CN108036721A - 一种高精度尺寸检测方法 - Google Patents

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蒋萍琴
易义
杨永权
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    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/002—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates

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Abstract

本发明公开了一种高精度尺寸检测方法。该方法结合传统的成像装置，组装成一种可以自动测量产品的精度、厚度或内圆径尺寸等参数的设备，并根据所检测项目的不同设计相应的算法，从而实现了产品尺寸的测量的自动化，一方面，增加了尺寸检测的速度，并降低了劳动强度，节省了人力物力，提高了生产效率；另一方面，提高了尺寸检测的精度和产品品质的稳定性，满足了对产品尺寸要求比较精密的行业的需求。

Description

一种高精度尺寸检测方法
技术领域
本发明涉及检测装置领域，特别涉及一种高精度尺寸检测方法。
背景技术
在各种高科技产品的组成中往往包括很多的精密零件，而随着科技的快速发展，在高科技行业对精密零件的尺寸，尤其是一些比较细小的配件的尺寸的精度要求越来越高。而目前，市场上的精密尺寸检测方法，对精密精度、厚度或内圆尺寸等参数的检测精度往往较低，不能满足日益严格的加工生产的精度要求。
还有，对零件尺寸规格的检测、分析和判断等工作大部分都由人工操作进行，受道人工熟练度影响比较大，一方面，需要消耗大量的人力物力，导致生产加的工时间比较长，生产效率也比较低；另一方面，人工测量的难度增大，容易出现的较大的误差，从而容易出现不良品，难以保证产品品质的稳定性。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种高精度尺寸检测方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种高精度尺寸检测方法，包括以下步骤：a)将待检测的产品放置在一个底座上；b)在所述产品的一端放置一个相机，所述相机与一台计算机相连接；c)在所述产品的相反的另一端放置一个光源，所述产品、所述相机和所述光源位于同一条水平线上；d)打开所述光源，然后使用所述相机拍摄所述产品的图像，并将图像传输到计算机；e)使用计算机根据所述产品所检测的项目选择相应的算法计算出检测结果；f)设定一个标准值和一个允许的公差范围，并将检测结果与标准值进行对比，判断其误差是否在允许的公差范围内，是则在计算机上显示“OK”和检测结果，不是则在计算机上显示“NG”和检测结果。
本发明中的高精度尺寸检测方法结合传统的成像装置，组装成一种可以自动测量产品的精度、厚度或内圆径尺寸等参数的设备，并设计相应的算法，从而实现了产品尺寸的测量的自动化，一方面，增加了尺寸检测的速度，并降低了劳动强度，节省了人力物力，提高了生产效率；另一方面，提高了尺寸检测的精度和产品品质的稳定性，满足了对产品尺寸要求比较精密的行业的需求。
在一些实施方式中，当所检测的项目为所述产品的精度时，其算法如下：a)在所述产品的图像上选取一个面作为基准面；b)从基准面上任意任取两条边，并从每条边上任意取十个点，然后计算出二十个点的坐标的平均值作为一个基准点的坐标；c)在基准面上任意选取三个点，计算出三点所在的圆的圆心坐标；d)计算出基准点到圆心的距离，并将其作为检测结果。由此，能够得到产品的精度的检测结果。
在一些实施方式中，当所检测的项目为所述产品的厚度时，其算法如下：a)在所述产品的图像的上限边上任意选取二十个点，然后计算出二十个点的坐标的平均值并将其作为一个基准点一的坐标；b)在所述产品的图像的下限边上任意选取二十个点，然后计算出二十个点的坐标的平均值并将其作为一个基准点二的坐标；c)计算出基准点一到基准点二的距离，并将其作为检测结果。由此，能够得到产品的厚度的检测结果。
在一些实施方式中，当所检测的项目为所述产品的内圆尺寸时，其算法如下：a)在所述产品的图像上建立一个ROI框；b)根据所述产品的图像计算并调整ROI框的大小，形成一个圆形的搜索区；c)在搜索区的边上任取三个点，计算出三点所在的圆的圆心坐标和半径，并将其作为检测结果。由此，能够得到产品的内圆尺寸的检测结果。
在一些实施方式中，所述产品放置在一个置物台上，所述置物台固定在所述底座上。由此，能够用于放置产品。
在一些实施方式中，所述置物台的顶部安装有一个支架。由此，能够用于放置一些特定的产品。
在一些实施方式中，所述相机上安装有一个镜头。由此，能够保证相机的拍摄效果。
在一些实施方式中，所述相机安装在一个摄像台上，所述摄像台安装在所述底座上。由此，能够对相机处于合适的高度上。
在一些实施方式中，所述光源安装在一块固定板上，所述固定板固定在所述底板的边缘处。由此，能够对光源进行安装。
附图说明
图1为本发明一实施方式的高精度尺寸检测方法的检测装置的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图1示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的高精度尺寸检测方法的检测装置。如1图所示，该装置包括一个底座1，底座1上放有一个置物台11、一个摄像台22和一块固定板31，其中置物台11位于摄像台22和固定板31的中间，置物台11和摄像台22均位于底座1的顶面上，而固定板31则固定在底座1边缘处的侧面上并向上延伸。此外，在必要时，还可以将摄像台22设置长能够在底座1上进行滑动，以调整相机2与待检测的产品之间的距离。
置物台11上用于放置待检测的产品，而在有的时候，还需要在置物台11的顶部安装一个专门的支架12，以用于放置某些特定的产品。摄像台22上用于放置相机2，相机2正对着产品以用于拍摄产品的图像，一般还在相机2上安装一个镜头21用于辅助拍摄。而固定板31的上部朝向底座1的一侧安装有一个光源3，光源3能够为相机2的拍摄提供光照条件，还可以设置一个与光源3相连接的光源3控制器，用于控制调整光源3的照明效果。其中，在放置产品后，产品、相机2和光源3一般位于同一条水平线上，以方便拍摄的进行和保证相机2的拍摄效果。此外，相机2还与一台计算机相连接，从而能够将拍摄到的图像传输到计算机，并使用计算机对其进行处理和分析。
在使用该检测装置对产品进行检测，比如在检测产品的精度、厚度或者是内圆尺寸等参数时，可以先将待检测的产品放置在底座1或支架12上并固定，然后打开光源3，并使用光源3控制器将光源3的照明亮度和范围调整到适合的程度；再然后，调整镜头21清晰度，直到产品的尺寸特征无干扰显示，通过镜头21把产品或其进行检测的部位进行放大，并使用相机2拍摄产品的图像，然后将图像传输到计算机；最后，计算机根据产品所检测的项目选择相应的算法计算出检测结果，并将检测结果与预先设定的一个标准值相对比，判断两者之间的误差是否在允许的公差范围内，如果是，则产品的检测结果为合格，在计算机上显示“OK”字样和该检测结果，如果不是，则产品的检测结果为不合格，在计算机上显示“NG”字样和该检测结果。
其中，在对产品的不同项目进行检测时，往往需要设计和使用各种不同的算法，主要包括以下几种：
(1)当所检测的项目为产品的精度时，其算法如下：
a)在产品的图像上选取一个面作为基准面，并在基准面上建立一个X-Y坐标系；
b)从基准面上任意任取两条边，并从每条边上任意取十个点，然后计算出二十个点的坐标的平均值，将该平均值作为基准点的坐标；
c)在基准面上任意选取三个点，安装三点定圆的原理找出三点所在的圆，并根据三点求圆心的公式，即(x-a)2+(y-b)2＝r2计算出该圆的圆心坐标；
d)计算出基准点到圆心的距离，将该距离作为精度的检测结果，并与标准精度值进行比较和分析。
(2)当所检测的项目为产品的厚度时，其算法如下：
a)在产品的图像上建立一个X-Y坐标系，并在其上限边上任意选取二十个点，然后计算出这二十个点的坐标的平均值，并将该平均值作为一个基准点的坐标，设该基准点为基准点一；
b)在产品的图像的下限边上任意选取二十个点，然后计算出这二十个点的坐标的平均值，并将该平均值作为一个基准点的坐标，设该基准点为基准点二；
c)计算出基准点一到基准点二的距离，并将该距离作为厚度的检测结果，并与预先设定的标准厚度值进行比较和分析。
(3)当所检测的项目为产品的内圆尺寸时，其算法如下：
a)根据产品的尺寸检测规格需求，在产品的图像上建立一个ROI框；
b)根据产品的图像计算并调整ROI框的尺寸，形成一个大小合适的圆形的搜索区；
c)在搜索区的边上任取三个点，根据三点求圆心的公式，即(x-a)2+(y-b)2＝r2计算出该圆的圆心坐标和半径尺寸，并将圆的圆心坐标和半径尺寸该作为检测结果。
本发明中的高精度尺寸检测方法结合传统的成像装置，组装成一种可以自动测量产品的精度、厚度或内圆径尺寸等参数的设备，并设计相应的算法，从而实现了产品尺寸的测量的自动化，一方面，增加了尺寸检测的速度，并降低了劳动强度，节省了人力物力，提高了生产效率；另一方面，提高了尺寸检测的精度和产品品质的稳定性，满足了对产品尺寸要求比较精密的行业的需求。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高精度尺寸检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
a)将待检测的产品放置在一个底座(1)上；
b)在所述产品的一端放置一个相机(2)，所述相机(2)与一台计算机相连接；
c)在所述产品的相反的另一端放置一个光源(3)，所述产品、所述相机(2)和所述光源(3)位于同一条水平线上；
d)打开所述光源(3)，然后使用所述相机(2)拍摄所述产品的图像，并将图像传输到计算机；
e)使用计算机根据所述产品所检测的项目选择相应的算法计算出检测结果；
f)设定一个标准值和一个允许的公差范围，并将检测结果与标准值进行对比，判断其误差是否在允许的公差范围内，是则在计算机上显示“OK”和检测结果，不是则在计算机上显示“NG”和检测结果。
2.根据权利要求1所述的一种高精度尺寸检测方法，其特征在于：当所检测的项目为所述产品的精度时，其算法如下：
a)在所述产品的图像上选取一个面作为基准面；
b)从基准面上任意任取两条边，并从每条边上任意取十个点，然后计算出二十个点的坐标的平均值作为一个基准点的坐标；
c)在基准面上任意选取三个点，计算出三点所在的圆的圆心坐标；
d)计算出基准点到圆心的距离，并将其作为检测结果。
3.根据权利要求1所述的一种高精度尺寸检测方法，其特征在于：当所检测的项目为所述产品的厚度时，其算法如下：
a)在所述产品的图像的上限边上任意选取二十个点，然后计算出二十个点的坐标的平均值并将其作为一个基准点一的坐标；
b)在所述产品的图像的下限边上任意选取二十个点，然后计算出二十个点的坐标的平均值并将其作为一个基准点二的坐标；
c)计算出基准点一到基准点二的距离，并将其作为检测结果。
4.根据权利要求1所述的一种高精度尺寸检测方法，其特征在于：当所检测的项目为所述产品的内圆尺寸时，其算法如下：
a)在所述产品的图像上建立一个ROI框；
b)根据所述产品的图像计算并调整ROI框的大小，形成一个圆形的搜索区；
c)在搜索区的边上任取三个点，计算出三点所在的圆的圆心坐标和半径，并将其作为检测结果。
5.根据权利要求1所述的一种高精度尺寸检测方法，其特征在于：所述产品放置在一个置物台(11)上，所述置物台(11)固定在所述底座(1)上。
6.根据权利要求5所述的一种高精度尺寸检测方法，其特征在于：所述置物台(11)的顶部安装有一个支架(12)。
7.根据权利要求1所述的一种高精度尺寸检测方法，其特征在于：所述相机(2)上安装有一个镜头(21)。
8.根据权利要求1所述的一种高精度尺寸检测方法，其特征在于：所述相机(2)安装在一个摄像台(22)上，所述摄像台(22)安装在所述底座(1)上。
9.根据权利要求1所述的一种高精度尺寸检测方法，其特征在于：所述光源(3)安装在一块固定板(31)上，所述固定板(31)固定在所述底板(1)的边缘处。
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