非接触式在线检测活塞销外径的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种非接触式在线检测活塞销外径的装置。在导轨上依次装有光源、透镜、光阑、透镜、Ｖ形槽、物镜和面阵ＣＣＤ，并位于同一光轴上，Ｖ形槽中装有被测的活塞销，面阵ＣＣＤ通过数据采集卡与计算机相连接。利用柯拉照明为被测活塞销提供均匀的平行光，使得被测工件上边轮廓在面阵ＣＣＤ传感器上成像，通过图像处理及标定由活塞销部分成像即可得出活塞销的外径，克服了ＣＣＤ面积大小对被测活塞销尺寸的限制，同时在图像处理中采用了亚像素的处理方法，解决了ＣＣＤ分辨力对测量精度影响的问题。本发明专利技术操作快捷，大大的提高了检测的效率，利用亚像素图像处理的技术大大的提高了检测精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种长度测量装置，尤其是涉及一种非接触式在线检测活塞销 外径的装置。技术背景活塞销是汽车、摩托车发动机中最关键的零部件之一，我国是全球范围内 活塞销的生产基地。随着汽车行业竞争己经进入白热化阶段，对发动机性能及 质量要求越来越高。活塞销的外径尺寸及精度是影响发动机性能的决定性因素 之一，为了进一步保证发动机的性能，在生产活塞销中必须对活塞销进行严格 的全检。由于活塞销生产批量大、易磨损、售价低，国内部分企业利用接触式在线 检测的装置但是检测效率比较低，国外的活塞销在线检测装置检测效率、精度 高，但是设备价格昂贵，导致我国的活塞销生产企业绝大多数采用人工利用扭 簧仪对活塞销进行抽样检测的方式，这样虽然可以省去购买国外活塞销在线检 测设备的开销，但检测效率很低、产品检测质量得不到保证，在国际市场上处于低端竞争的危险境地。特别是近年来外商普遍提出100%检测的要求，这样就迫使很多企业急需增加检测效率高且价格实惠的在线检测设备。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种非接触式在线检测活塞销外径的装置，以便保证 活塞销的精度，提高发动机的性能。本专利技术采用的技术方案是在导轨上依次装有光源、透镜、光阑、透镜、V形槽、物镜和面阵CCD， 并位于同一光轴上，V形槽中装有被测的活塞销，面阵CCD通过数据采集卡与 计算机相连接。所述的被测活塞销必须高出V形槽。本专利技术具有的有益效果是此方法是采用光学原理对活塞销外径进行非接触测量，被测活塞销放在V 形块上，利用柯拉照明为被测活塞销提供均匀的平行光，使得被测工件上边轮 廓在面阵CCD传感器上成像，通过图像处理及标定由活塞销部分成像即可得出活塞销的外径，克服了CCD面积大小对被测活塞销尺寸的限制，同时在图像处理中采用了亚像素的处理方法，解决了 CCD分辨力对测量精度影响的问题。本检测装置利用CCD对活塞销进行在线非接触测量，操作快捷，大大的提 高了检测的效率，利用亚像素图像处理的技术大大的提高了检测精度。 附图说明图1是非接触式在线检测活塞销外径装置的结构示意图。 图2是定位装置图。图中1、光源，2、透镜，3、光阑，4、透镜，5、 V形槽，6、活塞销， 7、物镜，8、面阵CCD， 9、导轨，10、计算机。具体实施方式本专利技术的非接触式在线检测活塞销外径的装置是利用现代光学技术、数码 技术、图象处理技术等对活塞销的外径进行在线测量，采用了柯拉照明，远心 成像的工作原理，CCD采集图象数据输入计算机，并通过软件编程对图象进行 亚像素处理，最终获得被测工件的外径尺寸，实现了对活塞销外径尺寸的测量。如图1所示，在导轨9上依次装有光源1、透镜2、光闹3、透镜4、 V形 槽5、物镜7和面阵CCD8，并位于同一光轴上，V形槽5中装有被测的活塞销 6，面阵CCD8通过数据采集卡与计算机10相连接。所述的被测活塞销6必须高出V形槽5，被测活塞销高出的部分成像于 CCD，通过提取活塞销所成像的边缘图像计算出该活塞销的外径尺寸。所测工件活塞销是空心圆柱，主要参数是外径尺寸。照明系统由光源1发 出的光先经前置透镜2成像于可变光阑3上，物镜4将此位于可变光阑3上的 光源像成像于物面上并能够使得像具有一定的放大倍数，可变光阑3位于物镜4 的焦点上，使得物面获得均匀的平行光；成像系统是由两个透镜组成的具有3 倍或者5倍放大作用的物镜，它使得被测工件的像经过放大后成像于CCD光敏 面上；定位装置是一个角度与活塞销直径尺寸相匹配的V形槽5，生产线上生 产的活塞销通过传送带传送到测量装置的V形槽上进行检测，检测时间与活塞 销的传送频率一致，通过传送带传送下一个待检测的活塞销将已检测的活塞销 推入到存放处，达到自动检测的目的；面阵CCD的分辨力对测量精度的影响很 大，考虑到经济因素，选择的是像元尺寸为6.50umX6.25um，结合软件处理能 够满足活塞销检测的要求。该检测装置放于活塞销生产线上，为了避免生产环 境对测量装置光学元件的影响，设置了一个整壳对该装置进行包装最后只留下 一个供活塞销进入定位装置的出入口，生产线上的活塞销到达定位装置后，CCD传感器快速采集该工件的图像，然后通过采集卡送入计算机，接着对其图像进 行处理得到被测活塞销的外径尺寸。 活塞销外径尺寸的具体测量方法对于图象，它的单位是象素。因此在测量实际活塞销直径前在整个测量系统 固定后应选择一个标准的活塞销(可以排除一些工件形状带来的测量误差)进 行标定，将标定后的直径为D的目标物置于所设置的测量系统中，测得图象中 两条边缘之间的像素数为N，则系统每个像素的标定值为5 = 0/7^测量活塞销外径通过V形槽进行定位测量，见附图2。先以标准件的轴径/)# 对零位，测量活塞销轴径/>#』与D@以及V形槽半角之间的关系为<formula>formula see original document page 5</formula>其中A^ TVS, 7V为被测活塞销与标准件活塞销图像边缘相差的像素数最终经过图像处理后可得<formula>formula see original document page 5</formula>权利要求1、一种非接触式在线检测活塞销外径的装置，其特征在于在导轨(9)上依次装有光源(1)、透镜(2)、光阑(3)、透镜(4)、V形槽(5)、物镜(7)和面阵CCD(8)，并位于同一光轴上，V形槽(5)中装有被测的活塞销(6)，面阵CCD(8)通过数据采集卡与计算机(10)相连接。2、 根据权利要求1所述的一种非接触式在线检测活塞销外径的装置，其特 征在于所述的被测活塞销(6)必须高出V形槽(5)。全文摘要本专利技术公开了一种非接触式在线检测活塞销外径的装置。在导轨上依次装有光源、透镜、光阑、透镜、V形槽、物镜和面阵CCD，并位于同一光轴上，V形槽中装有被测的活塞销，面阵CCD通过数据采集卡与计算机相连接。利用柯拉照明为被测活塞销提供均匀的平行光，使得被测工件上边轮廓在面阵CCD传感器上成像，通过图像处理及标定由活塞销部分成像即可得出活塞销的外径，克服了CCD面积大小对被测活塞销尺寸的限制，同时在图像处理中采用了亚像素的处理方法，解决了CCD分辨力对测量精度影响的问题。本专利技术操作快捷，大大的提高了检测的效率，利用亚像素图像处理的技术大大的提高了检测精度。文档编号G01B11/08GK101216293SQ20071016484公开日2008年7月9日 申请日期2007年12月27日 优先权日2007年12月27日专利技术者武 周, 孙明磊, 颖 曲, 朱义梅, 李东升, 李硕芊, 范伟军, 军 赵, 果 陈 申请人:中国计量学院 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非接触式在线检测活塞销外径的装置，其特征在于：在导轨（９）上依次装有光源（１）、透镜（２）、光阑（３）、透镜（４）、Ｖ形槽（５）、物镜（７）和面阵ＣＣＤ（８），并位于同一光轴上，Ｖ形槽（５）中装有被测的活塞销（６），面阵ＣＣＤ（８）通过数据采集卡与计算机（１０）相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李东升，赵军，范伟军，朱义梅，陈果，周武，孙明磊，李硕芊，曲颖，
申请(专利权)人：中国计量学院，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]