專利名稱：發(fā)動機缸體結(jié)合面孔組在線檢測視覺定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機缸體結(jié)合面孔組在線檢測，尤其涉及發(fā)動機缸體結(jié)合面孔組在線檢測視覺定位方法。
背景技術(shù)：
發(fā)動機缸體是發(fā)動機中絕大多數(shù)零件的定位零件。發(fā)動機缸體結(jié)合面孔組尺寸和位置十分重要，直接關(guān)系到發(fā)動機的整體耦合效應(yīng)，對產(chǎn)品的最終質(zhì)量起到至關(guān)重要的作用，需要對其進行測量。發(fā)動機缸體結(jié)合面孔組主要分為兩類氣缸孔、定位孔和聯(lián)接孔。 采用定位銷孔完成發(fā)動機缸體加工是加工機床主要的定位基準之一，氣缸孔和連接孔是在此工藝基準下進行加工的，因此發(fā)動機氣缸孔和連接孔的位置度測量都是相對定位孔的位置進行的，所以發(fā)動機氣缸孔和連接孔的位置度測量精度很大程度上取決于定位孔的定位精度，定位孔的定位精度對于發(fā)動機結(jié)合面孔組的測量起著至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)上發(fā)動機缸體的加工大多米用一面兩銷定位，即利用發(fā)動機缸體底面的兩個銷孔作為定位基準，完成發(fā)動機缸體的全部粗、精加工工序。但在實際測量過程中，使用傳統(tǒng)一面兩銷定位技術(shù)存在以下缺點1、由于發(fā)動機缸體定位銷孔在加工過程中，很難保證定位銷孔之間的距離加工成相同的尺寸，因此無法實現(xiàn)定位基準與測量基準統(tǒng)一，導(dǎo)致測量基準存在誤差。2、由于發(fā)動機缸體體積較大、重量較重、生產(chǎn)批量較大使用一面兩銷定位方法存在發(fā)動機缸體在檢測時裝載不方便，同時容易造成檢測設(shè)備上的定位銷損壞，從而影響發(fā)動機缸體整體測量精度。傳統(tǒng)的定位銷已經(jīng)很難滿足發(fā)動機缸體檢測線上的自動、 快速、高精度的定位要求。隨著計算機應(yīng)用技術(shù)和CCD成像技術(shù)的發(fā)展，基于圖像處理的視覺定位得到了越來越廣泛的應(yīng)用。視覺定位具有非接觸，實時性，柔性好等優(yōu)點，大大提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動化程度。這就需要將視覺定位技術(shù)發(fā)展的最新成果應(yīng)用于發(fā)動機缸體在線檢測定位系統(tǒng)當(dāng)中，研究基于發(fā)動機缸體定位雙銷孔的視覺圖像定位技術(shù)，實現(xiàn)發(fā)動機缸體在線檢測過程中的快速、精確定位。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種發(fā)動機缸體結(jié)合面孔組在線檢測視覺定位方法，滿足發(fā)動機缸體檢測線上的自動、快速、高精度的定位要求，為達到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，發(fā)動機缸體結(jié)合面孔組在線檢測視覺定位方法，借助于雙面陣CCD定位相機、圖像采集卡、標定靶標、光學(xué)反射鏡、反射鏡調(diào)整裝置、LED照明系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理計算機實現(xiàn)，包括如下步驟將發(fā)動機缸體完成粗定位后，采用高亮度LED照明裝置對發(fā)動機缸體定位孔進行照明，通過面陣CCD相機配合光學(xué)反射鏡獲取發(fā)動機缸體兩個定位銷孔的圖像信息，使用圖像采集卡與計算機完成標定靶標特征孔、被測發(fā)動機缸體定位銷孔圖像信息的采集；利用圖像處理技術(shù)提取定位銷孔中心位置，以此建立每個被測缸體的測量基準。所述方法進一步細化為
將帶有標準特征孔的銅制圓柱體嵌入標準發(fā)動機缸體定位銷孔內(nèi)作為標定靶標， 然后通過三坐標測量銅質(zhì)金屬上特征孔在靶標坐標系下的位置。建立標定靶標坐標系Ow-XwYwZw 以標定靶標左側(cè)定位孔中心為坐標原點，以標定靶標底面兩定位孔中心連線為X軸，以垂直于靶標底面的直線為Z軸建立右手坐標系，實現(xiàn)靶標基準坐標系Ow-XwYwZw的自動建立，將靶標坐標系視為世界坐標系；建立被測缸體坐標系Ob-XbYbZb 以通過被測發(fā)動機左側(cè)定位孔中心且垂直發(fā)動機底面的直線為Z軸建立右手坐標系，實現(xiàn)測量坐標系Ob-XbYbZb的自動建立；建立定位相機I圖像坐標系OrU1V1,定位相機2圖像坐標系O2-U2V2 ；通過標定靶標確定靶標坐標系與定位相機I、定位相機2圖像坐標系之間的空間坐標轉(zhuǎn)換關(guān)系
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機缸體結(jié)合面孔組在線檢測視覺定位方法，其特征是，借助于雙面陣CCD 定位相機、圖像采集卡、標定靶標、光學(xué)反射鏡、反射鏡調(diào)整裝置、LED照明系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理計算機實現(xiàn)，包括如下步驟將發(fā)動機缸體完成粗定位后，采用高亮度LED照明裝置對發(fā)動機缸體定位孔進行照明，通過面陣CCD相機配合光學(xué)反射鏡獲取發(fā)動機缸體兩個定位銷孔的圖像信息，使用圖像采集卡與計算機完成標定靶標特征孔、被測發(fā)動機缸體定位銷孔圖像信息的采集；利用圖像處理技術(shù)提取定位銷孔中心位置，以此建立每個被測缸體的測量基準。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征是，所述方法進一步細化為將帶有標準特征孔的銅制圓柱體嵌入標準發(fā)動機缸體定位銷孔內(nèi)作為標定靶標，然后通過三坐標測量銅質(zhì)金屬上特征孔在靶標坐標系下的位置。建立標定靶標坐標系Ow-XwYwZw :以標定靶標左側(cè)定位孔中心為坐標原點，以標定靶標底面兩定位孔中心連線為X軸，以垂直于靶標底面的直線為Z軸建立右手坐標系，實現(xiàn)靶標基準坐標系Ow-XwYwZw的自動建立，將靶標坐標系視為世界坐標系；建立被測缸體坐標系Ob-XbYbZb:以通過被測發(fā)動機左側(cè)定位孔中心且垂直發(fā)動機底面的直線為Z軸建立右手坐標系，實現(xiàn)測量坐標系Ob-XbYbZb的自動建立；建立定位相機I圖像坐標系O1-U1V1，定位相機2圖像坐標系O2-U2V2 ；通過標定靶標確定靶標坐標系與定位相機I、定位相機2圖像坐標系之間的空間坐標轉(zhuǎn)換關(guān)系
全文摘要
本發(fā)明涉及發(fā)動機缸體結(jié)合面孔組在線檢測。為滿足發(fā)動機缸體檢測線上的自動、快速、高精度的定位要求，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，發(fā)動機缸體結(jié)合面孔組在線檢測視覺定位方法，借助于雙面陣CCD定位相機、圖像采集卡、標定靶標、光學(xué)反射鏡、反射鏡調(diào)整裝置、LED照明系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理計算機實現(xiàn)，包括如下步驟將發(fā)動機缸體完成粗定位后，采用高亮度LED照明裝置對發(fā)動機缸體定位孔進行照明，通過面陣CCD相機配合光學(xué)反射鏡獲取發(fā)動機缸體兩個定位銷孔的圖像信息，使用圖像采集卡與計算機完成標定靶標特征孔、被測發(fā)動機缸體定位銷孔圖像信息的采集；利用圖像處理技術(shù)提取定位銷孔中心位置。本發(fā)明主要應(yīng)用于發(fā)動機缸體在線檢測。
文檔編號G01B11/00GK102589424SQ20121000655
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月10日
發(fā)明者孫長庫, 段紅旭, 王寶光, 王鵬, 石永強 申請人:天津大學(xué)