平面物体二维尺寸检测系统设计+CAD图纸(2)
11.3 课题的基本内容、重点和难点
1.3.1 课题的基本内容
课题的任务是利用基于视觉技术的自动光学检测方法对具有复杂结构的平面物体进行二文形状的检测分析。要求对自动光学检测方法和技术应用的研究现状进行分析研究，确定系统总体方案，进行检测系统和机械结构系统的分析设计并绘制出结构图。
原始条件及数据：
尺寸范围：200×100mm
测量分辨率：1µm
检测速度：5min/件
1.3.2课题的重点
1. 确定传感器的位置，以便能够充分利用，进行有效检测过程；
2. 机械结构的设计，实现连续，快速的检测；
3. 驱动控制系统的设计，对进料信号、到位信号、检测结果信号做出快速的响应；准确并高精度的移动，对零件进行自动连续的检测。
1.3.3课题的难点
1. 驱动方式的选取，以保证移动时的最高检测精度达到1um和检测速度的控制；
2. 图像传感器和镜头的选取，保证图像成像清晰，在计算机中准确计算图像尺寸;
2 检测系统总体方案设计
视觉检测系统的主要组成：照明光源、图像传感器、机械传动、图像采集与预处理、图像处理与图像识别等。而本课题所设计的检测装置的主要组成部分有：照明光源、图像传感器、机械传动。
2.1 检测系统的机械结构设计
工业生产制造中，均采用流水线形式批量生产产品。该系统是将加工好的零件进行尺寸的检测，同样为了提高产品质量和检测效率，以流水线式的检测。通过采用输送带进行零件的传送检测。所设计的装置结构类似于三坐标测量仪。X向作为横梁部分，Y向利用导轨进行移动，摄像机装在横梁上，且可以上下微调。通过输送带将工件传送到指定位置（可利用光电开关启停），停机待检，待图像传感器逐行扫过零件的整个面积，检测完毕后再移动，送入下一个进行检测。设计X，Y在同一高度平面上移动，更为轻便。其中，X,Y方向的移动是为了将零件分区域读取其图像信息。由于传感器的分辨率具有固定的规格，若对整块图像进行拍摄读取，分辨率会降低，精度不高。而进行分区域拍摄，可以提高图像质量和精度，以满足课题所要求的高分辨率。而Z方向的移动是微调，用于调焦，使图像更加清晰同时还可以测量不同厚度的零件，使检测装置的检测应用范围更广。系统的机械结构简图如图2.1所示。
图2.1 检测系统机械结构
2.2 驱动控制系统设计
根据该检测系统的测量需要，对平面物体进行尺寸检测，要获取整个零件的清晰图像，通过驱动摄像机的x，y，z坐标平台移动，以实现对工件图像的边缘对准和跟踪。
主要的驱动方式有气压传动，液压传动和电机驱动。气动式：空气来源方便、动作迅速、结构简单、造价低、无污染，但是空气具有可压缩性，导致工作速度稳定性较差，且普通气缸只能在两点间进行运动循环，因而不满足本设计的精度要求和工作要求。液压式：液压压力比气压压力高的多，传动平稳、动作灵敏，但对密封要求较高，且污染设备和环境，不宜在高温或低温环境下工作，对于检测装置而言，不需要很大的驱动力，且对检测环境有一定的要求，所以液压驱动并不适合；电动式：目前运用最多，电动机品种众多，因而可提供多种选择，同时可以运用多种灵活的控制方式。这些驱动单元或是直接驱动操作机，或是通过诸多谐波减速器的装置来减速后驱动，结构十分紧凑、简单。[9]综上，该检测系统用于测量外观尺寸，驱动摄像头移动不需要很大的力，又因为测量精度要求高，且X,Y,Z方向的直线位移精度要求高。故采用电机驱动的方式。
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