CN117168333A - 基于机器视觉的轴类机械零件测量设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于机器视觉的轴类机械零件测量设备，涉及零件测量技术领域，包括安装架，所述连接架的内侧安装有位于推位板上方的居中矫位件，所述导向块上设置有校准连件。本发明通过设置校准连件、居中矫位件，通过伸缩气缸的伸展使得拨位齿条在拨动直齿轮转动时矫位板推动轴零件进行移动，使得轴零件两端距视觉检测器的距离相等，防止因轴零件位置的偏移导致轴零件的一端脱离视觉检测器的拍摄范围，伸缩气缸继续伸展，此时第一U型架托起轴零件上移，从而将轴零件移至与视觉检测器水平高度相同的位置处，以此来达到对轴零件位置进行校准的效果，操作简单，提高了对轴零件的校准效率，同时也提高了测量效率。

Description

基于机器视觉的轴类机械零件测量设备

技术领域

本发明涉及零件测量技术领域，具体是基于机器视觉的轴类机械零件测量设备。

背景技术

在工业产品中，轴类零件适用于一个或多个数控机床加工零件维护操作中。轴类零件是五金配件中经常遇到的典型零件之一，它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷，按轴类零件结构形式不同，一般可分为光轴、阶梯轴和异形轴三类；或分为实心轴、空心轴等。

为了增加对轴类机械零件测量的精准度，会通过视觉测量设备对轴类零件的两个端面的直径以及长度进行测量，通过将采集到的图像通过图像处理算法图像预处理、图像增强、边缘检测、亚像素细分以及误差评定算法计算出待测轴类零件数据，而在对零件进行拍摄测量前，需工作人员将零件进行矫正处理，使得零件正对拍摄器进行放置，而在对轴零件端面直径大小测量完成后，在对轴零件的长度进行测量时还需工作人员对零件进行换向、重新校准，此过程极为繁琐，不仅增加了工作人员的劳动强度，同时也降低了测量的准确度以及测量效率。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决测量的准确度以及测量效率较低的问题，提供基于机器视觉的轴类机械零件测量设备。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于机器视觉的轴类机械零件测量设备，包括安装架，所述安装架的顶部安装有连接架，所述连接架的顶部固定有两个导向块，两个导向块沿着连接架的竖向中轴线对称设置，所述连接架的一侧安装有侧连架，所述侧连架上安装有视觉检测器，所述安装架的内侧安装有伸缩气缸，所述伸缩气缸的输出端连接有推位板，所述连接架的内侧安装有位于推位板上方的居中矫位件，所述导向块上设置有校准连件，所述连接架的上方通过校准连件放置有轴零件，所述校准连件设置有用于对轴零件进行换向处理的定角转连器。

作为本发明再进一步的方案：所述校准连件包括有自导向块一侧贯穿至导向块另一侧的动连框架，所述动连框架靠近视觉检测器的一端固定有卡位块，所述动连框架的内侧设置有与导向块相连的复位弹簧，所述卡位块的顶部通过轴承转动连接有第一斜连架，所述卡位块的底部通过轴承转动连接有位于第一斜连架下方的第二斜连架，所述第二斜连架远离卡位块的一端设置有下托盘，所述下托盘的顶部通过转轴转动连接有第一U型架，所述第一斜连架的一端设置有位于第一U型架上方的上托盘，所述上托盘的顶部转动连接有转连杆，所述转连杆的底端固定有位于上托盘下方的第二U型架，所述动连框架的底部固定有棘齿条，所述导向块的一侧插接有引拉架，所述引拉架的一端设置有位于棘齿条下方的动力块，所述动力块上通过转轴转动连接有棘爪，棘爪与动力块连接的转轴上通过卡槽卡接有与动力块相连的扭力弹簧，动力块上设置有与导向块相连的移位弹簧。

作为本发明再进一步的方案：所述视觉检测器与动连框架的水平高度相等，所述下托盘与第二U型架沿着动连框架的横向中轴线对称设置。

作为本发明再进一步的方案：所述引拉架的可移动距离大于棘齿条的宽度，所述棘爪与棘齿条相啮合。

作为本发明再进一步的方案：所述居中矫位件包括有设置有连接架内的转盘，所述转盘的底部通过转轴与连接架转动连接，所述转盘的顶部固定有卡连柱，所述连接架的顶部开设有位于转盘上方的导向滑槽，所述卡连柱的外侧套设有滑位套，所述滑位套的顶部固定有U型导向块，U型导向块滑动连接于导向滑槽的内侧，所述U型导向块远离转盘的一侧固定有位于连接架上方的定连杆，所述定连杆上插接有插杆，所述插杆靠近转盘的一端固定有矫位板，矫位板上设置有与定连杆相连的补距弹簧，补距弹簧位于插杆外侧，所述转盘与连接架连接的转轴底端固定有第一传动锥齿轮，所述连接架上设置有与第一传动锥齿轮相啮合的第二传动锥齿轮，所述第二传动锥齿轮远离第一传动锥齿轮一端固定有连接轴，连接轴一端安装有直齿轮，所述推位板一侧设置有与直齿轮相啮合的拨位齿条。

作为本发明再进一步的方案：所述推位板至下托盘底部最远距离大于拨位齿条的长度，所述拨位齿条的长度与直齿轮的周长相等。

作为本发明再进一步的方案：所述卡连柱远离转盘的圆心，所述卡连柱滑动连接于滑位套的内侧，所述滑位套的长度大于转盘的直径。

作为本发明再进一步的方案：所述定角转连器包括有固定于上托盘顶部的环板，所述环板外侧开设有锁位孔，所述转连杆的顶部固定有位于环板上方的套块，所述套块一侧插接有L型插杆，所述L型插杆的底端固定有卡销，所述L型插杆上设置有与套块内壁相连的压位弹簧。

作为本发明再进一步的方案：所述环板的外侧设置有四个锁位孔，四个锁位孔沿着环板的圆心等距离分布。

作为本发明再进一步的方案：所述卡销与锁位孔的直径大小相等，所述L型插杆的可移动距离大于环板的厚度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过设置校准连件、居中矫位件，通过伸缩气缸的伸展使得拨位齿条在拨动直齿轮转动时矫位板推动轴零件进行移动，使得轴零件两端距视觉检测器的距离相等，防止因轴零件位置的偏移导致轴零件的一端脱离视觉检测器的拍摄范围，伸缩气缸继续伸展，此时第一U型架托起轴零件上移，使得第二U型架与第一U型架对轴零件进行夹持，从而将轴零件移至与视觉检测器水平高度相同的位置处，以此来达到对轴零件位置进行校准的效果，操作简单，提高了对轴零件的校准效率，同时也提高了测量效率；

2、通过设置定角转连器，在对轴零件的长度测量完成后可拉动L型插杆，使得卡销与锁位孔分离，随后拨动L型插杆，通过L型插杆的转动使得第二U型架带动轴零件进行转动，当L型插杆转动九十度后松开L型插杆，使得L型插杆***对应的锁位孔内，如此便可对轴零件进行换向处理，无须工作人员对轴零件进行换向后还对轴零件进行重新矫正，提高了测量的效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的下托盘与上托盘的连接示意图；

图3为本发明的套块与环板的连接示意图；

图4为本发明的棘齿条与导向块的连接示意图；

图5为本发明的棘爪与棘齿条的连接示意图；

图6为本发明的居中矫位件的结构示意图；

图7为本发明的推位板与转盘的连接示意图；

图8为本发明的转盘顶部结构示意图。

图中：1、安装架；2、连接架；3、伸缩气缸；4、侧连架；5、视觉检测器；6、轴零件；701、推位板；702、连接轴；703、卡位块；704、导向块；705、复位弹簧；706、动连框架；707、第一斜连架；708、第二斜连架；709、下托盘；710、棘齿条；711、上托盘；712、第一U型架；713、套块；714、第二U型架；715、环板；716、锁位孔；717、转连杆；718、卡销；719、L型插杆；720、压位弹簧；721、引拉架；722、移位弹簧；723、动力块；724、棘爪；725、矫位板；726、转盘；727、拨位齿条；728、直齿轮；729、补距弹簧；730、定连杆；731、导向滑槽；732、滑位套；733、插杆；734、U型导向块；735、卡连柱；736、第一传动锥齿轮；737、第二传动锥齿轮；738、扭力弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。下面根据本发明的整体结构，对其实施例进行说明。

请参阅图1～图8，本发明实施例中，基于机器视觉的轴类机械零件测量设备，包括安装架1，安装架1的顶部安装有连接架2，连接架2的顶部固定有两个导向块704，两个导向块704沿着连接架2的竖向中轴线对称设置，连接架2的一侧安装有侧连架4，侧连架4上安装有视觉检测器5，安装架1的内侧安装有伸缩气缸3，伸缩气缸3的输出端连接有推位板701，连接架2的内侧安装有位于推位板701上方的居中矫位件，导向块704上设置有校准连件，连接架2的上方通过校准连件放置有轴零件6，校准连件设置有用于对轴零件6进行换向处理的定角转连器。

在本实施例中，在对轴零件6进行测量时，先通过校准连件将轴零件6放置于连接架2的上方，随后启动伸缩气缸3，当伸缩气缸3带动推位板701上移时会带动居中矫位件进行运作，通过居中矫位件的运作来使轴零件6的竖向中轴线与侧连架4的竖向中轴线对齐，以此来使轴零件6的两端距视觉检测器5的距离相等，随着推位板701的上移居中矫位件停止运作，之后随着伸缩气缸3的继续伸展便可使校准连件进行运作，此时轴零件6在校准连件的作用下进行上移，如此便可将轴零件6移至与视觉检测器5同一水平高度，之后通过视觉检测器5的运作对轴零件6的长度进行测量，在对轴零件6长度测量完成后工作人员通过操作定角转连器来使轴零件6转动九十度，以此来使轴零件6的端面朝向视觉检测器5，由此便可通过视觉检测器5的运作来对轴零件6的端面直径进行测量，同理可对轴零件6的另一端面进行测量。

请着重参阅图1、图2、图4、图5，校准连件包括有自导向块704一侧贯穿至导向块704另一侧的动连框架706，动连框架706靠近视觉检测器5的一端固定有卡位块703，动连框架706的内侧设置有与导向块704相连的复位弹簧705，卡位块703的顶部通过轴承转动连接有第一斜连架707，卡位块703的底部通过轴承转动连接有位于第一斜连架707下方的第二斜连架708，第二斜连架708远离卡位块703的一端设置有下托盘709，下托盘709的顶部通过转轴转动连接有第一U型架712，第一斜连架707的一端设置有位于第一U型架712上方的上托盘711，上托盘711的顶部转动连接有转连杆717，转连杆717的底端固定有位于上托盘711下方的第二U型架714，动连框架706的底部固定有棘齿条710，导向块704的一侧插接有引拉架721，引拉架721的一端设置有位于棘齿条710下方的动力块723，动力块723上通过转轴转动连接有棘爪724，棘爪724与动力块723连接的转轴上通过卡槽卡接有与动力块723相连的扭力弹簧738，动力块723上设置有与导向块704相连的移位弹簧722。

在本实施例中，在对轴零件6进行测量时，先将轴零件6放置于第一U型架712上，通过伸缩气缸3的伸展来使居中矫位件对轴零件6的左右位置进行调节，随着伸缩气缸3继续伸展，此时推位板701推动下托盘709上移，如此便可使第二斜连架708对动连框架706进行挤压，使得动连框架706向着远离轴零件6的方向进行移动，此时棘齿条710拨动棘爪724进行摆动，同时棘爪724对棘齿条710进行单向限位，而第二U型架714在第一斜连架707的作用下下移，以此来使第二U型架714与第一U型架712对轴零件6进行夹持，从而将轴零件6移至与视觉检测器5水平高度相同的位置处，以此来达到对轴零件6位置进行校准的效果，操作简单，提高了对轴零件6的校准效率，在对轴零件6测量完成后可通过拉动引拉架721使得棘爪724与棘齿条710发生错位，以此来使动连框架706在复位弹簧705的作用下复原，为后续设备的使用提供了便利。

请着重参阅图1、图2，视觉检测器5与动连框架706的水平高度相等，下托盘709与第二U型架714沿着动连框架706的横向中轴线对称设置。

在本实施例中，通过设置此结构使得第一U型架712与第二U型架714对轴零件6进行夹持时，轴零件6的圆心与动连框架706的横向中轴线共线，以此来使轴零件6与视觉检测器5的水平高度相等，提高了视觉检测器5对轴零件6测量数据的准确度。

请着重参阅图4，引拉架721的可移动距离大于棘齿条710的宽度，棘爪724与棘齿条710相啮合。

在本实施例中，通过设置此结构使得棘爪724与棘齿条710啮合时动连框架706仅可进行单向移动，以此来增加第二U型架714与第一U型架712对轴零件6夹持的稳定性。

请着重参阅图1、图6、图7、图8，居中矫位件包括有设置有连接架2内的转盘726，转盘726的底部通过转轴与连接架2转动连接，转盘726的顶部固定有卡连柱735，连接架2的顶部开设有位于转盘726上方的导向滑槽731，卡连柱735的外侧套设有滑位套732，滑位套732的顶部固定有U型导向块734，U型导向块734滑动连接于导向滑槽731的内侧，U型导向块734远离转盘726的一侧固定有位于连接架2上方的定连杆730，定连杆730上插接有插杆733，插杆733靠近转盘726的一端固定有矫位板725，矫位板725上设置有与定连杆730相连的补距弹簧729，补距弹簧729位于插杆733外侧，转盘726与连接架2连接的转轴底端固定有第一传动锥齿轮736，连接架2上设置有与第一传动锥齿轮736相啮合的第二传动锥齿轮737，第二传动锥齿轮737远离第一传动锥齿轮736一端固定有连接轴702，连接轴702一端安装有直齿轮728，推位板701一侧设置有与直齿轮728相啮合的拨位齿条727。

在本实施例中，当伸缩气缸3进行伸展时拨位齿条727拨动直齿轮728转动一圈，此时直齿轮728通过连接轴702、第二传动锥齿轮737、第一传动锥齿轮736带动转盘726转动一圈，转盘726在转动一百八十度时动时通过卡连柱735带动受到导向滑槽731、U型导向块734限位的滑位套732进行移动，以此来使矫位板725向着轴零件6进行移动，如此便可通过矫位板725对轴零件6进行推动矫正处理，使得轴零件6两端距视觉检测器5的距离相等，防止因轴零件6位置的偏移导致轴零件6的一端脱离视觉检测器5的拍摄范围，以此来提高视觉检测器5对轴零件6测量的精准度，同时无需工作人员手动对轴零件6进行矫正、放置，操作简单，同时也提高了测量效率。

请着重参阅图1、图2、图 6，推位板701至下托盘709底部最远距离大于拨位齿条727的长度，拨位齿条727的长度与直齿轮728的周长相等。

在本实施例中，通过设置此结构使得伸缩气缸3带动推位板701进行上移时先通过拨位齿条727拨动直齿轮728进行转动，当拨位齿条727与直齿轮728完全分离时再推动下托盘709进行上移，以此来使居中矫位件与校准连件进行有序运作。

请着重参阅图7、图8，卡连柱735远离转盘726的圆心，卡连柱735滑动连接于滑位套732的内侧，滑位套732的长度大于转盘726的直径。

在本实施例中，通过设置此结构使得转盘726转动一圈时滑位套732进行一次往复移动，以此来对轴零件6进行矫正处理，同时也防止了矫位板725对后续轴零件6的下移造成阻碍。

请着重参阅图1、图2、图3，定角转连器包括有固定于上托盘711顶部的环板715，环板715外侧开设有锁位孔716，转连杆717的顶部固定有位于环板715上方的套块713，套块713一侧插接有L型插杆719，L型插杆719的底端固定有卡销718，L型插杆719上设置有与套块713内壁相连的压位弹簧720。

在本实施例中，在对轴零件6的长度测量完成后可拉动L型插杆719，使得卡销718与锁位孔716分离，随后拨动L型插杆719，通过L型插杆719的转动使得第二U型架714带动轴零件6进行转动，当L型插杆719转动九十度后松开L型插杆719，使得L型插杆719***对应的锁位孔716内，如此便可对轴零件6进行换向处理，无须工作人员对轴零件6进行换向后还对轴零件6进行重新矫正，提高了测量的效率。

请着重参阅图3，环板715的外侧设置有四个锁位孔716，四个锁位孔716沿着环板715的圆心等距离分布。

在本实施例中，通过设置此结构来对L型插杆719的转动角度进行精准控制。

请着重参阅图3，卡销718与锁位孔716的直径大小相等，L型插杆719的可移动距离大于环板715的厚度。

在本实施例中，通过设置此结构使得在拉动L型插杆719使得卡销718与锁位孔716完全分离，同时也提高了L型插杆719在转动后的稳定性。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于机器视觉的轴类机械零件测量设备，包括安装架（1），其特征在于，所述安装架（1）的顶部安装有连接架（2），所述连接架（2）的顶部固定有两个导向块（704），两个导向块（704）沿着连接架（2）的竖向中轴线对称设置，所述连接架（2）的一侧安装有侧连架（4），所述侧连架（4）上安装有视觉检测器（5），所述安装架（1）的内侧安装有伸缩气缸（3），所述伸缩气缸（3）的输出端连接有推位板（701），所述连接架（2）的内侧安装有位于推位板（701）上方的居中矫位件，所述导向块（704）上设置有校准连件，所述连接架（2）的上方通过校准连件放置有轴零件（6），所述校准连件设置有用于对轴零件（6）进行换向处理的定角转连器。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的轴类机械零件测量设备，其特征在于，所述校准连件包括有自导向块（704）一侧贯穿至导向块（704）另一侧的动连框架（706），所述动连框架（706）靠近视觉检测器（5）的一端固定有卡位块（703），所述动连框架（706）的内侧设置有与导向块（704）相连的复位弹簧（705），所述卡位块（703）的顶部通过轴承转动连接有第一斜连架（707），所述卡位块（703）的底部通过轴承转动连接有位于第一斜连架（707）下方的第二斜连架（708），所述第二斜连架（708）远离卡位块（703）的一端设置有下托盘（709），所述下托盘（709）的顶部通过转轴转动连接有第一U型架（712），所述第一斜连架（707）的一端设置有位于第一U型架（712）上方的上托盘（711），所述上托盘（711）的顶部转动连接有转连杆（717），所述转连杆（717）的底端固定有位于上托盘（711）下方的第二U型架（714），所述动连框架（706）的底部固定有棘齿条（710），所述导向块（704）的一侧插接有引拉架（721），所述引拉架（721）的一端设置有位于棘齿条（710）下方的动力块（723），所述动力块（723）上通过转轴转动连接有棘爪（724），棘爪（724）与动力块（723）连接的转轴上通过卡槽卡接有与动力块（723）相连的扭力弹簧（738），动力块（723）上设置有与导向块（704）相连的移位弹簧（722）。

3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的轴类机械零件测量设备，其特征在于，所述视觉检测器（5）与动连框架（706）的水平高度相等，所述下托盘（709）与第二U型架（714）沿着动连框架（706）的横向中轴线对称设置。

4.根据权利要求2所述的基于机器视觉的轴类机械零件测量设备，其特征在于，所述引拉架（721）的可移动距离大于棘齿条（710）的宽度，所述棘爪（724）与棘齿条（710）相啮合。

5.根据权利要求2所述的基于机器视觉的轴类机械零件测量设备，其特征在于，所述居中矫位件包括有设置有连接架（2）内的转盘（726），所述转盘（726）的底部通过转轴与连接架（2）转动连接，所述转盘（726）的顶部固定有卡连柱（735），所述连接架（2）的顶部开设有位于转盘（726）上方的导向滑槽（731），所述卡连柱（735）的外侧套设有滑位套（732），所述滑位套（732）的顶部固定有U型导向块（734），U型导向块（734）滑动连接于导向滑槽（731）的内侧，所述U型导向块（734）远离转盘（726）的一侧固定有位于连接架（2）上方的定连杆（730），所述定连杆（730）上插接有插杆（733），所述插杆（733）靠近转盘（726）的一端固定有矫位板（725），矫位板（725）上设置有与定连杆（730）相连的补距弹簧（729），补距弹簧（729）位于插杆（733）外侧，所述转盘（726）与连接架（2）连接的转轴底端固定有第一传动锥齿轮（736），所述连接架（2）上设置有与第一传动锥齿轮（736）相啮合的第二传动锥齿轮（737），所述第二传动锥齿轮（737）远离第一传动锥齿轮（736）一端固定有连接轴（702），连接轴（702）一端安装有直齿轮（728），所述推位板（701）一侧设置有与直齿轮（728）相啮合的拨位齿条（727）。

6.根据权利要求5所述的基于机器视觉的轴类机械零件测量设备，其特征在于，所述推位板（701）至下托盘（709）底部最远距离大于拨位齿条（727）的长度，所述拨位齿条（727）的长度与直齿轮（728）的周长相等。

7.根据权利要求5所述的基于机器视觉的轴类机械零件测量设备，其特征在于，所述卡连柱（735）远离转盘（726）的圆心，所述卡连柱（735）滑动连接于滑位套（732）的内侧，所述滑位套（732）的长度大于转盘（726）的直径。

8.根据权利要求5所述的基于机器视觉的轴类机械零件测量设备，其特征在于，所述定角转连器包括有固定于上托盘（711）顶部的环板（715），所述环板（715）外侧开设有锁位孔（716），所述转连杆（717）的顶部固定有位于环板（715）上方的套块（713），所述套块（713）一侧插接有L型插杆（719），所述L型插杆（719）的底端固定有卡销（718），所述L型插杆（719）上设置有与套块（713）内壁相连的压位弹簧（720）。

9.根据权利要求8所述的基于机器视觉的轴类机械零件测量设备，其特征在于，所述环板（715）的外侧设置有四个锁位孔（716），四个锁位孔（716）沿着环板（715）的圆心等距离分布。

10.根据权利要求8所述的基于机器视觉的轴类机械零件测量设备，其特征在于，所述卡销（718）与锁位孔（716）的直径大小相等，所述L型插杆（719）的可移动距离大于环板（715）的厚度。