專利名稱：斷路器操動機(jī)構(gòu)部件組裝質(zhì)量檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)械加工部件裝配過程質(zhì)量監(jiān)控裝置，確切的說是一種可用于斷 路器組裝，特別是斷路器操動機(jī)構(gòu)組裝時(shí)，檢測和校正其空間孔及軸間的同軸度與平行度 的斷路器操動機(jī)構(gòu)部件組裝質(zhì)量檢測裝置。
背景技術(shù)：
目前斷路器操動機(jī)構(gòu)及彈簧機(jī)構(gòu)的組裝過程一般都是將事先加工好的備用部件 存放于不同工序、工位的工作臺，由裝配人員完成各自工位的裝配部件后進(jìn)入下一工位，待 所有部件都裝配完成以后才到最后質(zhì)檢環(huán)節(jié)。由于操動可動部件檢驗(yàn)組裝質(zhì)量，特別是各 個(gè)軸的同軸度以及軸與隔板的垂直度的檢驗(yàn)都是在裝配完成后才進(jìn)行的，因而裝配質(zhì)量極 大地依賴于操作人員的經(jīng)驗(yàn)和熟練程度；稍不留心，就會使空間孔及軸間的平行度與垂直 度發(fā)生偏離，引起機(jī)構(gòu)卡澀、致使產(chǎn)品質(zhì)量不合格、返工量大；此外，自動化程度低、裝配效 率和裝配質(zhì)量有限。由此可見，亟待研制開發(fā)一種可為生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)用的檢測儀器，使其在生 產(chǎn)現(xiàn)場能快速、簡捷地測量出空間孔及軸間平行度和垂直度的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，以滿足質(zhì)量控制、 提高檢測效率等要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種為生產(chǎn)現(xiàn)場，特別是為斷路器操動機(jī) 構(gòu)組裝過程中，檢測和校正其空間孔及軸間的同軸度與平行度的斷路器操動機(jī)構(gòu)部件組裝 質(zhì)量檢測裝置。為解決上述問題，本實(shí)用新型所述設(shè)計(jì)的斷路器操動機(jī)構(gòu)部件組裝質(zhì)量檢測裝 置，包括依次連接的光學(xué)成像單元、圖像處理和分析單元和輸出顯示單元；其中圖像處理和 分析單元主要由圖像網(wǎng)格劃分單元、輪廓識別單元、信息提取單元、分析計(jì)算單元構(gòu)成，上 述單元順次連接；所述光學(xué)成像單元與空間孔或軸間相對。上述方案中，所述光學(xué)成像單元為兩個(gè)攝像頭組成，其中一個(gè)攝像頭與孔的平面、 或軸的端面垂直相對，另一個(gè)攝像頭與軸的側(cè)面相對。本實(shí)用新型還包括有圖像濾噪單元，該圖像濾噪單元串接在光學(xué)成像單元和圖像 網(wǎng)格劃分單元之間。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于1.裝配軸和部件的原始信息由成像裝置完成，克服人眼的視覺偏差，檢測精度 尚；2.同軸度和平行度的判斷由專用硬件單元及其算法程序?qū)崿F(xiàn)，避免對操作人員經(jīng) 驗(yàn)和主觀判斷的依賴，可靠性高；3.同軸度和平行度的檢測在適當(dāng)?shù)墓ば蜻M(jìn)行，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)裝配精度和裝配質(zhì)量缺 陷，避免返工、提高生產(chǎn)效率；4.采用圖像和信號處理技術(shù)，自動化程度高。
圖1為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中圖像處理和分析單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)施例一種圖像提取過程示意圖；圖4為圖3所示過程提取的孔或軸的同軸度信息示意圖；圖5為圖3所示過程提取的軸的平行度信息示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型一種斷路器組裝輔助檢測裝置如圖1和2所示，包括依次連接的光學(xué) 成像單元、圖像處理和分析單元和輸出顯示單元。上述圖像處理和分析單元主要由圖像網(wǎng)格劃分單元、輪廓識別單元、信息提取單 元、分析計(jì)算單元構(gòu)成，上述單元順次連接，光學(xué)成像單元與空間孔或軸間相對，用于完成 同軸度和平行度的數(shù)據(jù)加工與分析。為了對光學(xué)成像單元所攝取的圖像進(jìn)行更為精確的處 理，防止干擾，光學(xué)成像單元所得信號在進(jìn)行圖形處理與分析之前，需要進(jìn)行濾噪處理，本 實(shí)用新型還包括有圖像濾噪單元，該圖像濾噪單元串接在光學(xué)成像單元和圖像網(wǎng)格劃分單 元之間。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，輪廓識別單元、信息提取單元、分析計(jì)算單元內(nèi)均基于小 波圖像處理和特征識別，其內(nèi)部分別存儲有以Matlab仿真分析軟件為應(yīng)用基礎(chǔ)，所開發(fā)出 的基于Visual C++和Matlab接口的系統(tǒng)應(yīng)用軟件。所調(diào)用到的Matlab的函數(shù)主要包括 canny,marr (gaussian of Iaplacian 或 log), sobel, krisch,prewitt 等,以及卷禾只禾口相關(guān) 操作，根據(jù)不同尺度、原始圖像特征靈活選用合適的方法。具體邊緣檢測采用Sobel算子邊 緣檢測、Prewitt算子邊緣檢測、Roberts算子邊緣檢測、Marr算子邊緣檢測、Carmy算子邊 緣檢測實(shí)現(xiàn)斷路器操動機(jī)構(gòu)機(jī)械加工部件孔和軸特征的提取。上述光學(xué)成像單元作為本實(shí)用新型的原始數(shù)據(jù)輸入端，主要采用高分辨率攝像頭 提取操動機(jī)構(gòu)裝配軸和孔的位置信息，采集時(shí)主要是對準(zhǔn)需要采集的物體、主要指軸和孔， 該信息作為后續(xù)處理的基礎(chǔ)，以便于分析軸和孔的邊緣和輪廓。為了實(shí)現(xiàn)同軸度和平行度 的檢測，本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例所述光學(xué)成像單元為兩個(gè)攝像頭組成，其中一個(gè)攝像頭與 孔的平面、或軸的端面垂直相對，另一個(gè)攝像頭與軸的側(cè)面相對。在操動機(jī)構(gòu)的組裝生產(chǎn)線 上，首先安裝主要的支撐軸，然后由傳送軌道輸送到信號采集攝像頭進(jìn)行拍照，兩個(gè)攝像頭 組成攝像系統(tǒng)，一個(gè)攝像頭與孔的平面、或軸的端面進(jìn)行拍照，以提取同軸度原始信息 ’另 一個(gè)攝像頭安裝于軸的側(cè)面，對支撐軸和支撐軸的兩端隔板進(jìn)行攝像，以提取軸的平行度 以及軸與安裝端隔板的垂直度信息。攝像頭的安裝位置根據(jù)不同型號和尺寸的操動機(jī)構(gòu)可 以進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)，主要能滿足以上需求信息的成像即可。攝像頭只起到孔和軸原始成像的 作用，成像信息直接送往計(jì)算機(jī)進(jìn)行后續(xù)處理。后續(xù)的圖像特性和分析對軸和孔的圖像信 息進(jìn)行圖像濾噪、輪廓提取，分析出孔和軸的圓心位置從而得出孔和軸的同軸度偏差和校 正信息；采用小波分析手段提取軸和安裝端板的外形輪廓，經(jīng)過局部信號增強(qiáng)和特征分析， 得出軸的平行程度、軸與端板的垂直程度數(shù)據(jù)，給出偏差和校正信息。本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的圖像采集過程如圖3-5所示。圖3為本實(shí)施例一種圖像 提取示意圖。圖中15指示為光學(xué)成像單元中的一個(gè)攝像頭的安裝位置和圖像提取方向，該攝像頭與孔或者軸端面垂直相對；圖中16指示為光學(xué)成像單元中的另一個(gè)攝像頭的安裝 位置和圖像提取方向，該攝像頭與軸的側(cè)面相對；上述兩攝像頭的輸出為裝置的信息源頭， 提取待監(jiān)測控制量的原始圖像信息。圖中11和12分別指示斷路器操動機(jī)構(gòu)的兩個(gè)端隔板； 圖中13指示為位于前端面(相對于攝像頭的安裝方向)上的安裝孔；圖中14指示為位于 后端面(相對于攝像頭的安裝方向)上的安裝孔；圖中17和18分別指示為前后兩個(gè)安裝 端板之間的支撐軸。經(jīng)由上述圖3所示的圖像提取過程所提取的前端面11 (相對于攝像頭 的安裝方向)上的安裝孔13和后端面12 (相對于攝像頭的安裝方向)上的安裝孔14，經(jīng)過 圖像處理和分析單元的圖像處理和坐標(biāo)變換后所獲取的孔或軸的同軸度信息如圖4所示， 圖4中21、23分別對應(yīng)于圖3中的前后兩個(gè)端面上的安裝孔13、14。圖4中22、23分別指 示為安裝孔21和23的幾何圓心位置，通過圖像處理和分析單元的計(jì)算可以容易地得到安 裝孔21和23的同軸信息，并在給定坐標(biāo)系中可以確定兩個(gè)圓心的相對位置和精確數(shù)字信 息。經(jīng)由上述圖3所示的圖像提取過程所提取的兩個(gè)支撐軸17和18的原始信息，經(jīng)過圖 像處理和分析單元的圖像處理后所獲取的軸的平行度信息如圖5所示，圖5中31和33分 別對應(yīng)于圖3中的兩個(gè)支撐軸17、18。圖5中32和34為指示為被檢測支撐軸17和18的 幾何中心線，經(jīng)過計(jì)算和分析中心線在空間的相對位置，便可以得到關(guān)于軸的平行度信息。 當(dāng)需要對兩個(gè)以上的對孔或軸進(jìn)行檢測時(shí)，方法同上。
權(quán)利要求斷路器操動機(jī)構(gòu)部件組裝質(zhì)量檢測裝置，其特征在于包括依次連接的光學(xué)成像單元、圖像處理和分析單元和輸出顯示單元；其中圖像處理和分析單元主要由圖像網(wǎng)格劃分單元、輪廓識別單元、信息提取單元、分析計(jì)算單元構(gòu)成，上述單元順次連接；所述光學(xué)成像單元與空間孔或軸間相對。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器操動機(jī)構(gòu)部件組裝質(zhì)量檢測裝置，其特征在于所述 光學(xué)成像單元為兩個(gè)攝像頭組成，其中一個(gè)攝像頭與孔的平面、或軸的端面垂直相對，另一 個(gè)攝像頭與軸的側(cè)面相對。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的斷路器操動機(jī)構(gòu)部件組裝質(zhì)量檢測裝置，其特征在于 還包括有圖像濾噪單元，該圖像濾噪單元串接在光學(xué)成像單元和圖像網(wǎng)格劃分單元之間。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種斷路器操動機(jī)構(gòu)部件組裝質(zhì)量檢測裝置，包括依次連接的光學(xué)成像單元、圖像處理和分析單元和輸出顯示單元；其中圖像處理和分析單元主要由圖像網(wǎng)格劃分單元、輪廓識別單元、信息提取單元、分析計(jì)算單元構(gòu)成，上述單元順次連接；所述光學(xué)成像單元與空間孔或軸間相對。它能夠?yàn)樯a(chǎn)現(xiàn)場，特別是為斷路器操動機(jī)構(gòu)組裝過程中，檢測和校正其空間孔及軸間的同軸度與平行度的斷路器操動機(jī)構(gòu)部件組裝質(zhì)量檢測裝置。
文檔編號G01B11/26GK201637395SQ201020103620
公開日2010年11月17日 申請日期2010年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月28日
發(fā)明者唐專敏, 張鑫, 李靜, 范興明, 黃知超 申請人:桂林電子科技大學(xué)