一種零件檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種零件檢測(cè)方法，包括：獲取所述零件的圖像；獲取所述零件的形狀模型；根據(jù)所獲取的圖像以及所述形狀模型來確定所述零件的形狀；以及將所確定的形狀與預(yù)先存儲(chǔ)的所述零件的電子圖紙進(jìn)行比較，以確定所述零件是否與所述電子圖紙匹配。通過本發(fā)明，可以對(duì)零件進(jìn)行在線的、實(shí)時(shí)的、逐一的檢測(cè)，從而確保每一個(gè)零件能夠符合電子圖紙的要求，降低人工費(fèi)用，提高工作效率，并降低零件的殘次比率，對(duì)于現(xiàn)代化的流水線生產(chǎn)有著重要的意義。
【專利說明】一種零件檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及零件例如鈑金件的檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用成像技術(shù)對(duì)零件的二維平面和截面形狀進(jìn)行檢測(cè)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鈑金是一種針對(duì)金屬薄板的綜合加工工藝，其顯著特征是同一零件在各個(gè)部位的厚度完全一致。由于鈑金具有重量輕、強(qiáng)度高、成本低、工藝靈活、適于大規(guī)模量產(chǎn)等特點(diǎn)，因此在工業(yè)領(lǐng)域的許多方面得到了廣泛的應(yīng)用，例如通訊、交通、電力、電梯、農(nóng)業(yè)裝備、工程機(jī)械、家用電器等。
[0003]一個(gè)典型的鈑金零件包括了下料、折彎、焊接等幾個(gè)工序。本發(fā)明中提到的“鈑金零件”特指由金屬薄板坯料進(jìn)行下料之后得到的二維平面零件，這個(gè)零件通常需要進(jìn)行折彎、焊接、表面處理等后續(xù)工序才能成為一個(gè)完整的零件。目前最常用的下料工藝是數(shù)控下料，也就是根據(jù)零件的二維CAD圖形，通過數(shù)控編程，然后在數(shù)控(轉(zhuǎn)塔)沖床、激光切割機(jī)、等離子切割機(jī)、水射流或者其它類型的數(shù)控切割機(jī)上進(jìn)行自動(dòng)加工的一種現(xiàn)代化加工方式。
[0004]由于下料是鈑金的第一個(gè)工序，因此需要保證零件的準(zhǔn)確性以避免將錯(cuò)誤帶到下一個(gè)工序甚至成品。傳統(tǒng)的鈑金零件的檢測(cè)手段包括游標(biāo)卡尺、卷尺等，但是檢測(cè)效率、檢測(cè)精度都很低，并且極易發(fā)生漏檢和錯(cuò)檢的現(xiàn)象，這主要是由鈑金零件的特點(diǎn)決定的。同樣，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等現(xiàn)代化檢測(cè)手段也不適于鈑金零件的檢測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)零件的快速、高精度測(cè)量的零件檢測(cè)方法。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的零件檢測(cè)方法包括:獲取所述零件的圖像；獲取所述零件的形狀模型；根據(jù)所獲取的圖像以及所述形狀模型來確定所述零件的形狀；以及將所確定的形狀與預(yù)先存儲(chǔ)的所述零件的電子圖紙進(jìn)行比較，以確定所述零件是否與所述電子圖紙匹配。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，進(jìn)一步包括:在獲取所述零件的圖像之前，確定所述工作臺(tái)的光照模型，包括:利用多組光圈和快門的組合獲取所述工作臺(tái)的暗圖；利用所述多組光圈和快門的組合獲取所述工作臺(tái)的亮圖；選擇所述暗圖中亮度值穩(wěn)定在第一特定范圍內(nèi)并且所述亮圖中亮度值穩(wěn)定在第二特定范圍內(nèi)所對(duì)應(yīng)的光圈和快門組，以得到所述工作臺(tái)的光照模型。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，進(jìn)一步包括:在確定所述工作臺(tái)的光照模型之后，以及在獲取所述零件的圖像之前，確定圖像獲取設(shè)備與工作臺(tái)的相對(duì)位置關(guān)系，包括:在所述工作臺(tái)上鋪設(shè)均勻的黑白相間的棋盤格；調(diào)整所述圖像獲取設(shè)備，以使得所述棋盤格充滿所述圖像獲取設(shè)備的整個(gè)視野，并使得所述圖像獲取設(shè)備能夠拍攝所述棋盤格中盡可能大的面積；使得工作臺(tái)坐標(biāo)系和圖像獲取設(shè)備坐標(biāo)系的三個(gè)維度分別對(duì)應(yīng)起來；以及通過所述圖像獲取設(shè)備拍攝所述棋盤格來確定所述工作臺(tái)上每個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)；其中，所述工作臺(tái)坐標(biāo)系以充滿所述圖像獲取設(shè)備的整個(gè)視野的棋盤格的中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，工作臺(tái)坐標(biāo)系的X軸和Y軸分別平行于所述工作臺(tái)的兩個(gè)邊，Z軸垂直于所述工作臺(tái)，表示為(Xw Yff Zff);所述圖像獲取設(shè)備坐標(biāo)系以所述圖像獲取設(shè)備的光心為坐標(biāo)原點(diǎn)，以相機(jī)的光軸為z軸，方向與所述工作臺(tái)坐標(biāo)系的Z軸相反，圖像獲取設(shè)備坐標(biāo)系的X軸和Y軸分別平行于工作臺(tái)坐標(biāo)系的Y軸和X軸，表示為(X。Yc Zc)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，其中，所述第一特定范圍的閾值為[0，50];所述第二特定范圍的閾值為[200，250]。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，進(jìn)一步包括:利用所述工作臺(tái)的光照模型，以下列方式來校正所獲取的所述零件的圖像:
[0011]
【權(quán)利要求】
1.一種零件檢測(cè)方法，包括: 獲取所述零件的圖像； 獲取所述零件的形狀模型； 根據(jù)所獲取的圖像以及所述形狀模型來確定所述零件的形狀；以及將所確定的形狀與預(yù)先存儲(chǔ)的所述零件的電子圖紙進(jìn)行比較，以確定所述零件是否與所述電子圖紙匹配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零件檢測(cè)方法，進(jìn)一步包括:在獲取所述零件的圖像之前，確定所述工作臺(tái)的光照模型，包括: 利用多組光圈和快門的組合獲取所述工作臺(tái)的暗圖； 利用所述多組光圈和快門的組合獲取所述工作臺(tái)的亮圖； 選擇所述暗圖中亮度值穩(wěn)定在第一特定范圍內(nèi)并且所述亮圖中亮度值穩(wěn)定在第二特定范圍內(nèi)所對(duì)應(yīng)的光圈和快門組，以得到所述工作臺(tái)的光照模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的零件檢測(cè)方法，進(jìn)一步包括:在確定所述工作臺(tái)的光照模型之后，以及在獲取所述零件的圖像之前，確定圖像獲取設(shè)備與工作臺(tái)的相對(duì)位置關(guān)系，包括: 在所述工作臺(tái)上鋪設(shè)均勻的黑白相間的棋盤格； 調(diào)整所述圖像獲取設(shè)備，以使得所述棋盤格充滿所述圖像獲取設(shè)備的整個(gè)視野，并使得所述圖像獲取設(shè)備能夠拍攝所述棋盤格中盡可能大的面積； 使得工作臺(tái)坐標(biāo)系和圖像獲取設(shè)備坐標(biāo)系的三個(gè)維度分別對(duì)應(yīng)起來；以及 通過所述圖像獲取設(shè)備拍攝所述棋盤格來確定所述工作臺(tái)上每個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)； 其中，所述工作臺(tái)坐標(biāo)系以充滿所述圖像獲取設(shè)備的整個(gè)視野的棋盤格的中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，工作臺(tái)坐標(biāo)系的X軸和Y軸分別平行于所述工作臺(tái)的兩個(gè)邊，Z軸垂直于所述工作臺(tái)，表示為(Xw Yff Zff);所述圖像獲取設(shè)備坐標(biāo)系以所述圖像獲取設(shè)備的光心為坐標(biāo)原點(diǎn)，以相機(jī)的光軸為Z軸，方向與所述工作臺(tái)坐標(biāo)系的Z軸相反，圖像獲取設(shè)備坐標(biāo)系的X軸和Y軸分別平行于工作臺(tái)坐標(biāo)系的Y軸和X軸，表示為(X。Yc z。)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的零件檢測(cè)方法，其中， 所述第一特定范圍的閾值為[O，50]； 所述第二特定范圍的閾值為[200，250]。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的零件檢測(cè)方法，進(jìn)一步包括: 利用所述工作臺(tái)的光照模型，以下列方式來校正所獲取的所述零件的圖像:
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的零件檢測(cè)方法，其中，根據(jù)所獲取的圖像以及所述形狀模型來確定所述零件的形狀包括: 利用邊緣檢測(cè)算子來進(jìn)行邊緣檢測(cè)以得到邊緣點(diǎn)； 根據(jù)所述圖像獲取設(shè)備與工作臺(tái)的相對(duì)位置關(guān)系，獲取所述邊緣點(diǎn)在所述工作臺(tái)坐標(biāo)系中的空間位置向量；以及 根據(jù)所述零件的形狀模型，對(duì)所述邊緣點(diǎn)在所述工作臺(tái)坐標(biāo)系中的空間位置向量進(jìn)行微調(diào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6述的零件檢測(cè)方法，其中，所述邊緣點(diǎn)的精度為像素級(jí)別或亞像素級(jí)別。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的零件檢測(cè)方法，其中，獲取所述邊緣點(diǎn)在所述工作臺(tái)坐標(biāo)系中的空間位置向量包括: 確定所述零件的零件圖像坐標(biāo)系，其中所述零件圖像坐標(biāo)系以所述零件的圖像的目標(biāo)表面的左上角為坐標(biāo)原點(diǎn)，X軸和Y軸分別平行于所述工作臺(tái)坐標(biāo)系的X軸和Y軸，表示為(U V)；
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零件檢測(cè)方法，其中，所述零件的形狀模型包括: 所述零件的厚度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的零件檢測(cè)方法，其中，所述零件的形狀模型進(jìn)一步包括: 所述零件的切割工藝和/或材質(zhì)。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的零件檢測(cè)方法，其中，對(duì)所述邊緣點(diǎn)在所述工作臺(tái)坐標(biāo)系中的空間位置向量進(jìn)行微調(diào)包括: 根據(jù)每個(gè)邊緣點(diǎn)在所述圖像中的位置和邊緣的梯度方向，確定每個(gè)所述邊緣點(diǎn)邊緣處于所述零件的上邊緣還是下邊緣； 根據(jù)所述零件的形狀模型，確定處于所述零件的上邊緣的邊緣點(diǎn)在所述工作臺(tái)坐標(biāo)系中的垂直投影的坐標(biāo)；以及 根據(jù)零件的材料確定切口的反光程度，以對(duì)邊緣點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的零件檢測(cè)方法，其中，通過以下方式來確定每個(gè)所述邊緣點(diǎn)邊緣處于所述零件的上邊緣還是下邊緣: xXdx+yXdy ^ O 邊緣點(diǎn)處于上邊緣 xXdx+yXdy<0 邊緣點(diǎn)處于下邊緣 其中，(x,y)為圖像中一個(gè)邊緣點(diǎn)的坐標(biāo)，(dx,dy)為所述邊緣點(diǎn)梯度在x方向和y方向上的偏移量。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的零件檢測(cè)方法，其中，通過以下方式來對(duì)所述邊緣點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整:
14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的零件檢測(cè)方法，其中，將所確定的形狀與預(yù)先存儲(chǔ)的所述零件的電子圖紙進(jìn)行比較包括: 將所確定的形狀的重心與所述電子圖紙的重心重疊； 以重疊的重心為圓心調(diào)整所確定的形狀與所述電子圖紙之間的角度，直到所有所述邊緣點(diǎn)到所述電子圖紙中最鄰近的線條的距離之和最小為止； 根據(jù)所述電子圖紙中每個(gè)線段的參數(shù)來擬合所述邊緣點(diǎn)以形成所述零件的輪廓；以及 將所述零件的輪廓與所述電子圖紙進(jìn)行比較，以確定所述輪廓是否符合要求。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的零件檢測(cè)方法，其中，將所述零件的輪廓與所述電子圖紙進(jìn)行比較以確定所述輪廓是否符合要求包括: 將所述輪廓中的線段與所述電子圖紙的線段進(jìn)行比較，以確定所述輪廓的線段是否符合要求；和/或 將所述輪廓中線段之間的相對(duì)關(guān)系與所述電子圖紙中線段的相對(duì)關(guān)系進(jìn)行比較，以確定所述輪廓的邊緣是否符合要求。
【文檔編號(hào)】G01B11/00GK103759638SQ201410011469
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】李向輝, 其他發(fā)明人請(qǐng)求不公開姓名 申請(qǐng)人:北京力信聯(lián)合科技有限公司