梯形牙嵌式离合器齿部尺寸的检测装置与方法

摘要

本发明公开了一种梯形牙嵌式离合器齿部尺寸的检测装置与方法。待检测梯形牙嵌式离合器放在水平旋转台上；步进电机通过联轴器与精密定位平台的滚珠丝杆相连；步进电机与电机驱动器相连；编码器和电机驱动器与PLC相连；红色线阵激光光源安装在固定支架上；相机垂直向下拍摄，相机镜头前端装有红色滤光片；相机通过图像采集卡与计算机相连；PLC与计算机相连。本发明采用线阵激光光源作为光源，对照射在梯形牙嵌式离合器齿部上形成的图像，运用机器视觉的方法对图像进行处理，得到梯形牙嵌式离合器齿部尺寸，解决梯形牙嵌式离合器生产过程中的检测周期慢，精度低的问题。

主权项

一种梯形牙嵌式离合器齿部尺寸的检测方法，该装置包括精密定位平台(1)、载物台(2)、第一个电机驱动器(3)、PLC(4)、步进电机(5)、编码器(6)、计算机(7)、液晶显示屏(8)、红色线阵激光光源(9)、图像采集卡(10)、CCD相机(11)、红色滤光片(12)、水平旋转台(13)、红色线阵激光光源电源适配器(14)、支架(15)和第二个电机驱动器(16)；步进电机(5)与精密定位平台(1)的丝杆连接，步进电机(5)与第一个电机驱动器(3)相连，编码器(6)与步进电机(5)相连；在精密定位平台(1)的载物台(2)上装有水平旋转台(13)；水平旋转台(13)上放齿部朝上的梯形牙嵌式离合器；支架(15)上安装有红色线阵激光光源(9)；红色线阵激光光源(9)与红色线阵激光光源电源适配器(14)相连；红色滤光片(12)安装在CCD相机(11)镜头前；红色线阵激光光源(9)发出的激光线照射在待检测的梯形牙嵌式离合器齿部上端面，在上端面上形成一道光带条纹，在待检测梯形牙嵌式离合器齿部上所成的图像位于CCD相机(11)的拍摄视野内，CCD相机(11)与图像采集卡(10)相连，图像采集卡(10)与计算机(7)相连；第一个电机驱动器(3)分别与编码器(6)和PLC(4)相连；第二个电机驱动器(16)分别与水平旋转台(13)和PLC(4)相连；液晶显示屏(8)和计算机(7)相连；PLC(4)和计算机(7)相连；其特征在于，该装置的检测方法的步骤如下：1)CCD相机(11)垂直向下照射在待检测的梯形牙嵌式离合器齿部，调整红色线阵激光光源(9)使其照射在待检测的梯形牙嵌式离合器齿部两齿之间，并且在CCD相机(11)的拍摄视野内，测得红色线阵激光光源(9)照射角度与CCD相机(11)之间的夹角β，欲求的梯形牙嵌式离合器齿部角度为α，齿顶宽为S₁，齿根宽为S₂，齿根高为S₃，并设定图像的角度阈值为T₁，齿顶宽阈值为T₂，齿根宽阈值T₃，齿根高阈值T₄，标准的梯形牙嵌式离合器齿部角度为Φ，标准的齿顶宽大小为R₁，标准的齿根宽大小为R₂，标准的齿根高大小为R₃；2)对CCD相机(11)进行标定；3)水平旋转台(13)开始匀速旋转，读取在线采集到的图像，将图像中红色线阵激光光源(9)经过梯形牙嵌式离合器齿部两个齿之间所形成的折线区域选定为ROI区域，将ROI区域中的图像作为源图像Q₁；4)以红色线阵激光光源(9)发出的激光线经过梯形牙嵌式离合器齿部两个齿之间所形成的折线交点依次为A、B两点，经过梯形牙嵌式离合器齿部两个齿齿顶的交点依次为C、H两点，红色线阵激光光源(9)照射角度与CCD相机(11)之间的夹角β，通过图像处理得到梯形牙嵌式离合器齿部角度α，并于标准的梯形牙嵌式离合器齿部角度Φ比较，若计算所得阈值小于阈值T₁，则进入步骤5)；若计算所得阈值大于阈值T₁，则进入步骤9)；5)计算齿根宽S₂和齿根高S₃，并与标准的齿根宽大小R₂和标准的齿根高大小R₃比较，若计算所得阈值小于阈值T₃和T₄，则进入步骤6)；否则，则进入步骤9)；6)水平旋转台(13)匀速旋转至红色线阵激光光源(9)发出的激光线照射在梯形牙嵌式离合器齿部齿上，将ROI区域更改为图像中红色线阵激光光源(9)经过梯形牙嵌式离合器齿部齿上所形成的直线区域，将ROI区域中的图像作为源图像Q₂，计算齿顶宽S₁，并与标准的齿顶宽大小R₁比较，若计算所得阈值小于阈值T₂，则进入步骤7)；若计算所得阈值大于阈值T₂，则进入步骤9)；7)水平旋转台是否旋转一圈，若旋转一圈则进入步骤8)，若未旋转一圈则进入步骤2)；8)产品合格；9)产品不合格，给出报警信号。