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视觉检测技术在平面度检测中的应用综述
发布时间:2020-10-15 10:34:36 点击次数:36

视觉检测技术在平面度检测中的应用综述

应用背景介绍

随着工业零件装配要求日趋严格,对于产品零件的平面度要求约束越来越严,需要保证产品零件一定的平面,从而避免装配干涉,缝隙,偏差等不良因素。这势必需要更加精准,高效,稳定可靠的检测方法来实现平面度检测。从而提高产品零件品质把控,降低不良率。那么针对这一应用,以下介绍平面度检测不同方法的特点和优缺点。

什么是平面度?

平面度是属于形位公差的一种,指物体表面具有的宏观凹凸高度相对于理想平面的偏差。通俗来说也就是指一个表面的所有元素都在一个平面上的状态,表示符号为:  □

平面度检测方法介绍

在传统检测方法中,平面度的测量方法通常有:塞规/塞尺检测方法;水平仪检测法,激光平面干涉仪检测法,3D视觉测试法。现简单介绍通常常规检测方法:

塞规检测法:

将被测工件放置在相对平面度比较高的平台上,如:大理石或者精制金属载台;在测试之前比较保证塞规和大理石载台无污垢与灰尘。检测时,将一片或者数片已知厚度的塞规插入产品工件待检面与大理石表面的间隙中,以稍感拖滞为判定感觉。具体方法如下图所示:

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塞规

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将塞规缓缓插入工件与大理石间隙中

此检测方法容易实现,但是具有精度不高;人为感知判定;效率低;只能检测工件边缘等缺点。

水平仪检测法

水平仪时量测小角度的工具,用于工件表面的直线度和平面度测量。测量成本低,体积小,便于携带。但是检测时,需要反复挪动水平仪位置,并且需要记录各个检测点的数据,调整时间长,数据处理程序繁琐的特点,遇到非常狭窄面的平面度检测则无法检测,以下为水平仪示意图:

image.png

激光平面干涉仪测量法

该测量方法最典型的用法是平晶干涉法,用光学平晶的工作面体现理想平面,直接以干涉条纹的弯曲度确定被测工件表面的平面度误差值,但主要应用于测量光洁的小平面测量,而且不适用于工件流水线测试现场,对于工件表面的温度敏感度高。

视觉检测技术在平面度检测中的应用

随着视觉检测系统的更新迭代, 3D激光三角测量法无论在3D相机的硬件配置还是软件算法上都不断的完善,该检测方法基于激光投射到被测工件表面,3D相机捕捉到激光反射光拼接形成被测工件的3D横截面轮廓,原理如下图所示:

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图像采集图示

在3D相机运动过程中,对被测工件需要检测面进行扫描进行图像采集,如下图为三星手机中框平面度检测的中框点胶台面的扫描效果图:

红色区域为中级中框点胶台轮廓采集图

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手机中框点胶台细节部分

数据处理后图示

经过软件算法以及拟定基准面后,计算出点胶台表面的平面度数据

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雄3D视觉检测系统参数特征

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各种检测方法对比表

检测方法效率精度可靠性检测环境影响成本在线式检测
塞规检测法低,易受认为感知影响低,但人工成本高不易实现
水平仪检测法检测繁琐,数据易认为丢失无法实现
激光干涉检测法受检测环境和检测工件表面温度干扰无法实现
3D视觉检测法高,可以达到Um级别可以匹配在线式节拍,最快2s


结束语

综合以上平面度检测方法所述,各个检测方法各有优缺点。但是从精度和可靠性,在线式检测需求来说,3D视觉检测方法是最为理想选择。该方法大大提高检测效率,精度,可靠性,同时因为可以实现在线式检测,能降低人工成本。


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