影像式工作鋼卷尺全自動標(biāo)準(zhǔn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及基于機(jī)器視覺技術(shù)的全自動測長裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于機(jī)器視覺技術(shù)的影像式工作鋼卷尺全自動標(biāo)準(zhǔn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼卷尺是普通的長度測量量具，其準(zhǔn)確度直接影響到測量精度。
[0003]目前，計量檢定機(jī)構(gòu)對鋼卷尺周期檢定、企業(yè)質(zhì)量檢驗部門對產(chǎn)品出廠檢驗按照《JJG4-1999鋼卷尺》檢定規(guī)程和相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，通常采用的鋼卷尺檢定裝置由長檢臺(一般長為5m)、分度值為0.0lmm的讀數(shù)顯微鏡與標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺組成。在長檢臺的一邊放置標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺，另一邊放置被檢鋼卷尺，兩個鋼卷尺零位對齊，然后手工移動讀數(shù)顯微鏡，在每米處對標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺和被檢鋼卷尺進(jìn)行比較測量，并人工記錄數(shù)據(jù)，計算示值誤差，進(jìn)行相對比較檢定鋼卷尺的示值誤差。勞動強度相當(dāng)大、操作極不方便、檢定效率低下、容易因人為讀數(shù)誤差造成測量準(zhǔn)確度不高，更無法進(jìn)行數(shù)據(jù)的自動存儲，對后續(xù)證書、檢驗報告出具也帶來許多不便。
[0004]我國目前的幾何量控制意識已接近歐美國家水平，上個世紀(jì)，我國已制定了鋼卷尺檢定規(guī)程和相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，GB/T19022標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定測量設(shè)備必須受控，必須進(jìn)行計量確認(rèn)。根據(jù)計量確認(rèn)的定義，計量確認(rèn)的第一步就是計量校準(zhǔn)。為了保證工作鋼卷尺的測量精度，必須保證工作鋼卷尺標(biāo)準(zhǔn)裝置的檢測靈敏度、分辨率和可靠性。但是我國現(xiàn)有對工作鋼卷尺的測量方法與裝置基本采用人工零位對齊、人工比對、人工記錄數(shù)據(jù)，測量精度以及準(zhǔn)確度等級受到人為因素的影響，精度不能得到保證。在測量、計算等環(huán)節(jié)都需要人工參與，從而導(dǎo)致效率較低。
[0005]因此需要研制出影像式工作鋼卷尺全自動標(biāo)準(zhǔn)裝置以解決以上實際工作中遇到的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種影像式工作鋼卷尺全自動標(biāo)準(zhǔn)裝置，結(jié)構(gòu)巧妙，使用方便。
[0007]為了實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型提供以下技術(shù)方案:一種影像式工作鋼卷尺全自動標(biāo)準(zhǔn)裝置，包括大理石平臺，在大理石平臺上設(shè)有繞尺帶機(jī)構(gòu)、尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)、尺帶壓緊機(jī)構(gòu)、自動調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)、尺帶壓平機(jī)構(gòu)、半米尺限位機(jī)構(gòu)、尺帶限位機(jī)構(gòu)、尺盒固定裝置、測力機(jī)構(gòu)、尺帶限制機(jī)構(gòu)和零位夾具固定模塊；繞尺帶和尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)固定在大理石平臺的左端上；尺帶壓緊機(jī)構(gòu)固定在大理石平臺上的左側(cè)；自動調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)和半米尺限位機(jī)構(gòu)固定在大理石平臺上；尺帶限位機(jī)構(gòu)設(shè)在自動調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)的正下方并固定在大理石平臺上；尺盒固定裝置、測力機(jī)構(gòu)和尺帶限制機(jī)構(gòu)固定在大理石平臺的右側(cè)端面；零位夾具固定模塊固定在大理石平臺左側(cè)的自動調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)的正下方的大理石平臺上。
[0008]進(jìn)一步地，還包括尺架固定調(diào)節(jié)裝置和收取機(jī)構(gòu)，尺架固定調(diào)節(jié)裝置和收取機(jī)構(gòu)該固定在大理石平臺的右端上，位于尺盒固定裝置、測力機(jī)構(gòu)和尺帶限制機(jī)構(gòu)的左側(cè)。
[0009]進(jìn)一步地，自動調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)設(shè)有8個，分別設(shè)在原點處、10mm處、500mm處、I米處、2米處、3米處、4米處、5米處。
[0010]進(jìn)一步地，該尺帶限位機(jī)構(gòu)設(shè)有6個，分別設(shè)置在500mm處、I米處、2米處、3米處、4米處、5米處的自動調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)的正下方。
[0011]進(jìn)一步地，還包括有控制盒，該控制盒固定在大理石平臺的左側(cè)下方。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點:能完成大于5m測量尺的分段測量定位，保證送帶的準(zhǔn)確度，從而保證系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型影像式工作鋼卷尺全自動標(biāo)準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為繞尺帶和尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為圖2的俯視圖；
[0016]圖4為繞尺帶和尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖5為圖4的左視圖；
[0018]圖6為自動調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖7為圖6中A-A向剖視圖；
[0020]圖8為尺帶壓平機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖9為圖8中A-A向剖視圖；
[0022]圖10半米尺限位機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖11為圖10中A-A向剖視圖；
[0024]圖12為尺帶限位機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖13為圖12中A-A向剖視圖；
[0026]圖14為尺架固定調(diào)節(jié)裝置和收取機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖15為圖14的左視圖；
[0028]圖16為尺盒固定裝置、測力和尺帶限制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖17為圖16的左視圖；
[0030]圖18為零位夾具固定模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖19為圖18中A-A向剖視圖；
[0032]圖20為圖18中B-B向剖視圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應(yīng)對本實用新型的保護(hù)范圍有任何的限制作用。
[0034]如圖1所示的一種影像式工作鋼卷尺全自動標(biāo)準(zhǔn)裝置，包括大理石平臺18，在大理石平臺18上設(shè)有繞尺帶1、尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)2、尺帶壓緊機(jī)構(gòu)3、自動調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)5、尺帶壓平機(jī)構(gòu)8、半米尺限位機(jī)構(gòu)9、尺帶限位機(jī)構(gòu)10、尺盒固定裝置14、測力機(jī)構(gòu)15、尺帶限制機(jī)構(gòu)17和零位夾具固定模塊；繞尺帶I和尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)2固定在大理石平臺18的左端上；尺帶壓緊機(jī)構(gòu)3固定在大理石平臺上的左側(cè)；自動調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)設(shè)有8個，分別設(shè)在原點處5、100_處6、500_處7、I米處、2米處、3米處、4米處、5米處；所有自動調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)和半米尺限位機(jī)構(gòu)9固定在大理石平臺18上；尺帶限位機(jī)構(gòu)10設(shè)有6個，分別設(shè)置在500mm處、I米處、2米處、3米處、4米處、5米處的自動調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)的正下方，并固定在大理石平臺上；尺盒固定裝置14、測力機(jī)構(gòu)15和尺帶限制機(jī)構(gòu)17固定在大理石平臺18的右側(cè)端面；零位夾具固定模塊固定在大理石平臺18左側(cè)的自動調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)5的正下方的大理石平臺18上。
[0035]本裝置還包括尺架固定調(diào)節(jié)裝置12和收取機(jī)構(gòu)13，尺架固定調(diào)節(jié)裝置12和收取機(jī)構(gòu)13該固定在大理石平臺18的右端上，位于尺盒固定裝置14、測力機(jī)構(gòu)15和尺帶限制機(jī)構(gòu)17的左側(cè)。
[0036]本裝置還包括有控制盒20，該控制盒20固定在大理石平臺18的左側(cè)下方。
[0037]大理石平臺18為整機(jī)工作的測量平臺(外形為5260*580*400)，同時在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，也是最主要結(jié)構(gòu)件，其他所有結(jié)構(gòu)件都以大理石平臺作為安裝固定的基礎(chǔ)。在大理石平臺18的底部分別均勻分布安裝16個地腳19來來支撐大理石平臺18。
[0038]本裝置還包括有反射鏡4、激光標(biāo)準(zhǔn)模塊21和光源22，三者均固定在大理石平臺18上。
[0039]本裝置的工作原理:將鋼卷尺尺端固定在儀器的初始零位裝置，同時此零位在攝像機(jī)的視場之內(nèi)。鋼卷尺尺盒固定在右側(cè)的安裝夾具內(nèi)，鋼卷尺尺帶通過壓平裝置貼在檢定臺面上，由自動壓平裝置將尺帶壓平，然后人工手動通過CCD進(jìn)行零位識別(確定鋼卷尺首端零位)，其余各攝像點分別將各自圖像采集后將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像，并輸入計算機(jī)進(jìn)行數(shù)字圖像處理，通過圖像識別尋找線紋邊界點，計算攝像機(jī)的中心和被檢線紋中心坐標(biāo)，再通校準(zhǔn)后的精確定位距離加上或減去圖像識別精算出CCD中心到被檢線紋中心的距離，得出固定點被檢線紋處的實際測量值，進(jìn)而比較確定被檢線紋的示值誤差。
[0040]當(dāng)被檢鋼卷尺長度大于工作臺長度5米時，通過首次測完5米后，5米處的線紋示值誤差已確定，再通過自動送尺帶機(jī)構(gòu)送完一段尺帶后，由檢定員將鋼卷尺首端固定在收尺帶裝置上，再由送尺帶裝置將5米處的被檢線紋移送至CCD的原點處，再次將5米的被檢線紋的中心轉(zhuǎn)換為測第二次測量的零位，最后由其他固定點的CCD再次分析計算第6米、第7米、第8米、第9米、第10米的被檢線紋的示值誤差。對于所有大于5米的鋼卷尺都利用首尾相接的分段法檢定。
[0041]當(dāng)被檢鋼卷尺的長度小于5米而標(biāo)稱長度為0.5的整數(shù)倍時，檢定員只需將鋼卷尺固定在檢定臺面上的相應(yīng)固定點，再由人工選取鋼卷尺零位，按照大于5米的鋼卷尺測量方法即可實現(xiàn)自動檢定。
[0042]如圖2和3所示的繞尺帶和尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)，通過螺釘固定在大理石平臺的左側(cè)端面，在整機(jī)系統(tǒng)中主要由繞尺帶機(jī)構(gòu)I和尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)2兩部分組成，其中繞尺帶機(jī)構(gòu)I主要功能是將尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)2送來的鋼卷尺帶纏繞在一個圓形夾具中固定和保護(hù)。尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)2主要功能是由伺服電機(jī)205和摩擦輪202將鋼卷尺帶進(jìn)行分段傳送至繞尺帶機(jī)構(gòu)1，兩部分之間通同步帶107和同步帶輪102進(jìn)行連接和傳動。兩部分主要包括伺服電機(jī)205、聯(lián)軸器206、小同步帶輪106、主動軸203、摩擦從動輪202、氣缸及導(dǎo)向軸201、尺帶限位輪207、圓形夾具104、同步帶輪102、軸承103、心軸101、彈性張緊套105等主要部件。
[0043]如圖4和5的尺帶壓緊機(jī)構(gòu)，主要由氣缸32、氣缸支撐塊33、壓緊塊31組成。壓緊塊31固定在氣缸32的伸出軸端部，氣缸32固定在氣缸支撐塊33上，整個機(jī)構(gòu)固定在大理石平臺18上。主要作用是對尺帶壓緊，通過壓緊尺帶后，再通過測力機(jī)構(gòu)對鋼卷尺帶施加規(guī)程中要求的張緊力度，然后再進(jìn)行測量。
[0044]如圖6和7的自動調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)，主要由高精度攝像機(jī)46、遠(yuǎn)心鏡頭44、步進(jìn)電機(jī)47，導(dǎo)軌411、絲杠410等零部件組成，通過電機(jī)47的轉(zhuǎn)動通過聯(lián)軸器48及配套的軸承49，經(jīng)手柄415操作使攝像機(jī)46在直線導(dǎo)軌411上作上下移動而自動調(diào)節(jié)焦距，其上設(shè)有上限位器412和下限位器413，生成清晰的圖片，從而滿足對厚度不一的被檢尺進(jìn)行圖像識別時的精度要求。攝像機(jī)46通過螺紋連接固定在遠(yuǎn)心鏡頭44上，為了保證連接的精度并通過固定塊45將兩者固定，使攝像機(jī)46不會旋轉(zhuǎn)；鏡頭的放大倍率調(diào)節(jié)后好通過鎖緊塊42將鏡頭的倍率調(diào)節(jié)圈固定；光源41通過螺釘固定在遠(yuǎn)心鏡頭44的下端部位；外罩殼43用來保護(hù)攝像機(jī)46和鏡頭；攝像機(jī)46、鏡頭和光源41等部件全部固定在直線導(dǎo)軌411的滑塊上；整機(jī)個機(jī)構(gòu)經(jīng)底板416全部固定在大理石平臺18上，如圖1所示此機(jī)構(gòu)共有8個。
[0045]如圖8和9所示的尺帶壓平機(jī)構(gòu)8，此機(jī)構(gòu)作用是將弧面鋼卷尺自動向一邊壓平貼在大理石平臺18上，