影像式鋼卷尺或直尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及檢測(cè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的全自動(dòng)測(cè)長(zhǎng)裝置，特別是基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)對(duì)工作鋼卷尺、標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺、鋼直尺和纖維卷尺等線紋類計(jì)量設(shè)備的檢測(cè)的影像式鋼卷尺或直尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼卷尺是普通的長(zhǎng)度測(cè)量量具，其準(zhǔn)確度直接影響到測(cè)量精度。目前，計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)對(duì)鋼卷尺周期檢定、企業(yè)質(zhì)量檢驗(yàn)部門對(duì)產(chǎn)品出廠檢驗(yàn)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(zhǎng)檢臺(tái)(一般長(zhǎng)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(zhǎng)檢臺(tái)的一邊放置標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺，另一邊放置被檢鋼卷尺，兩個(gè)鋼卷尺零位對(duì)齊，然后手工移動(dòng)讀數(shù)顯微鏡，在每米處對(duì)標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺和被檢鋼卷尺進(jìn)行比較測(cè)量，并人工記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算示值誤差，進(jìn)行相對(duì)比較檢定鋼卷尺的示值誤差。勞動(dòng)強(qiáng)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(cè)量準(zhǔn)確度不高，更無(wú)法進(jìn)行數(shù)據(jù)的自動(dòng)存儲(chǔ)，對(duì)后續(xù)證書(shū)、檢驗(yàn)報(bào)告出具也帶來(lái)許多不便。
[0003]普通鋼直尺的讀數(shù)檢定是根據(jù)規(guī)程《JJG 1-1999鋼直尺檢定規(guī)程》采用三等標(biāo)準(zhǔn)金屬線紋尺檢定。這種手動(dòng)檢定需要人眼觀察讀數(shù)顯微鏡，操作不方便。我國(guó)目前的幾何量控制意識(shí)已接近歐美國(guó)家水平，上個(gè)世紀(jì)，我國(guó)已制定了《鋼卷尺/直尺》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(cè)量設(shè)備必須受控，必須進(jìn)行計(jì)量確認(rèn)。根據(jù)計(jì)量確認(rèn)的定義，計(jì)量確認(rèn)的第一步就是計(jì)量校準(zhǔn)。為了保證鋼卷尺/直尺的測(cè)量精度，必須保證鋼卷尺/直尺標(biāo)準(zhǔn)裝置的檢測(cè)靈敏度、分辨率和可靠性。但是我國(guó)現(xiàn)有對(duì)鋼卷尺/直尺的測(cè)量方法與裝置基本采用人工零位對(duì)齊、人工比對(duì)、人工記錄數(shù)據(jù)，測(cè)量精度以及準(zhǔn)確度等級(jí)受到人為因素的影響，精度不能得到保證。在測(cè)量、計(jì)算等環(huán)節(jié)都需要人工參與，從而導(dǎo)致效率較低。
[0004]因此需要研制出影像式鋼卷尺/直尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置以解決以上實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種影像式鋼卷尺或直尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置，結(jié)構(gòu)巧妙，操作方便。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型提供以下技術(shù)方案:一種影像式鋼卷尺或直尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置，由均設(shè)在大理石平臺(tái)上的影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺/鋼直尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置和影像式工作鋼卷尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置組成；影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺/鋼直尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置包括第一繞尺帶和尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)、第一尺帶壓緊機(jī)構(gòu)、第一自動(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)、第一尺帶壓平機(jī)構(gòu)、第一尺盒固定裝置、第一測(cè)力機(jī)構(gòu)、第一尺帶限制機(jī)構(gòu)、移動(dòng)式自動(dòng)調(diào)焦攝像系統(tǒng)和尺架固定調(diào)節(jié)裝置；影像式工作鋼卷尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置包括第二繞尺帶和尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)、第二尺帶壓緊機(jī)構(gòu)、第二自動(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)、第二尺帶壓平機(jī)構(gòu)、半米尺限位機(jī)構(gòu)、尺帶限位機(jī)構(gòu)、第二尺盒固定裝置、第二測(cè)力機(jī)構(gòu)、第二尺帶限制機(jī)構(gòu)和零位夾具固定豐吳塊。
[0007]進(jìn)一步地，影像式工作鋼卷尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置還包括尺架固定調(diào)節(jié)裝置和收取機(jī)構(gòu)。
[0008]進(jìn)一步地，第一自動(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)和第二自動(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)均設(shè)有8個(gè)，分別設(shè)在原點(diǎn)處、10mm處、500mm處、I米處、2米處、3米處、4米處、5米處。
[0009]進(jìn)一步地，第一尺帶限位機(jī)構(gòu)和第二尺帶限位機(jī)構(gòu)均設(shè)有6個(gè)，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(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)的正下方。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):采用多點(diǎn)式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)讀數(shù)的方法來(lái)代替人眼和增加自動(dòng)收放鋼卷尺的方法而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢定工作鋼卷尺和可移動(dòng)式的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)讀數(shù)的方法+多點(diǎn)式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)讀數(shù)的方法檢定鋼直尺和標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺的這種一機(jī)多用的復(fù)合系統(tǒng)，從而減輕工作強(qiáng)度，大大提高檢測(cè)效率。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型影像式鋼卷尺或直尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]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；
[0013]圖3為圖2的俯視圖；
[0014]圖4為繞尺帶和尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖5為圖4的左視圖；
[0016]圖6為自動(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖7為圖6中A-A向剖視圖；
[0018]圖8為尺帶壓平機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖9為圖8中A-A向剖視圖；
[0020]圖10半米尺限位機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖11為圖10中A-A向剖視圖；
[0022]圖12為尺帶限位機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖13為圖12中A-A向剖視圖；
[0024]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；
[0025]圖15為圖14的左視圖；
[0026]圖16為尺盒固定裝置、測(cè)力和尺帶限制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖17為圖16的左視圖；
[0028]圖18為零位夾具固定模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖19為圖18中A-A向剖視圖；
[0030]圖20為圖18中B-B向剖視圖；
[0031]圖21為移動(dòng)式自動(dòng)調(diào)焦攝像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖22為圖21的左視圖；
[0033]圖23為圖21的俯視圖；
[0034]圖24為尺架固定調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖25為圖24的左視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)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(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍有任何的限制作用。
[0037]如圖1所示，本實(shí)用新型技術(shù)由影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺/鋼直尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置和影像式工作鋼卷尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置組成。兩套檢定裝置共用一個(gè)大理石平臺(tái)和外罩，控制系統(tǒng)和其他機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)相互獨(dú)立。大理石平臺(tái)37為整機(jī)工作的測(cè)量平臺(tái)(外形為5260*580*400)，同時(shí)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(tái)37作為安裝固定的基礎(chǔ)。在大理石平臺(tái)37的底部分別均勻分布安裝地腳來(lái)來(lái)支撐大理石平臺(tái)37。
[0038]1、影像式工作鋼卷尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置包括繞尺帶18、尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)19、自動(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)、尺帶壓平機(jī)構(gòu)31、半米尺限位機(jī)構(gòu)、尺帶限位機(jī)構(gòu)26、尺盒固定裝置32、測(cè)力機(jī)構(gòu)33、尺帶限制機(jī)構(gòu)28和零位夾具固定模塊。
[0039]影像式工作鋼卷尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置還包括尺架固定調(diào)節(jié)裝置34和收取機(jī)構(gòu)35，尺架固定調(diào)節(jié)裝置34和收取機(jī)構(gòu)35該固定在大理石平臺(tái)37的右端上，位于尺盒固定裝置32、測(cè)力機(jī)構(gòu)33和尺帶限制機(jī)構(gòu)28的左側(cè)。
[0040]影像式工作鋼卷尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置還包括有控制盒23，該控制盒23固定在大理石平臺(tái)37的左側(cè)下方。
[0041]影像式工作鋼卷尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置工作原理:將鋼卷尺尺端固定在儀器的初始零位裝置，同時(shí)此零位在攝像機(jī)的視場(chǎng)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(guò)壓平裝置貼在檢定臺(tái)面上，由自動(dòng)壓平裝置將尺帶壓平，然后人工手動(dòng)通過(guò)CCD進(jìn)行零位識(shí)別(確定鋼卷尺首端零位)，其余各攝像點(diǎn)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(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字圖像處理，通過(guò)圖像識(shí)別尋找線紋邊界點(diǎn)，計(jì)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(shí)別精算出CCD中心到被檢線紋中心的距離，得出固定點(diǎn)被檢線紋處的實(shí)際測(cè)量值，進(jìn)而比較確定被檢線紋的示值誤差。
[0042]當(dāng)被檢鋼卷尺長(zhǎng)度大于工作臺(tái)長(zhǎng)度5米時(shí)，通過(guò)首次測(cè)完5米后，5米處的線紋示值誤差已確定，再通過(guò)自動(dòng)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(diǎn)處，再次將5米的被檢線紋的中心轉(zhuǎn)換為測(cè)第二次測(cè)量的零位，最后由其他固定點(diǎn)的CCD再次分析計(jì)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(duì)于所有大于5米的鋼卷尺都利用首尾相接的分段法檢定。
[0043]當(dāng)被檢鋼卷尺的長(zhǎng)度小于5米而標(biāo)稱長(zhǎng)度為0.5的整數(shù)倍時(shí)，檢定員只需將鋼卷尺固定在檢定臺(tái)面上的相應(yīng)固定點(diǎn)，再由人工選取鋼卷尺零位，按照大于5米的鋼卷尺測(cè)量方法即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢定。
[0044]2、影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺/鋼直尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置包括繞尺帶機(jī)構(gòu)1、尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)2、尺帶壓緊機(jī)構(gòu)3、反射鏡4、移動(dòng)式自動(dòng)調(diào)焦攝像系統(tǒng)5、同步帶張緊機(jī)構(gòu)、光柵尺7、同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)29、大理石平板27、尺帶限位機(jī)構(gòu)9、氣動(dòng)三聯(lián)件17、尺架固定調(diào)節(jié)裝置16、尺帶壓平機(jī)構(gòu)10、尺盒固定裝置13、測(cè)力機(jī)構(gòu)14、拉力計(jì)、