024]本实用新型提供了一种零件检测系统，包括:工作台，具有用来承载零件的支承件；成像装置，用于对放置在所述支承件上的零件进行成像；以及图像处理装置，与所述成像装置相连，用于接收成像装置传输来的图像并对图像进行处理以获取所述零件的参数。
[0025]图1示出本实用新型所述零件检测系统的结构示意图。如图1所示，该零件检测系统包括工作台100，成像装置200以及图像处理装置300。其中，所述工作台具有用来承载待测零件500的支承件；所述支承件可以是如图1和图2中所示的工作台顶部的工作台面110，也可以是如图3中所示的零件支架700。可以将零件放置在所述工作台面上110上或零件支架700上，使待检测部分朝向所述成像装置200，由成像装置200对该部分进行成像；所述图像处理装置300与所述成像装置200相连，以接收由成像装置200传输来的图片。所述图像处理装置中配设有专业的图像处理软件，在其接收到图像后，通过该专业图像处理软件对图像进行处理，进而获得零件轮廓的完整信息。通过该种测量方式，实现了零件的快速、精准测量，避免了人为测量带来的误差。其中，所述零件可以为钣金零件或者型材，还可以是诸如木板、石材、PVC、复合材料等任何其它不透明的非金属材料制成的零件。零件可以是平面的，也可以是立体的。
[0026]除了实现快速、精准的测量，本实用新型所述检测系统在处理获得零件轮廓的完整信息后，还可以根据需要将这些信息与基准CAD图形进行匹配，得到轮廓的配准图，并在配准图的基础上进行各种测量和检测。这些信息也可以直接以高质量DXF格式的图形文件保存并输出。
[0027]为了保证成像装置能够获取高质量的图像，本实用新型所述检测系统还可以配置光源，以用来对零件提供稳定的照明，避免因光线问题影响成像质量。所述光源400的设置位置可以有多种，例如可以将其设置在所述工作台100的斜上方，如图1中所示。此时，所述光源400的具体设置位置可以根据成像单元与工作台的距离进行适当调整，直至达到最佳角度和位置，实现最佳照明效果。所述光源400还可以设置在所述工作台面110的下方。如图1和图2所示的结构中，所述工作台由支撑腔体120和工作台面110组成，可以在位于所述工作台面110下方的支撑腔体120内设置光源(图中未示出)。此时，所述工作台面110是透明或半透明的，以保证光线能够从工作台中透射出来，对零件形成照明效果。将光源设置在所述工作台面下方时，可以在所述支撑腔体的侧壁上设置散热孔，将光源在发光过程中产生的热量散发出去，防止工作台温度过高。
[0028]本实用新型所述检测系统中，所述工作台面110由具有良好的抗冲击强度和热稳定性的钢化玻璃制成。所述光源400为荧光灯或LED灯，当然，其他任何能够对所述零件提供良好照明效果的光源也适用于本实用新型。
[0029]本实用新型中，根据目标零件类型，可以选择使用不同类型的成像装置，包括CCD相机、CMOS相机和光学扫描仪等。其中，所述光学扫描仪类似于传统的办公室扫描仪，在对目标零件截面进行成像时，将零件截面放置在工作台面上，使用线阵CCD对零件进行扫描，所述线阵(XD通过机械机构运动，其与照明装置集成在一起。通过该扫描方式，可得到目标零件的截面图像。
[0030]当使用CCD相机或CMOS相机时，还可以根据目标零件类型和应用领域的不同，使用不同类型的光学镜头。较为常用的镜头类型主要为广角镜头和远心镜头。
[0031]另外，还可以根据目标零件尺寸的不同，选择所述成像装置的数量。例如，当目标零件尺寸较小，使用一个成像装置即可获取该零件的轮廓信息；而当目标零件尺寸较大时，一个成像装置无法获取完整的图像，或者获取的图像质量不高时，可以选择使用两个或两个以上的成像装置分别进行成像，之后通过图像处理软件对各个成像装置获取的图像进行组合、处理，最终获得零件的完整图像信息。
[0032]通常情况下，成像装置200与工作台100的位置相对固定，但是目标零件可以根据需要进行移动以便进行多次成像。图2示出了本实用新型一种实施方式的检测系统结构示意图。如图2所示，所述成像单元位于所述工作台100的上方，两者通过立柱130实现连接，在所述立柱的顶端设置有水平伸出部分140，所述成像单元设置在所述水平伸出部分140内(图中未示出)。所述立柱130的高度以保证所述工作台的工作台面110全部位于所述成像单元200的成像范围内为宜。此时，将零件置于所述工作台面110的任何位置上，所述成像装置200均能获取其图像。根据目标零件的大小不同，所述工作台面110的尺寸可以从最小的300 X 210mm (A4纸张规格)到1500 x 4000mm，甚至可以更大。
[0033]当需要对型材的截面进行测量时，一般使用远心镜头(Telecentric镜头)来进行成像。远心镜头主要是为纠正传统工业镜头视差而设计，因为在精密光学检测系统中，由于普通光学镜头会存在一定的制约因素，如影像的变形、视角选择而造成的误差、不适当光源干扰下造成边界的不确定性等问题，进而影响测量的精度。而远心镜头能有效降低甚至消除上述问题，它可以在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不会变化。采用远心镜头对型材表面进行成像，能够保证获取高品质的图像。
[0034]由于型材一般长度较长，检测系统不适宜采用图2中所示的成像装置位于工作台上方的结构，此时可将所述成像装置与工作台面呈水平设置，此时无需对型材进行切割即可对其截面进行测量。图3示出了采用远心镜头进行型材截面测量时的工作示意图。如图3所示，型材600水平放置于工作台(图中未示出)上，型材的截面610朝向远心镜头210。型材截面610保持平整，且在周围环绕有光源400，以提高成像的品质。现有的远心镜头的最大直径一般为300mm，所以一次测量的最大型材截面尺寸为240 x 180mm?如果型材截面的尺寸较大，则需要对其不同部位进行多次成像。此时，可以移动所述远心镜头来获取不同部位的图像，也可以如图3中所示，在工作台上设置一个能够上下运动的零件支架700，将所述型材600架设在所述零件支架700上，通过调节零件支架来改变型材截面的高度，从而使得远心镜头210能够获取不同部位的图像。最终，将获取的型材截面各部位的图像进行拼接，得到型材截面的整体图像。
[0035]本实用新型所述检测系统中，所述图像处理装置300包括数据处理器310以及人机交互装置。所述数据处理器310与所述成像装置200相连，接收图像并进行处理。所述人机交互装置包括显示器320和操作装置。其中，所述显示器320用于显示所述数据处理器310对图像的处理结果，所述操作装置对所述数据处理器310进行操作，例如零件二维图纸的生成、导出和保存等。所述操作装置可以是鼠标与键盘或者是操作面板。
[0036]应该注意的是，上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。单词第一、第二以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些单词解释为名称``。
【权利要求】
1.一种零件检测系统，其特征在于包括: 工作台(100)，具有用来承载零件的支承件； 成像装置(200)，用于对放置在所述支承件上的零件进行成像；以及 图像处理装置(300 )，与所述成像装置(200 )相连，用于接收成像装置(200 )传输来的图像并对图像进行处理以获取所述零件的参数。
2.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于:所述支承件为所述工作台(100)顶部的工作台面(110)。
3.根据权利要求2所述的检测系统，其特征在于:进一步包括光源(400)，所述光源的设置方式包括下列中的至少一种: 所述工作台面(110)为透明或半透明的，所述光源(400)设置在所述工作台面(110)下方-M 所述光源(400)设置在所述工作台(100)的斜上方。
4.根据权利要求3所述的检测系统，其特征在于:所述光源(400)为荧光灯或LED灯。
5.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于:所述成像装置(200)为至少两个。
6.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于:所述成像装置(200)为CCD相机、CMOS相机或光学扫描仪。
7.根据权利要求6所述的检测系统，其特征在于:所述CCD相机或CMOS相机中使用的光学镜头为广角镜头或远心镜头。
8.根据权利要求3所述的检测系统，其特征在于:所述零件为型材，所述光源(400)环绕在所述型材截面周围。
9.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于:所述图像处理装置(300)包括数据处理器(310)以及与所述数据处理器相连的人机交互装置。
10.根据权利要求9所述的检测系统，其特征在于:所述人机交互装置包括: 用于显示所述数据处理器(310)处理结果的显示器(320);以及对所述数据处理器(310)进行操作的操作装置。
【文档编号】G01B11/00GK203605907SQ201320652504
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年10月22日 优先权日:2013年10月22日
【发明者】李向辉, 其他发明人请求不公开姓名 申请人:北京力信联合科技有限公司