CN110631504A - 一种端面轮廓分析设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种端面轮廓分析设备及方法，该设备包括便携式拍摄装置和处理装置；便携式拍摄装置包括拍摄单元，拍摄单元用于获取待测件端面的图像；处理装置包括拟合单元和显示单元，拟合单元用于接收图像并将图像与待测件端面的工程图拟合从而得到拟合图，显示单元用于显示拟合图以及根据预设公差值在拟合图上显示公差带。本发明的设备及方法方便快捷，检测结果能够直观显示，准确性高。

Description

一种端面轮廓分析设备及方法

技术领域

本发明涉及测量分析技术领域，具体涉及一种端面轮廓分析设备及方法。

背景技术

为检测产品质量，通常需要检测产品端面的尺寸是否超出了产品标准规定的公差范围。现有技术一般采用投影对比法对工件进行端面轮廓分析，这种方法需要人工在线多次取样、切割、抛光，再将工件放入投影仪平台，将制作好的零件菲林片对齐投影，然后人为判断是否超差。这种方法操作繁琐，无法实时监控，而且不同人操作手法或对齐基准不同，容易造成误判。同时，这种方法成本高，所用到的卧式投影仪价格高昂，且菲林片耗材容易磨花，经常需要更换或制作新的菲林片。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的第一目的是提供一种使用方便的端面轮廓分析设备。

本发明的第二目的是提供一种方便快捷的端面轮廓分析方法。

为实现本发明的第一目的，本发明提供了一种端面轮廓分析设备，包括便携式拍摄装置和处理装置；便携式拍摄装置包括拍摄单元，拍摄单元用于获取待测件端面的图像；处理装置包括拟合单元和显示单元，拟合单元用于接收图像并将图像与待测件端面的工程图拟合从而得到拟合图，显示单元用于显示拟合图以及根据预设公差值在拟合图上显示公差带。

进一步的技术方案是，便携式拍摄装置还包括修正单元或者处理装置还包括修正单元；修正单元用于修正图像的位置和角度中的至少一项。

进一步的技术方案是，拟合单元还用于通过有线或无线连接接收工程图，或者从已存储的图纸中根据图像选择工程图。工程图为AutoCAD的dxf格式图形。

进一步的技术方案是，拟合单元还用于在将图像与工程图拟合之前，根据预设坐标或者预设点位置确定图像的拟合起始点。

进一步的技术方案是，显示单元还用于以不同标记显示拟合图中的图像、工程图和公差带；

进一步的技术方案是，显示单元还用于接收预设公差值的修改指令，根据修改指令修改预设公差值并重新显示公差带。

进一步的技术方案是，便携式拍摄装置包括壳体、把手、按键、镜头、光源和感光元件；光源和镜头安装在壳体的一侧，感光元件安装在镜头的内侧；把手安装在壳体上，按键位于把手的靠近所述镜头的一端，按键用于控制拍摄。

进一步的技术方案是，镜头为远心镜头，光源为LED环形灯，感光元件为CMOS传感器。

进一步的技术方案是，便携式拍摄装置与处理装置结合为一体；或者，便携式拍摄装置与处理装置分开，且便携式拍摄装置与处理装置有线或无线连接。

进一步的技术方案是，显示单元还用于标示图像超出公差带的部分。

为实现本发明的第二目的，本发明提供了一种端面轮廓分析方法，包括以下步骤：

拍摄步骤：通过便携式拍摄装置获取待测件端面的图像；

拟合步骤：将图像与待测件端面的工程图拟合从而得到拟合图；

显示步骤：显示拟合图并根据预设公差值在拟合图上显示公差带。

进一步的技术方案是，在拍摄步骤和拟合步骤之间还包括以下步骤：修正图像的位置和角度中的至少一项；接收工程图或从已存储的图纸中根据图像选择工程图，工程图为AutoCAD的dxf格式图形；根据预设坐标或者预设点位置确定图像的拟合起始点。

进一步的技术方案是，显示步骤包括：以不同标记显示拟合图中的工程图和公差带；接收预设公差值的修改指令，根据修改指令修改预设公差值并重新显示公差带；标示图像超出公差带的部分。

相对于现有技术，本发明能够取得以下有益效果：

1. 本发明的端面轮廓分析设备包括便携式拍摄装置和处理装置，便携式拍摄装置不受环境和平台限制，能够方便携带进入产线进行拍摄，通过现场拍照并将图像中的产品轮廓与零件标准工程图进行比对、拟合和分析，能够实时监控产品是否超差，检测更加方便更加快捷，并且图像和公差带能够显示出来，可以立即直观地查看是否超差。

2. 本发明的端面轮廓分析设备能够保证检测一致性，不同人操作的检测结果一致，图像的处理、工程图的调入、图像与工程图的拟合都可以通过处理装置的程序自动完成，保证了检测的准确性。

3. 本发明的端面轮廓分析设备结构简单，操作也简单，将便携式拍摄装置对准待测件端面，按下按键即可。端面轮廓分析设备可以自动拍摄及修正图片，无需人工摆正零件或者拍摄装置。处理装置可以自动接收拍摄的图像，然后自动调入工程图、自动拟合、自动生成公差带，再瞬时将拟合图以及公差带显示出来。本发明能够实现一键式端面轮廓分析。

附图说明

图1是本发明端面轮廓分析设备实施例中便携式拍摄装置与工件配合的结构示意图。

图2是本发明端面轮廓分析设备实施例中显示装置的结构示意图。

图3是本发明端面轮廓分析设备实施例中（a）待测件端面的图像；（b）待测件端面的工程图；（c）拟合图和公差带的示意图。

具体实施方式

如图1至2所示，本实施例的端面轮廓分析设备包括便携式拍摄装置10和处理装置20。

其中，便携式拍摄装置10包括拍摄单元，拍摄单元用于获取待测件30端面的图像40。具体地，便携式拍摄装置10包括壳体11、把手12、按键13、镜头14、光源和感光元件。光源和镜头14安装在壳体11的一侧，感光元件安装在壳体11内，位于镜头14的内侧。把手12安装在壳体11的上端，按键13位于把手12的靠近镜头14的一端，按键13用于控制拍摄。在本实施例中，镜头14为Telecentric lens远心镜头，光源为可程控LED环形灯，感光元件为CmosSony ICX 188感光芯片，拍摄装置的画面大小可以例如是65mm，拍照速度可以是例如0.03s，像素帧率可以例如是25帧，工作距离可以例如是120mm，允许对焦范围是30mm，倍率可以例如是0.2x，检测方式为扫描式，可以具有相机接口例如USB3.0接口，适用电源为12V/1000mA，匹配模式为自动。便携式拍摄装置10拍照时，将镜头14对待测件30的端面进行拍摄即可，对待测件30的位置和角度并无限制。便携式拍摄装置10或者处理装置20还可以包括修正单元，修正单元用于修正图像40的位置和角度中的至少一项。

处理装置20包括拟合单元和显示单元21。拟合单元用于接收拍摄单元获取的图像40并将图像40与待测件端面的工程图41拟合从而得到拟合图，例如具体地，将图像40的边缘与工程图41的线条进行比对拟合。工程图41可以通过有线或无线连接传输到拟合单元，或者拟合单元从已存储的图纸中根据图像40选择工程图41，工程图为AutoCAD的dxf格式图形。拟合单元在将图像40与工程图41拟合之前，根据预设坐标或者预设点位置确定拟合起始点。

显示单元用于显示拟合图以及根据预设公差值在拟合图上显示公差带42，预设公差值可以是预设的默认值，也可以是根据使用者的修改指令进行修改后的公差值。显示单元21还用于以不同标记显示拟合图中的图像40、工程图41和公差带42，不同标记可以是不同的颜色或者不同的线性等。显示单元21还用于标示图像40超出公差带的部分，即超差的部分，可以使用不同的颜色或其他标记标识超差部分，便于直观地获得超差信息。

处理装置20可以自动接收图像40，并且自动调入工程图41，自动拟合，自动生成公差带42，并且自动完成显示，实现一键式检测。显示单元21可以显示处理装置20是处于测试还是结束的状态，以及显示是否检测成功。或者，显示单元21可以接受测试指定，当使用者输入测试指令时再调入工程图41、拟合、生成公差带42。

便携式拍摄装置10与处理装置20可以结合为一体，例如处理装置20可以结合到壳体11内，显示单元21从壳体11露出即可。或者，便携式拍摄装置10与处理装置20分开，便携式拍摄装置10与处理装置20有线或无线连接。

图2和图3分别展示了两个示例，待测件30的端面形状不影响检测。

采用本实施例的端面轮廓分析设备能够方便快速地实现端面轮廓分析方法，该方法包括以下步骤：

S1：将便携式拍摄装置10的镜头14对准待测件30端面，按下按键13，通过便携式拍摄装置10获取待测件30端面的图像40；

S2：修正图像40的位置和角度中的至少一项；

S3：拟合单元接收工程图41或从已存储的图纸中根据图像40选择工程图41；

S4：根据预设坐标或者预设点位置确定图像40的拟合起始点；

S5：将图像40与待测件30端面的工程图41拟合从而得到拟合图；

S6：显示拟合图，根据预设公差值在拟合图上显示公差带42，显示超差部分；其中图像40、工程图41和公差带42采用不同标记进行显示。

由上可见，本发明的端面轮廓分析设备使用方便，方法简单，不受环境和平台限制，检测结果能够直观显示，并且准确性高。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种端面轮廓分析设备，其特征在于：

包括便携式拍摄装置和处理装置；

所述便携式拍摄装置包括拍摄单元，所述拍摄单元用于获取待测件端面的图像；

所述处理装置包括拟合单元和显示单元，所述拟合单元用于接收所述图像并将所述图像与所述待测件端面的工程图拟合从而得到拟合图，所述显示单元用于显示所述拟合图以及根据预设公差值在所述拟合图上显示公差带。

2.根据权利要求1所述的一种端面轮廓分析设备，其特征在于：

所述便携式拍摄装置还包括修正单元，或者所述处理装置还包括修正单元；所述修正单元用于修正所述图像的位置和角度中的至少一项。

3.根据权利要求1所述的一种端面轮廓分析设备，其特征在于：

所述拟合单元还用于通过有线或无线连接接收所述工程图，或者从已存储的图纸中根据所述图像选择所述工程图；所述工程图为AutoCAD的dxf格式图形；

所述拟合单元还用于在将所述图像与所述工程图拟合之前，根据预设坐标或者预设点位置确定所述图像的拟合起始点。

4.根据权利要求1所述的一种端面轮廓分析设备，其特征在于：

所述显示单元还用于以不同标记显示所述拟合图中的所述图像、所述工程图和所述公差带；

所述显示单元还用于接收所述预设公差值的修改指令，根据所述修改指令修改所述预设公差值并重新显示所述公差带。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种端面轮廓分析设备，其特征在于：

所述便携式拍摄装置包括壳体、把手、按键、镜头、光源和感光元件；所述光源和镜头安装在所述壳体的一侧，所述感光元件安装在所述镜头的内侧；所述把手安装在所述壳体上，所述按键位于所述把手的靠近所述镜头的一端，所述按键用于控制拍摄。

6.根据权利要求5所述的一种端面轮廓分析设备，其特征在于：

所述镜头为远心镜头，所述光源为LED环形灯，所述感光元件为CMOS传感器。

7.根据权利要求1至4任一项所述的一种端面轮廓分析设备，其特征在于：

所述便携式拍摄装置与所述处理装置结合为一体；或者，所述便携式拍摄装置与所述处理装置分开，且所述便携式拍摄装置与所述处理装置有线或无线连接。

8.根据权利要求1至4任一项所述的一种端面轮廓分析设备，其特征在于：

所述显示单元还用于标示所述图像超出所述公差带的部分。

9.一种端面轮廓分析方法，其特征在于包括以下步骤：

拍摄步骤：通过便携式拍摄装置获取待测件端面的图像；

拟合步骤：将所述图像与所述待测件端面的工程图拟合从而得到拟合图；

显示步骤：显示所述拟合图并根据预设公差值在所述拟合图上显示公差带。

10.根据权利要求9所述的一种端面轮廓分析方法，其特征在于还包括以下步骤：

在所述拍摄步骤和所述拟合步骤之间还包括以下步骤：修正所述图像的位置和角度中的至少一项；接收所述工程图或从已存储的图纸中根据所述图像选择所述工程图，所述工程图为AutoCAD的dxf格式图形；根据预设坐标或者预设点位置确定所述图像的拟合起始点；

所述显示步骤包括：以不同标记显示所述拟合图中的所述工程图和所述公差带；接收所述预设公差值的修改指令，根据所述修改指令修改所述预设公差值并重新显示所述公差带；标示所述图像超出所述公差带的部分。

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