專利名稱：氣門電鐓成形工件溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置及方法
氣門電鐓成形工件溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置及方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明是一種氣門電鐓成形工件溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置及方法，屬于氣門電鐓成形工件溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置及方法的改造技術(shù)。
背景技術(shù)：
電鐓成形是對(duì)金屬棒料工件進(jìn)行連續(xù)局部的直接通電，在電阻熱的作用下使工件局部溫度升高，同時(shí)在棒料工件的軸向施加鐓粗壓力，從而使工件局部產(chǎn)生塑性變形實(shí)現(xiàn)逐步聚料的一種成形加工工藝方法，它是目前生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門的一個(gè)關(guān)鍵成形工藝。在電鐓成形中，工件溫度是一個(gè)關(guān)鍵的工藝參數(shù)，對(duì)工件成形過程和最終產(chǎn)品質(zhì)量都將產(chǎn)生決定性作用，但工件溫度只能通過調(diào)整加熱電流和鐓粗壓力來間接控制。因此，準(zhǔn)確且實(shí)時(shí)地測(cè)量工件溫度是電鐓成形加工過程中的重要環(huán)節(jié)，但由于在氣門電鐓成形過程中工件在較短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生極大的塑性變形，使得動(dòng)態(tài)測(cè)量工件溫度和形狀變得極為困難。研究合理和可行的工件溫度測(cè)量方法對(duì)氣門電鐓成形加工工藝具有重要意義。
一般金屬材料成形加工過程中的溫度測(cè)量主要有接觸式和非接觸式兩種方式。接觸式測(cè)溫方式中目前主要采用熱電偶進(jìn)行溫度測(cè)量，熱電偶測(cè)溫簡單、可靠，測(cè)量精度也較高，但因需要測(cè)溫元件與被測(cè)金屬間進(jìn)行充分的熱交換，經(jīng)過一定的時(shí)間后才能達(dá)到熱平衡，所以存在測(cè)溫的延遲現(xiàn)象，同時(shí)也難以應(yīng)用到成形加工中工件形狀尺寸實(shí)時(shí)變化的溫度測(cè)量，所以目前主要應(yīng)用于加熱爐內(nèi)靜態(tài)的溫度測(cè)量。非接觸式測(cè)溫方式中主要采用紅外測(cè)溫的形式，即通過高溫金屬紅外輻射原理來測(cè)量溫度，測(cè)溫元件不需與被測(cè)介質(zhì)接觸， 測(cè)溫范圍廣，不受測(cè)溫上限的限制，也不會(huì)破壞被測(cè)物體的溫度場(chǎng)，反應(yīng)速度一般也比較快。目前國內(nèi)外廣泛采用的紅外測(cè)溫儀，主要分為點(diǎn)式或線掃描式，都不能實(shí)時(shí)獲得變形工件整個(gè)區(qū)域的溫度分布，也不能同時(shí)獲取工件的形狀尺寸的變化，而且價(jià)格昂貴，不便于在氣門電鐓等金屬高溫成形加工中實(shí)際應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于考慮上述問題而提供一種設(shè)計(jì)合理，方便使用的氣門電鐓成形工件溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置。
本發(fā)明的另一目的在提供一種測(cè)量精度高，反應(yīng)速度快，操作簡單方便的氣門電鐓成形工件溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置的測(cè)試方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明的氣門電鐓成形工件溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置，包括有濾光片、工業(yè)鏡頭、工業(yè)攝像機(jī)、圖像采集卡、微計(jì)算機(jī)，工業(yè)鏡頭安裝在工業(yè)攝像機(jī)上，濾光片安裝在工業(yè)鏡頭上，工業(yè)攝像機(jī)的信號(hào)輸出端與微計(jì)算機(jī)連接。
上述工業(yè)攝像機(jī)的信號(hào)輸出端通過數(shù)據(jù)線與圖像采集卡連接，圖像采集卡安裝在微計(jì)算機(jī)上，或工業(yè)攝像機(jī)的信號(hào)輸出端通過1394接口、USB接口或以太網(wǎng)接口直接連接微計(jì)算機(jī)。
上述工業(yè)攝像機(jī)為彩色CXD工業(yè)攝像機(jī)。
上述濾光片為能透過760nm至IOOOnm波段的任意波長的近紅外光并能過濾掉其它波長光線的濾光片。
本發(fā)明的氣門電鐓成形工件溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置的測(cè)試方法，包括如下過程1)上述溫度測(cè)量時(shí)，高溫工件發(fā)出熱輻射，透過濾光片進(jìn)入工業(yè)鏡頭；2)工業(yè)攝像機(jī)獲得透過工業(yè)鏡頭的近紅外光，并轉(zhuǎn)化為圖像數(shù)據(jù)；3)微計(jì)算機(jī)通過圖像采集卡獲得工業(yè)攝像機(jī)攝取的圖像數(shù)據(jù)，或通過1394接口、USB 接口或以太網(wǎng)接口直接獲得工業(yè)攝像機(jī)攝取的圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)過圖像處理，最終得到工件的溫度分布和外形尺寸。
上述微計(jì)算機(jī)在其溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)上進(jìn)行基準(zhǔn)溫度標(biāo)定，具體流程為11)針對(duì)具體測(cè)量工件大小和溫度高低，設(shè)定工業(yè)鏡頭的光圈為0.8 — 20和設(shè)定工業(yè)攝像機(jī)快門的曝光時(shí)間為0. 001 - 1秒，確定工件與工業(yè)鏡頭的測(cè)量距離為300 - 2000mm ；12)將已成形的確定材料氣門工件加熱到500°C— 1300°C的高溫，并使工件溫度均勻分布，在此采用溫度測(cè)量裝置測(cè)量工件的溫度；13)在500°C— 1300°C范圍內(nèi)，每20V 50V記錄工件的溫度，同時(shí)用工業(yè)攝像機(jī)獲取此時(shí)工件圖像，并通過溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行圖像識(shí)別，最終得到確定材料工件每一記錄溫度下對(duì)應(yīng)圖像的顏色值；14)針對(duì)不同工件材料，在不同光圈、不同曝光時(shí)間、不同測(cè)量距離等參數(shù)條件下，通過標(biāo)定測(cè)試，建立500°C — 1300°C范圍內(nèi)每隔20 V 50 V的溫度與圖像顏色值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并建立基準(zhǔn)溫度標(biāo)定數(shù)據(jù)庫。
上述步驟12)中的溫度測(cè)量裝置采用熱電偶或紅外測(cè)溫儀。
上述微計(jì)算機(jī)在其溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)上進(jìn)行基準(zhǔn)形狀尺寸標(biāo)定，具體流程為21)針對(duì)具體測(cè)量工件形狀大小，設(shè)定工業(yè)鏡頭的光圈為0.8 — 20和工業(yè)攝像機(jī)快門的曝光時(shí)間為0. 001 - 1秒，確定工件與工業(yè)鏡頭(2)間的測(cè)量距離為300 - 2000mm ；22)制作形狀尺寸測(cè)定的黑白網(wǎng)格標(biāo)定板，網(wǎng)格大小有5X5mm、10X10mm、20X20mm、 50 X 50mm以及IOOXlOOmm幾種形式；23)將標(biāo)定板安放于工業(yè)鏡頭前，板面垂直于工業(yè)鏡頭軸線，板面與工業(yè)鏡頭的距離設(shè)定為工件與工業(yè)鏡頭的測(cè)量距離為300 - 2000mm，用工業(yè)攝像機(jī)獲取標(biāo)定板的圖像，并通過溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行圖像識(shí)別，最終得到每一測(cè)定距離下標(biāo)定板圖像像素點(diǎn)間距與實(shí)際間距之間的比例關(guān)系；24)針對(duì)在不同光圈、不同曝光時(shí)間、不同測(cè)量距離等參數(shù)條件下，通過標(biāo)定測(cè)試建立圖像像素點(diǎn)間距與實(shí)際間距之間的關(guān)系，并建立基準(zhǔn)形狀尺寸標(biāo)定數(shù)據(jù)庫。
上述微計(jì)算機(jī)在其溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)上進(jìn)行工件溫度測(cè)量和形狀尺寸測(cè)量的方法如下31)針對(duì)具體測(cè)量工件大小和溫度高低，設(shè)定與基準(zhǔn)溫度標(biāo)定數(shù)據(jù)庫中對(duì)應(yīng)的工業(yè)鏡頭的光圈和攝像機(jī)快門的曝光時(shí)間，以及工件與工業(yè)鏡頭的測(cè)量距離；32)在氣門工件電鐓成形過程中，通過工業(yè)攝像機(jī)攝像獲取工件的圖像，運(yùn)用溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行圖像識(shí)別，獲得工件圖像各像素點(diǎn)的顏色值；33)根據(jù)基準(zhǔn)溫度標(biāo)定數(shù)據(jù)庫中溫度與顏色值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過分段線性插值計(jì)算工件圖像各像素點(diǎn)的顏色值對(duì)應(yīng)的溫度，最終獲得工件的溫度分布；因工件與周圍環(huán)境的顯著差別，工件對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)顏色值與周圍環(huán)境對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的顏色值也存在顯著差別， 通過現(xiàn)有的邊緣檢測(cè)算法，獲得工件圖像邊界；根據(jù)基準(zhǔn)形狀尺寸標(biāo)定數(shù)據(jù)庫中像素點(diǎn)間距與實(shí)際間距之間的比例關(guān)系，可以計(jì)算出氣門電鐓工件的外形尺寸；34)在氣門工件電鐓成形過程中不同時(shí)間點(diǎn)，通過工業(yè)攝像機(jī)攝像獲取工件的動(dòng)態(tài)圖像，運(yùn)用溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行圖像識(shí)別，按照步驟32)到步驟33)可以獲得最終獲得工件的動(dòng)態(tài)溫度分布和氣門電鐓工件外形尺寸的變化。
本發(fā)明針對(duì)氣門電鐓成形等金屬高溫塑性變形的工藝特點(diǎn)，研發(fā)了一種基于數(shù)字圖像技術(shù)的氣門電鐓成形加工專用溫度場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)，系統(tǒng)由工業(yè)攝像機(jī)和微計(jì)算機(jī)組成， 通過工業(yè)攝像機(jī)進(jìn)行圖像采集；應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理，實(shí)現(xiàn)工件溫度動(dòng)態(tài)的非接觸式測(cè)量，測(cè)量精度高，反應(yīng)速度快，且能獲得工件區(qū)域的溫度分布以及工件外形輪廓形狀尺寸的變化，有利于對(duì)工件成形過程及成形溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)量和控制。本發(fā)明將對(duì)電鐓成形加工以及一般金屬高溫成形加工工藝過程的工件溫度和形狀測(cè)量控制都具有現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)也將豐富和發(fā)展非接觸式的溫度測(cè)量方法。本發(fā)明是一種設(shè)計(jì)巧妙，性能優(yōu)良，方便實(shí)用的氣門電鐓成形工件溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置及方法。


圖1為本發(fā)明的原理圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例本發(fā)明的原理圖如圖1所示，本發(fā)明的氣門電鐓成形工件溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置， 包括有濾光片1、工業(yè)鏡頭2、工業(yè)攝像機(jī)3、圖像采集卡4、微計(jì)算機(jī)5，工業(yè)鏡頭2安裝在工業(yè)攝像機(jī)3上，濾光片1安裝在工業(yè)鏡頭2上，工業(yè)攝像機(jī)3的信號(hào)輸出端與微計(jì)算機(jī)5連接。
上述工業(yè)攝像機(jī)3的信號(hào)輸出端通過數(shù)據(jù)線與圖像采集卡4連接，圖像采集卡4 安裝在微計(jì)算機(jī)5上，或工業(yè)攝像機(jī)3的信號(hào)輸出端通過1394接口、USB接口或以太網(wǎng)接口直接連接微計(jì)算機(jī)5。
上述工業(yè)攝像機(jī)3為彩色CXD工業(yè)攝像機(jī)。
上述濾光片1為能透過760nm至IOOOnm波段的任意波長的近紅外光而過濾掉其它波長光線的濾光片。
本發(fā)明的氣門電鐓成形工件溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置的測(cè)試方法，包括如下過程1)上述溫度測(cè)量時(shí)，高溫工件發(fā)出熱輻射，透過濾光片1進(jìn)入工業(yè)鏡頭2；2)工業(yè)攝像機(jī)3獲得透過工業(yè)鏡頭2的近紅外光，并轉(zhuǎn)化為圖像數(shù)據(jù)；3)微計(jì)算機(jī)5通過圖像采集卡4獲得工業(yè)攝像機(jī)3攝取的圖像數(shù)據(jù)，或通過1394接口、USB接口或以太網(wǎng)接口直接獲得工業(yè)攝像機(jī)3攝取的圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)過圖像處理，最終得到工件的溫度分布和外形尺寸。
上述微計(jì)算機(jī)5在其溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)上進(jìn)行基準(zhǔn)溫度標(biāo)定，具體流程為11)針對(duì)具體測(cè)量工件大小和溫度高低，設(shè)定工業(yè)鏡頭2的光圈為0.8 — 20和設(shè)定工業(yè)攝像機(jī)3快門的曝光時(shí)間為0. 001 - 1秒，確定工件與工業(yè)鏡頭2的測(cè)量距離為300 -2000mm ；12)將已成形的確定材料氣門工件加熱到500°C— 1300°C的高溫，并使工件溫度均勻分布，在此采用溫度測(cè)量裝置測(cè)量工件的溫度；13)在500°C— 1300°C范圍內(nèi)，每20V 50V記錄工件的溫度，同時(shí)用工業(yè)攝像機(jī)3獲取此時(shí)工件圖像，并通過溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行圖像識(shí)別，最終得到確定材料工件每一記錄溫度下對(duì)應(yīng)圖像的顏色值；14)針對(duì)不同工件材料，在不同光圈、不同曝光時(shí)間、不同測(cè)量距離等參數(shù)條件下，通過標(biāo)定測(cè)試，建立500°C — 1300°C范圍內(nèi)每隔20 V 50 V的溫度與圖像顏色值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并建立基準(zhǔn)溫度標(biāo)定數(shù)據(jù)庫。
上述步驟12)中的溫度測(cè)量裝置采用熱電偶或紅外測(cè)溫儀。
上述微計(jì)算機(jī)5在其溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)上進(jìn)行基準(zhǔn)形狀尺寸標(biāo)定，具體流程為21)針對(duì)具體測(cè)量工件形狀大小，設(shè)定工業(yè)鏡頭2的光圈為0.8 — 20和工業(yè)攝像機(jī)3 快門的曝光時(shí)間為0. 001 - 1秒，確定工件與工業(yè)鏡頭(2)間的測(cè)量距離為300 - 2000mm ；22)制作形狀尺寸測(cè)定的黑白網(wǎng)格標(biāo)定板，網(wǎng)格大小有5X5mm、10X10mm、20X20mm、 50 X 50mm以及100 X IOOmm幾種形式；23)將標(biāo)定板安放于工業(yè)鏡頭2前，板面垂直于工業(yè)鏡頭軸線，板面與工業(yè)鏡頭的距離設(shè)定為工件與工業(yè)鏡頭的測(cè)量距離為300 — 2000mm，用工業(yè)攝像機(jī)3獲取標(biāo)定板的圖像，并通過溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行圖像識(shí)別，最終得到每一測(cè)定距離下標(biāo)定板圖像像素點(diǎn)間距與實(shí)際間距之間的比例關(guān)系；24)針對(duì)在不同光圈、不同曝光時(shí)間、不同測(cè)量距離等參數(shù)條件下，通過標(biāo)定測(cè)試建立圖像像素點(diǎn)間距與實(shí)際間距之間的關(guān)系，并建立基準(zhǔn)形狀尺寸標(biāo)定數(shù)據(jù)庫。
上述微計(jì)算機(jī)5在其溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)上進(jìn)行工件溫度測(cè)量和形狀尺寸測(cè)量的方法如下31)針對(duì)具體測(cè)量工件大小和溫度高低，設(shè)定與基準(zhǔn)溫度標(biāo)定數(shù)據(jù)庫中對(duì)應(yīng)的工業(yè)鏡頭2的光圈和攝像機(jī)快門的曝光時(shí)間，以及工件與工業(yè)鏡頭2的測(cè)量距離；32)在氣門工件電鐓成形過程中，通過工業(yè)攝像機(jī)3攝像獲取工件的圖像，運(yùn)用溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行圖像識(shí)別，獲得工件圖像各像素點(diǎn)的顏色值；33)根據(jù)基準(zhǔn)溫度標(biāo)定數(shù)據(jù)庫中溫度與顏色值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過分段線性插值計(jì)算工件圖像各像素點(diǎn)的顏色值對(duì)應(yīng)的溫度，最終獲得工件的溫度分布；因工件與周圍環(huán)境的顯著差別，工件對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)顏色值與周圍環(huán)境對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的顏色值也存在顯著差別， 通過現(xiàn)有的邊緣檢測(cè)算法，獲得工件圖像邊界；根據(jù)基準(zhǔn)形狀尺寸標(biāo)定數(shù)據(jù)庫中像素點(diǎn)間距與實(shí)際間距之間的比例關(guān)系，可以計(jì)算出氣門電鐓工件的外形尺寸；34)在氣門工件電鐓成形過程中不同時(shí)間點(diǎn)，通過工業(yè)攝像機(jī)3攝像獲取工件的動(dòng)態(tài)圖像，運(yùn)用溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行圖像識(shí)別，按照步驟3 到步驟33)可以獲得最終獲得工件的動(dòng)態(tài)溫度分布和氣門電鐓工件外形尺寸的變化。
權(quán)利要求
1.一種氣門電鐓成形工件溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置，其特征在于包括有濾光片(1)、 工業(yè)鏡頭(2)、工業(yè)攝像機(jī)(3)、圖像采集卡(4)、微計(jì)算機(jī)(5)，工業(yè)鏡頭(2)安裝在工業(yè)攝像機(jī)(3)上，濾光片(1)安裝在工業(yè)鏡頭(2)上，工業(yè)攝像機(jī)(3)的信號(hào)輸出端與微計(jì)算機(jī) (5)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣門電鐓成形工件溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置，其特征在于上述工業(yè)攝像機(jī)(3)的信號(hào)輸出端通過數(shù)據(jù)線與圖像采集卡(4)連接，圖像采集卡(4)安裝在微計(jì)算機(jī)(5)上，或工業(yè)攝像機(jī)(3)的信號(hào)輸出端通過1394接口、USB接口或以太網(wǎng)接口直接連接微計(jì)算機(jī)(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣門電鐓成形工件溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置，其特征在于上述工業(yè)攝像機(jī)(3)為彩色CXD工業(yè)攝像機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣門電鐓成形工件溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置及方法，其特征在于上述濾光片(1)為能透過760nm至IOOOnm波段的任意波長的近紅外光并能過濾掉其它波長光線的濾光片。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣門電鐓成形工件溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置的測(cè)試方法，其特征在于包括如下過程1)上述溫度測(cè)量時(shí)，高溫工件發(fā)出熱輻射，透過濾光片(1)進(jìn)入工業(yè)鏡頭(2)；2)工業(yè)攝像機(jī)(3)獲得透過工業(yè)鏡頭(2)的近紅外光，并轉(zhuǎn)化為圖像數(shù)據(jù)；3)微計(jì)算機(jī)(5)通過圖像采集卡(4)獲得工業(yè)攝像機(jī)(3)攝取的圖像數(shù)據(jù)，或通過1394 接口、USB接口或以太網(wǎng)接口直接獲得工業(yè)攝像機(jī)(3)攝取的圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)過圖像處理，最終得到工件的溫度分布和外形尺寸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣門電鐓成形工件溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量的方法，其特征在于上述微計(jì)算機(jī)(5)在其溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)上進(jìn)行基準(zhǔn)溫度標(biāo)定，具體流程為11)針對(duì)具體測(cè)量工件大小和溫度高低，設(shè)定工業(yè)鏡頭(2)的光圈為0.8 — 20和設(shè)定工業(yè)攝像機(jī)(3)快門的曝光時(shí)間為0. 001 - 1秒，確定工件與工業(yè)鏡頭(2)的測(cè)量距離為 300 — 2000mm ；12)將已成形的確定材料氣門工件加熱到500°C— 1300°C的高溫，并使工件溫度均勻分布，在此采用溫度測(cè)量裝置測(cè)量工件的溫度；13)在500°C—1300°C范圍內(nèi)，每20°C 50°C記錄工件的溫度，同時(shí)用工業(yè)攝像機(jī)(3) 獲取此時(shí)工件圖像，并通過溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行圖像識(shí)別，最終得到確定材料工件每一記錄溫度下對(duì)應(yīng)圖像的顏色值；14)針對(duì)不同工件材料，在不同光圈、不同曝光時(shí)間、不同測(cè)量距離等參數(shù)條件下，通過標(biāo)定測(cè)試，建立500°C — 1300°C范圍內(nèi)每隔20 V 50 V的溫度與圖像顏色值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并建立基準(zhǔn)溫度標(biāo)定數(shù)據(jù)庫。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣門電鐓成形工件溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量的方法，其特征在于上述步驟12)中的溫度測(cè)量裝置采用熱電偶或紅外測(cè)溫儀。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣門電鐓成形工件溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量的方法，其特征在于上述微計(jì)算機(jī)(5)在其溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)上進(jìn)行基準(zhǔn)形狀尺寸標(biāo)定，具體流程為21)針對(duì)具體測(cè)量工件形狀大小，設(shè)定工業(yè)鏡頭(2)的光圈為0. 8 — 20和工業(yè)攝像機(jī)(3)快門的曝光時(shí)間為0. 001 - 1秒，確定工件與工業(yè)鏡頭(2)間的測(cè)量距離為300 -2000mm ；22)制作形狀尺寸測(cè)定的黑白網(wǎng)格標(biāo)定板，網(wǎng)格大小有5X5mm、10X10mm、20X20mm、 50 X 50mm以及IOOXlOOmm幾種形式；23)將標(biāo)定板安放于工業(yè)鏡頭(2)前，板面垂直于工業(yè)鏡頭軸線，板面與工業(yè)鏡頭的距離設(shè)定為工件與工業(yè)鏡頭的測(cè)量距離為300 - 2000mm，用工業(yè)攝像機(jī)(3)獲取標(biāo)定板的圖像，并通過溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行圖像識(shí)別，最終得到每一測(cè)定距離下標(biāo)定板圖像像素點(diǎn)間距與實(shí)際間距之間的比例關(guān)系；24)針對(duì)在不同光圈、不同曝光時(shí)間、不同測(cè)量距離等參數(shù)條件下，通過標(biāo)定測(cè)試建立圖像像素點(diǎn)間距與實(shí)際間距之間的關(guān)系，并建立基準(zhǔn)形狀尺寸標(biāo)定數(shù)據(jù)庫。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣門電鐓成形工件溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量的方法，其特征在于上述微計(jì)算機(jī)(5)在其溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)上進(jìn)行工件溫度測(cè)量和形狀尺寸測(cè)量的方法如下31)針對(duì)具體測(cè)量工件大小和溫度高低，設(shè)定與基準(zhǔn)溫度標(biāo)定數(shù)據(jù)庫中對(duì)應(yīng)的工業(yè)鏡頭(2)的光圈和攝像機(jī)快門的曝光時(shí)間，以及工件與工業(yè)鏡頭(2)的測(cè)量距離；32)在氣門工件電鐓成形過程中，通過工業(yè)攝像機(jī)(3)攝像獲取工件的圖像，運(yùn)用溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行圖像識(shí)別，獲得工件圖像各像素點(diǎn)的顏色值；33)根據(jù)基準(zhǔn)溫度標(biāo)定數(shù)據(jù)庫中溫度與顏色值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過分段線性插值計(jì)算工件圖像各像素點(diǎn)的顏色值對(duì)應(yīng)的溫度，最終獲得工件的溫度分布；因工件與周圍環(huán)境的顯著差別，工件對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)顏色值與周圍環(huán)境對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的顏色值也存在顯著差別， 通過現(xiàn)有的邊緣檢測(cè)算法，獲得工件圖像邊界；根據(jù)基準(zhǔn)形狀尺寸標(biāo)定數(shù)據(jù)庫中像素點(diǎn)間距與實(shí)際間距之間的比例關(guān)系，可以計(jì)算出氣門電鐓工件的外形尺寸；34)在氣門工件電鐓成形過程中不同時(shí)間點(diǎn)，通過工業(yè)攝像機(jī)(3)攝像獲取工件的動(dòng)態(tài)圖像，運(yùn)用溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行圖像識(shí)別，按照步驟3 到步驟33)可以獲得最終獲得工件的動(dòng)態(tài)溫度分布和氣門電鐓工件外形尺寸的變化。
全文摘要
本發(fā)明是一種氣門電鐓成形工件溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置及方法。其中測(cè)量裝置包括有濾光片(1)、工業(yè)鏡頭(2)、工業(yè)攝像機(jī)(3)、圖像采集卡(4)、微計(jì)算機(jī)(5)，工業(yè)鏡頭(2)安裝在工業(yè)攝像機(jī)(3)上，濾光片(1)安裝在工業(yè)鏡頭(2)上，工業(yè)攝像機(jī)(3)通過數(shù)據(jù)線連接圖像采集卡(4)，圖像采集卡(4)安裝在微計(jì)算機(jī)(5)上，工業(yè)攝像機(jī)(3)還可通過1394接口、USB接口或以太網(wǎng)接口直接連接微計(jì)算機(jī)(5)。本發(fā)明的氣門電鐓成形工件溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置設(shè)計(jì)合理，方便實(shí)用。本發(fā)明氣門電鐓成形工件溫度和形狀動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置的測(cè)試方法測(cè)量精度高，反應(yīng)速度快，操作簡單方便。
文檔編號(hào)G01K11/12GK102519622SQ20111039365
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者呂文閣, 程永奇, 章爭榮 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)