(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 208952912 U(45)授权公告日 2019.06.07
(21)申请号 201821431527.X(22)申请日 2018.08.31
(73)专利权人 南京博蓝奇智能科技有限公司
地址 210000 江苏省南京市秦淮区永丰大
道8号南京白下高新技术产业园三号楼A栋101室(72)发明人 何博侠 蔡峰
(74)专利代理机构 北京超凡志成知识产权代理
事务所(普通合伙) 11371
代理人 陈治位(51)Int.Cl.
G01B 13/08(2006.01)G01B 13/10(2006.01)
(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利
权利要求书2页 说明书9页 附图3页
(54)实用新型名称
基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量设备
(57)摘要
本实用新型涉及孔轴类零件的测量领域，尤其是涉及一种基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量设备，以缓解现有的孔轴类零件的测量方法只能适用于人工操作的单件或小批量测量场合的问题。包括:抓取定位模块抓取待测零件，并将零件的待测特征运送至视觉测量模块；视觉测量模块测量待测特征相对于气动测头的空间方位数据，并将空间方位数据发送至抓取定位模块；抓取定位模块根据空间方位数据调整待测特征的方位以使待测特征位于最佳测量位置；气动测量模块测量待测特征的参数信息。本实用新型提供的技术方案测量精度高、并且测量结果稳定、一致性好，从而可以用于大批量选配测量，实现全自动智能测量。
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权 利 要 求 书
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1.一种基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量设备，其特征在于，包括视觉测量模块、抓取定位模块和气动测量模块；
抓取定位模块，抓取待测零件，并将所述待测零件的待测特征运送至所述视觉测量模块；
视觉测量模块，测量待测特征相对于气动测量模块的空间方位数据，并将所述空间方位数据发送至所述抓取定位模块；
抓取定位模块，根据所述空间方位数据调整所述待测特征的方位以使所述待测零件位于最佳测量位置；
气动测量模块，包括气动测头和气动量仪，用于测量待测特征的参数信息；还包括视觉引导模块，所述视觉引导模块，识别所述待测零件、测量所述待测零件的方位数据、并将所述方位数据发送至所述抓取定位模块；
所述抓取定位模块，接收所述方位数据后抓取待测零件，并将所述零件的待测特征运送至所述视觉测量模块；
还包括机械结构模块，所述机械结构模块包括第一平台、第二平台和第三平台；所述抓取定位模块设置于所述第一平台，所述视觉引导模块安装于所述抓取定位模块的机械手臂处，且待测零件放置于第一平台；
所述视觉测量模块设置于所述第二平台的右半部分，柔顺测力模块安装于所述第一平台的左半部分，所述第二平台高于所述第一平台；
所述第三平台位于所述第二平台的下方，所述气动测量模块的气动量仪设置于所述第三平台，所述气动测量模块的气动测头连接于所述柔顺测力模块的下端。
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量设备，其特征在于，还包括柔顺测力模块；
柔顺测力模块，调节所述气动测量模块与所述待测特征的相对位置，以及测量所述待测特征在测量过程中的接触力；
当所述接触力超过预设阈值时，气动测量模块停止测量，所述抓取定位模块带动所述待测零件退出测量位置；
当所述接触力未超出预设阈值时，所述气动测量模块读取待测特征的参数信息。3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量设备，其特征在于，还包括数据存储与处理模块；
所述数据存储与处理模块，接收并存储所述气动测量模块读取的参数信息以形成孔轴特征尺寸数据库，并自动给出孔轴装配的最优配对结果。
4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量设备，其特征在于，还包括：图像处理模块
所述图像处理模块，接收并处理所述视觉引导模块采集的待测零件的图像数据，生成所述待测零件的轮廓方位数据，并判断抓取位置；
以及，
接收并处理所述视觉测量模块采集的图像数据，生成所述零件待测特征的空间方位数据，所述空间方位数据的精度高于所述轮廓方位数据。
5.根据权利要求4所述的基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量设备，其特征在于，
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所述抓取定位模块包括机械手。
6.根据权利要求5所述的基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量设备，其特征在于，所述视觉引导模块包括相机镜头组，所述相机镜头组安装于所述机械手臂。7.根据权利要求6所述的基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量设备，其特征在于，所述柔顺测力模块包括柔顺机构和空间力传感器。
8.根据权利要求7所述的基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量设备，其特征在于，所述气动测量模块包括气动量仪和气动测头。
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说 明 书
基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量设备
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技术领域
[0001]本实用新型涉及孔轴类零件的测量领域，尤其是涉及一种基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量设备。
背景技术
[0002]在精密机械系统中，功能性孔与轴的装配间隙，是影响整机精度和工作性能的重要因素。一般情况下，一对加工合格的孔与轴(其实际尺寸都在设计公差范围内)，装配后形成的配合间隙在理论最大间隙与最小间隙之间，便可满足工作要求。但在一些要求较高的场合，仅仅满足配合间隙在公差范围内还不够，还要满足间隙一致性原则。特别是以对称机构作为执行机构的运动控制中，因装配间隙不一致而产生动作不对称的情况，将严重影响系统功能的实现。
[0003]为了保证装配间隙的一致，最直接的做法是收紧制造公差，但这样会使废品率增加，制造成本急剧升高，并且，只要是按公差理论设计与制造的孔轴类零件，随机装配后形成的间隙就会按一定的规律分布，这种方法无法做到更好的一致性。[0004]常见的孔、轴尺寸高精度测量方法可分为接触式测量和非接触式测量两大类。[0005]接触式测量方法主要使用千分尺、三坐标测量机和测长机等量具或量仪。千分尺测量易受测量人员的经验、情绪等主观因素影响，难以保证大批量测量的精度及其一致性，且效率较低；三坐标测量机虽然有着较高的测量精度和稳定性，但存在测量效率低、造价高等缺点；测长仪虽然精度高、成本较低，通用性也还可以，但测量用时长，测量效率低。[0006]非接触式测量主要有机器视觉、气动量仪等方法。机器视觉等光学方法的在线或在位测量精度有限，对公称尺寸超过10mm的孔轴类零件，达到微米级精度比较困难，且精度的稳定性易受环境光等因素影响，可靠性较差，但其具有非接触、信息量丰富、容易实现自动化和智能化等优点。气动量仪虽然结构简单、工作可靠，调整、使用和维护都很方便，但其专用性强，需要按被测尺寸制作相应的测头，有多少个公称尺寸，就需要制作多少种内径或外径测头。另外，在人工大批量测量时，工作量大，现场数据记录与处理不便。[0007]现有技术的客观缺点总结如下：[0008](1)内外径千分尺、三坐标测量机和测长机等接触式测量方法，测量过程由人工主导，测量效率低，测量的一致性不易保证，适用于单件或小批量测量场合，不能满足大批量选配测量时对效率和一致性的要求。[0009](2)机器视觉等光学测量方法，在线或在位测量时，易受环境光等因素影响，稳定性较差，精度很难达到微米级。[0010](3)气动量仪的缺点是专用性强，需要按被测尺寸制作相应的测头，有多少个公称尺寸，就需要制作多少种内径或外径测头。另外，在人工大批量测量时，工作量大，现场数据记录与处理不便。[0011]总之，现有的测量方法，主要用于人工操作的单件或小批量测量场合。在大批量选配测量中，尚无测量精度高、稳定性和一致性好的全自动智能测量设备。
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说 明 书
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实用新型内容
[0012]本实用新型的目的在于提供一种基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量设备，以缓解现有的孔轴类零件的测量方法主要用于人工操作的单件或小批量测量场合。在大批量选配测量中，尚无测量精度高、精度稳定且一致性好的全自动智能测量设备。[0013]为缓解上述技术问题，本实用新型提供的技术方案在于：[0014]一种基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量设备，包括视觉测量模块、抓取定位模块和气动测量模块；[0015]抓取定位模块，抓取待测零件，并将所述待测零件的待测特征运送至所述视觉测量模块；
[0016]视觉测量模块，测量待测特征相对于气动测量模块的空间方位数据，并将所述空间方位数据发送至所述抓取定位模块；[0017]抓取定位模块，根据所述空间方位数据调整所述待测特征的方位以使所述待测零件位于最佳测量位置；[0018]气动测量模块，包括气动测头和气动量仪，用于测量待测特征的参数信息。[0019]更进一步地，
[0020]还包括视觉引导模块；[0021]视觉引导模块，识别所述待测零件、测量所述待测零件的方位数据、并将所述方位数据发送至所述抓取定位模块；[0022]所述抓取定位模块，接收所述方位数据后抓取待测零件，并将所述零件的待测特征运送至所述视觉测量模块。[0023]更进一步地，
[0024]还包括柔顺测力模块，[0025]柔顺测力模块，调节所述气动测量模块与所述待测特征的相对位置，以及测量所述待测特征在测量过程中的接触力；
[0026]当所述接触力超过预设阈值时，气动测量模块停止测量，所述抓取定位模块带动所述待测零件退出测量位置；
[0027]当所述接触力未超出预设阈值时，所述气动测量模块读取待测特征的参数信息。[0028]更进一步地，
[0029]还包括数据存储与处理模块，[0030]数据存储与处理模块，接收并存储所述气动测量模块读取的参数信息以形成孔轴特征尺寸数据库，并自动给出孔轴装配的最优配对结果。[0031]更进一步地，[0032]还包括：
[0033]图像处理模块，接收并处理所述视觉引导模块采集的待测零件的图像数据，生成所述待测零件的轮廓方位数据，并判断抓取位置；[0034]以及，
[0035]接收并处理所述视觉测量模块采集的图像数据，生成所述零件待测特征的空间方位数据，所述空间方位数据的精度高于所述轮廓方位数据。[0036]更进一步地，
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说 明 书
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所述抓取定位模块包括机械手。
[0038]更进一步地，
[0039]所述视觉引导模块包括相机镜头组，所述相机镜头组安装于所述机械手臂。[0040]更进一步地，
[0041]所述柔顺测力模块包括柔顺机构和空间力传感器。[0042]更进一步地，
[0043]所述气动测量模块包括气动量仪和气动测头。[0044]更进一步地，
[0045]还包括机械结构模块，所述机械结构模块包括第一平台、第二平台和第三平台；[0046]所述抓取定位模块设置于所述第一平台，所述视觉引导模块安装于所述抓取定位模块的机械手臂处，且待测零件放置于第一平台；
[0047]所述视觉测量模块设置于所述第二平台的右半部分，所述柔顺测力模块安装于所述第一平台的左半部分，所述第二平台高于所述第一平台；[0048]所述第三平台位于所述第二平台的下方，所述气动测量模块的气动量仪设置于所述第三平台，所述气动测量模块的气动测头连接于所述柔顺测力模块的下端。[0049]结合上述技术方案，本实用新型所能实现的技术效果在于：
[0050]视觉测量模块测量出零件的待测特征(孔或轴)相对于气动测头的空间方位数据后，抓取定位模块调整待测特征的方位，使得待测特征位于最佳测量位置，然后气动测量模块开始测量待测特征的参数信息。视觉测量模块可以获得精度较高(10μm-50μm)的空间方位，以引导待测的特征孔或特征轴与相应的气动测量模块的气动测头进行空间配合，然后由气动量仪获得精度高、结果稳定、一致性好的被测特征尺寸数据。由于本实施例提供的基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量方法可以由抓取定位模块在所述视觉测量模块测量的空间方位数据的基础上实现精确定位，并且气动测量模块的测量精度高，整个测量过程由设备自动完成，因此，所获得的测量结果稳定且一致性好，从而可以用于大批量选配测量，实现全自动智能测量。附图说明
[0051]为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0052]图1为本实用新型实施例提供的基于机器视觉的孔轴类零件智能测量设备的轴测图；
[0053]图2为本实用新型实施例提供的基于机器视觉的孔轴类零件智能测量设备的正视图；
[0054]图3为本实用新型实施例提供的基于机器视觉的孔轴类零件智能测量方法的示意图。
[0055]图标：100－视觉测量模块；200-抓取定位模块；300-气动测量模块；400-视觉引导模块；500-柔顺测力模块；600-数据存储与处理模块；700-图像处理模块；810－第一平台；
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820－第二平台；830－第三平台。
具体实施方式
[0056]下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0057]在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。[0058]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0059]下面结合附图对实施例1和实施例2进行详细描述：图1为本实用新型实施例提供的基于机器视觉的孔轴类零件智能测量设备的轴测图；图2为本实用新型实施例提供的基于机器视觉的孔轴类零件智能测量设备的正视图；图3为本实用新型实施例提供的基于机器视觉的孔轴类零件智能测量设备的工作原理图。[0060]实施例1
[0061]本实施例提供了一种基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量方法，包括下列步骤：
[0062]S02：抓取定位模块200，抓取待测零件，并将零件上的待测特征(孔或轴)运送至视觉测量模块100；
[0063]S03:视觉测量模块100，测量待测特征相对于气动测头的空间方位数据，并将空间方位数据发送至抓取定位模块200；[0064]S04:抓取定位模块200，根据空间方位数据调整待测零件的位置以使待测特征位于最佳测量位置；
[0065]S06:气动测量模块300，测量待测特征的参数信息。
[0066]本实施例提供的基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量方法所能实现的技术效果分析如下：
[0067]视觉测量模块100测量出待测特征相对于气动测头的空间方位数据后，抓取定位模块200调整待测零件的位置，使得待测零件位于最佳测量位置，然后气动测量模块300开始测量待测特征的参数信息。视觉测量模块100可以获得精度较高(10μm-50μm)的空间方位参数，以引导待测的特征孔或特征轴与相应的气动测量模块300的气动测头进行空间配合，然后由气动量仪获得精度高、结果稳定、一致性好的被测特征尺寸数据。由于本实施例提供的基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量方法可以由抓取定位模块200在视觉测量模块
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100 测量的空间方位数据的基础上实现精确定位，并且气动测量模块300 的测量精度高，整个测量过程由设备自动完成，因此，所获得的测量结果稳定且一致性好，从而可以用于大批量选配测量，实现全自动智能测量。
[0068]本实施例提供的基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量方法还包括下列步骤：[0069]S01：视觉引导模块400，识别待测零件、测量待测零件的轮廓方位数据、并将方位数据发送至抓取定位模块200；[0070]在S01之后进行S02：[0071]抓取定位模块200，接收轮廓方位数据后抓取待测零件，并将零件的待测特征(孔或轴)运送至视觉测量模块100。[0072]具体而言：视觉引导模块400包括测量精度为100μm-500μm的相机镜头组，通过其输出的图像其可以识别出待测零件及其外形轮廓数据。抓取定位模块200包括机械手，其可以根据指令抓取待测零件以实现待测零件的空间多自由度位移。首先，相机镜头组采集包含待测零件的全景图像，通过处理图像识别出待测零件；其次，生成待测零件的轮廓方位数据，并判断抓取位置，并将上述的位置数据传递至机械手(位置数据例如可以是待测零件的空间坐标数据)；再次，机械手接收位置数据后抓取待测零件，并将零件上的待测特征运送至视觉测量模块100。
[0073]本实施例提供的基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量方法还包括下列步骤：[0074]S05：柔顺测力模块500，调节气动测头与待测零件的相对位置，以及测量待测特征在测量过程中的接触力；
[0075]当接触力超过预设阈值时，气动测量模块300停止测量，抓取定位模块200带动待测零件退出测量位置；
[0076]当接触力未超出预设阈值时，气动测量模块300读取待测特征的参数信息。[0077]具体而言：柔顺测力模块500包括柔顺机构和空间力传感器，上述的空间力传感器能够测量待测特征(孔或轴)与气动测头之间的接触力，当空间力传感器采集的接触力大于预设阈值时(此时表明测头与待测特征之间的空间方位误差过大，出现卡死现象)，气动测量模块300中的气动测头停止测量，与此同时，抓取定位模块200中的机械手运送待测零件退出测量位置(例如可以沿原路径返回)；当空间力传感器采集的接触力未超出预设阈值时(此时表明测头与待测特征之间的间隙满足气动测量的要求)，气动测量模块300中的气动量仪读取待测特征的参数信息。参数信息例如可以是待测孔的孔径尺寸或待测轴的轴径尺寸等。[0078]另外，待测特征孔或特征轴在与测头配合的过程中，允许存在一定的空间方位误差，此时，柔顺测力模块500中的柔顺机构会对相应的空间方位进行自适应调整，从而保证测量的顺利进行。例如，当气动测头相对于待测特征处于微小偏心状态时，柔顺机构带动气动测头可微调至与待测特征基本同轴的状态。
[0079]本实施例提供的基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量方法还包括下列步骤：[0080]S07：数据存储与处理模块600，接收并存储气动测量模块300 读取的参数信息以形成孔轴零件的尺寸数据库，并根据设定间隙范围，自动给出孔与轴选配的配对结果。[0081]数据存储与处理模块600例如可以包括处理器和存储介质。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的
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硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等。还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列 (Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本公开实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本公开实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。存储介质例如可以包括用于存储软件模块以及数字信息的随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等。[0082]例如：批量测量孔类零件(例如轴承内圈的内孔)时，采用本实施例提供的基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量方法对该批次孔类零件进行孔径测量，测量所得的全部数据存入数据存储与处理模块 600，并且在数据存储与处理模块600中进行编号、排序或者分类。批量测量轴类零件(例如丝杆轴的轴端)时，采用本实施例提供的基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量方法对该批次轴类零件进行轴径测量，测量所得的全部数据存入数据存储与处理模块600，并且在数据存储与处理模块600中进行编号、排序或者分类。当需要对孔类零件和轴类零件进行装配时，数据存储与处理模块600自动匹配不同的孔类零件和轴类零件，选择能够形成相同间隙的孔与轴，从而得到一组组配合理想的孔轴对。虽然这些孔轴对中，可能会存在单独的孔类零件或者轴类零件尺寸不在设计的公差范围内，但是两者的超差方向一致，大小相近，依然可以形成理想的配合关系。
[0083]本实施例提供的基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量方法还包括下列步骤：[0084]S011：图像处理模块700，接收并处理视觉引导模块400采集的待测零件的图像数据，生成待测零件的方位数据，并判断抓取位置；具体而言，当视觉引导模块400采集待测零件的图像数据后，将图像数据发送至图像处理模块700，图像处理模块700经过处理后生成待测零件的方位数据，并判断零件上的待测特征以及机械手的抓取位置，然后将上述的位置数据传递至抓取定位模块200，由抓取定位模块200根据上述位置数据执行抓取动作。具体处理过程例如可以是：将采集的待测零件图像与零件模板库中的图像通过模板匹配方法识别出待测零件的类别及其在设备坐标系中的所处的坐标参数，或者，将采集的待测零件图像进行二值化处理、图像分割、特征提取后得到待测零件的全景轮廓方位数据，经过计算后得到零件上待测特征和机械手抓取位置的坐标数据。
[0085]本实施例提供的基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量方法还包括下列步骤：[0086]S041：接收并处理视觉测量模块100采集的图像数据，生成待测零件待测特征(孔或轴)的更高精度的空间方位数据。具体而言，当视觉测量模块100采集待测特征的图像数据后，将图像数据发送至图像处理模块700，图像处理模块700经过处理后生成待测特征的更高精度的空间方位数据，并将上述空间方位数据发送至抓取定位模块 200，由抓取定位模块200执行后续的作业。具体处理过程例如可以是：将采集的被测特征的图像数据进行二值化处理、图像分割、特征提取后，得到待测特征在设备坐标系中更高精度的坐标数据。[0087]实施例2
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本实施例提供了一种基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量设备，其包括信号连
接的视觉测量模块100、抓取定位模块200和气动测量模块300；[0089]抓取定位模块200，抓取待测零件，并将待测零件的待测特征运送至视觉测量模块100；
[0090]视觉测量模块100，测量待测特征相对于气动测量模块300的空间方位数据，并将空间方位数据发送至抓取定位模块200；[0091]抓取定位模块200，根据空间方位数据调整待测特征的方位以使待测零件位于最佳测量位置；
[0092]气动测量模块300，包括气动测头和气动量仪，用于测量待测特征的参数信息。[0093]效果分析如下：视觉测量模块100测量出零件的待测特征(孔或轴)相对于气动测头的空间方位数据后，抓取定位模块200调整待测特征的方位，使得待测特征位于最佳测量位置，然后气动测量模块 300开始测量待测特征的参数信息。视觉测量模块100可以获得精度较高(10μm-50μm)的空间方位，以引导待测的特征孔或特征轴与相应的气动测量模块300的气动测头进行空间配合，然后由气动量仪获得精度高、结果稳定、一致性好的被测特征尺寸数据。由于本实施例提供的基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量方法可以由抓取定位模块200在视觉测量模块100测量的空间方位数据的基础上实现精确定位，并且气动测量模块300的测量精度高，整个测量过程由设备自动完成，因此，所获得的测量结果稳定且一致性好，从而可以用于大批量选配测量，实现全自动智能测量。[0094]另外，本实施例提供的基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量设备还包括视觉引导模块400；
[0095]视觉引导模块400，识别待测零件、测量待测零件的方位数据、并将方位数据发送至抓取定位模块200；
[0096]抓取定位模块200，接收方位数据后抓取待测零件，并将零件的待测特征运送至视觉测量模块100。[0097]另外，本实施例提供的基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量设备还包括柔顺测力模块500；
[0098]柔顺测力模块500，调节气动测量模块300与待测特征的相对位置，以及测量待测特征在测量过程中的接触力；
[0099]当接触力超过预设阈值时，气动测量模块300停止测量，抓取定位模块200带动待测零件退出测量位置；
[0100]当接触力未超出预设阈值时，气动测量模块300读取待测特征的参数信息。[0101]另外，本实施例提供的基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量设备还包括数据存储与处理模块600；
[0102]数据存储与处理模块600，接收并存储气动测量模块300读取的参数信息以形成孔轴特征尺寸数据库，并自动给出孔轴装配的最优配对结果。[0103]另外，本实施例提供的基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量设备还包括：[0104]图像处理模块700，接收并处理视觉引导模块400采集的待测零件的图像数据，生成待测零件的轮廓方位数据，并判断抓取位置；[0105]以及，
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接收并处理视觉测量模块100采集的图像数据，生成零件待测特征的空间方位数
据，空间方位数据的精度高于轮廓方位数据。[0107]更为详细地：
[0108]抓取定位模块200包括机械手，更优地，机械手为具有六自由度的机械手，其可以实现任意空间位置的变换。
[0109]视觉引导模块400包括测量精度为100μm-500μm的相机镜头组，通过其输出的图像可以识别出待测零件的特征以及外形轮廓数据。且上述相机镜头组可以安装于上述的机械手上并且可以随机械手的运动而调节视野大小。
[0110]气动测量模块300包括气动测头和气动量仪，气动量仪是一种效率较高的非接触式精密测量器具，其结构简单、工作可靠，调整、使用和维修都很方便，适合于在大批量生产中测量内、外径尺寸，且测量精度稳定，一致性好。其可以实现微米级的测量结果，测量精度可达0.5μm-2μm。
[0111]柔顺测力模块500，柔顺测力模块500包括柔顺机构和空间力传感器，上述空间力传感器能够测量待测特征(孔或轴)与气动测头之间的接触力，当空间力传感器采集的接触力大于预设阈值时(此时表明测头与待测特征之间的空间方位误差过大，出现卡死现象)，气动测量模块300中的气动测头停止测量，与此同时，抓取定位模块200 中的机械手运送待测零件退出测量位置(例如可以沿原路径返回)；当空间力传感器采集的接触力未超出预设阈值时(此时表明测头与待测特征之间的间隙满足气动测量的要求)，气动测量模块300中的气动量仪读取待测特征的参数信息。参数信息例如可以是待测孔的孔径尺寸或待测轴的轴径尺寸等。另外，待测特征孔或特征轴在与测头配合的过程中，允许存在一定的空间方位误差，此时，柔顺测力模块 500中的柔顺机构会对相应的空间方位进行自适应调整，从而保证测量的顺利进行。例如，当气动测头相对于待测特征处于微小偏心状态时，柔顺机构带动气动测头可微调至与待测特征基本同轴的状态。[0112]另外，本实施例提供的基于机器视觉的孔轴类零件的智能测量设备还包括机械结构模块，该机械结构模块设置为框架结构，其上形成有第一平台810、第二平台820和第三平台830。
[0113]抓取定位模块200设置于第一平台810，视觉引导模块400安装于抓取定位模块200的机械手臂处，且待测零件放置于第一平台810；第一平台810下方设置有用于容纳数据存储与处理模块600的容纳空间。
[0114]视觉测量模块100设置于第二平台820的右半部，柔顺测力模块 500，安装于第二平台820的左半部，第二平台820高于第一平台810；[0115]第三平台830位于第二平台820的下方，气动测量模块300的气动量仪设置于第三平台830，气动测量模块300的气动测头连接于柔顺测力模块500的下端。[0116]需要说明的是，上述的平台应当理解为作用上起到支撑作用的平台，不应仅仅局限于平板状结构，还可以理解为框体结构(如附图中所示)。[0117]综上，本申请的技术方案可以实现如下的技术效果：[0118]本申请采用了跨尺度精度生成方法，首先，视觉引导模块400 获得待测零件较粗的宏观外形尺寸(精度100μm-500μm)，然后，视觉测量模块100获得待测零件上待测特征的精度较高的空间方位参数(精度10μm-50μm)，最后，气动测量模块300获得待测特征的最终
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微米级的测量精度(精度0.5μm-2μm)。上述方法解决了大批量全自动智能测量与选配问题。[0119]最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
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