本發(fā)明屬于水平尺校準技術領域，特別是涉及一種基于圖像識別的全自動水平尺校準裝置。

背景技術：

水平尺是一種利用液面水平的原理，以水準泡直接顯示角位移來測量被測表面相對水平位置、鉛直位置、傾斜位置偏離程度的一種計量器具。國家已于2002 年頒布了《JJF 1085-2002 水平尺校準規(guī)范》，對水平尺工作面的平面度、線紋尺的示值誤差、零位誤差和分度值誤差等作出了校準規(guī)定，以保證水平尺在制造和使用過程中的質(zhì)量。

目前水平尺各參數(shù)的校準主要采用可調(diào)平板、專用平面平行柱、專用45°角尺、專用校準臺、量塊、百分表，靠手動操作、人眼瞄準估讀進行判斷，使得操作繁瑣、操作誤差大，特別是在批量校準過程中，尤為不方便。公開號為103528597A的中國專利公開了一種水平尺校準方法及其校準器具，其采用光學分度頭和夾具作為校準器，通過一次裝卡，即可完成對水平尺水平位置水泡、鉛垂位置水泡與45°位置水泡的零位誤差和分度值誤差的校準，具有一定的進步性，但是操作步驟繁瑣，而且光學分度頭和夾具精度不夠高。公告號為205642396U的中國專利公開了一種基于正弦定理的高精度水平尺檢定裝置，其將水平位置，90°位置，45°位置，線紋尺示值及分度值精度校準工作集合在一套設備上完成，但是其操作繁瑣沒有實現(xiàn)自動化操作。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是為解決上述現(xiàn)有技術中存在的問題而提出了一種基于圖像識別的全自動水平尺校準裝置，其能夠?qū)λ匠叩木€紋示值誤差和分度值誤差進行基于計算機圖像處理技術的自動化校準，提高了工作效率，特別是在批量校準過程中，優(yōu)勢更加明顯。

本發(fā)明為解決上述問題所采取的技術方案是：基于圖像識別的全自動水平尺校準裝置，包括校準平臺，還包括光柵尺位移傳感器，在校準平臺上安裝有水平設置的精密導軌，在精密導軌上滑動連接有滑座，所述滑座通過精密絲桿由伺服電機控制移動，所述光柵尺位移傳感器用于滑座移動距離的檢測，且光柵尺位移傳感器與伺服電機構(gòu)成閉環(huán)控制，在滑座上安裝有二維移動支架，在二維移動支架上固定有用于線紋尺示值誤差校準的第一工業(yè)相機，所述第一工業(yè)相機的鏡頭垂直于精密導軌軸線方向且水平設置；

在第一工業(yè)相機的鏡頭前方的校準平臺上固定有左支座和右支座，在左支座的側(cè)面上下滑動連接有滑臺，所述滑臺底部傳動連接有步進電機，在左支座和右支座上放置有鋁鎂平尺，所述鋁鎂平尺的右端通過精密轉(zhuǎn)軸與右支座鉸接，鋁鎂平尺的左端底部設有支腿，所述支腿放置在滑臺的頂部，在鋁鎂平尺上固定有所述二維移動支架，在二維移動支架上固定有用于分度示值誤差校準的第二工業(yè)相機，所述第二工業(yè)相機的鏡頭朝向鋁鎂平尺的頂部。

優(yōu)選的，包括光柵式傾角傳感器，所述光柵式傾角傳感器用于鋁鎂平尺傾角的檢測，且光柵式傾角傳感器與步進電機構(gòu)成閉環(huán)控制而使得鋁鎂平尺形成多個標準傾角。

優(yōu)選的，所述支腿的底部為圓球形，在滑臺頂部設有與圓球形相配合的平面凸塊，支腿的底部位于平面凸塊上。

優(yōu)選的，所述第二工業(yè)相機為同軸光源工業(yè)相機，所述第二工業(yè)相機沿著豎直方向和/或精密導軌軸線方向移動。

優(yōu)選的，所述第一工業(yè)相機沿著豎直方向和/或精密導軌軸線垂直方向移動。

優(yōu)選的，所述精密導軌為精密雙圓柱導軌。

本發(fā)明所具有的有益效果為：本裝置中采用精密導軌、精密轉(zhuǎn)軸、對伺服電機和步進電機的閉環(huán)控制使得在線紋尺示值誤差校準中各個校準點的自動移動及高精度自動瞄準和分度示值誤差校準中鋁鎂平尺高精度標準傾斜各個角度的自動形成，從而實現(xiàn)了一種檢測精度高、校準效率高、可批量校準的基于圖像識別的全自動水平尺校準裝置。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為圖1的左視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步描述。

如圖1，圖2和圖3所示，本發(fā)明包括校準平臺1和光柵尺位移傳感器，在校準平臺1上安裝有水平設置的精密導軌18，所述精密導軌18為精密雙圓柱導軌，在精密導軌18上滑動連接有滑座3，所述滑座3通過精密絲桿17由伺服電機13控制移動，所述光柵尺位移傳感器用于滑座3移動距離的檢測，所述光柵尺位移傳感器與伺服電機13同時構(gòu)成閉環(huán)控制以實現(xiàn)對滑座3移動的精確控制，在滑座3上安裝有二維移動支架5，在二維移動支架5上固定有用于線紋尺示值誤差校準的第一工業(yè)相機6，所述第一工業(yè)相機6的鏡頭垂直于精密導軌軸線17方向且水平設置，第一工業(yè)相機6采用普通LED光源即可；所述第一工業(yè)相機6沿著豎直方向和/或精密導軌18軸線垂直方向移動。

在第一工業(yè)相機6的鏡頭前方的校準平臺1上固定有左支座11和右支座4，在左支座11的側(cè)面上下滑動連接有滑臺14，所述滑臺14底部傳動連接有步進電機15，在左支座14和右支座4上放置有鋁鎂平尺10，由于鋁鎂平尺10材質(zhì)堅硬同時自重較輕，所帶來的系統(tǒng)誤差較小，所述鋁鎂平尺10的右端通過精密轉(zhuǎn)軸16與右支座4鉸接，之所以采用精密轉(zhuǎn)軸16是因為本裝置對測量精度要求較高，鋁鎂平尺10的左端底部設有支腿12，所述支腿12放置在滑臺14的頂部，為了減小系統(tǒng)誤差所述支腿12的底部為圓球形，在滑臺14頂部設有與圓球形相配合的平面凸塊，支腿12的底部位于平面凸塊上，在鋁鎂平尺10上固定有所述二維移動支架7，在二維移動支架7上固定有用于瞄準水平尺水泡位置變化即分度示值誤差校準的第二工業(yè)相機8，所述第二工業(yè)相機8的鏡頭朝向鋁鎂平尺10的頂部，為了避免待校準水平尺氣泡反光等原因造成的影響而選取同軸光源工業(yè)相機，通過同軸光源9的使用達到了高質(zhì)量的氣泡圖像；所述同軸光源工業(yè)相機沿著豎直方向和精密導軌18軸線方向移動。

進一步，為了提高校準精度，還可以在鋁鎂平尺10與校準平臺1之間安裝光柵式傾角傳感器，所述光柵式傾角傳感器用于鋁鎂平尺10傾角的檢測，且光柵式傾角傳感器與步進電機構(gòu)成閉環(huán)控制而使得鋁鎂平尺10形成多個標準傾角。

本實施例中，所述光柵尺位移傳感器和光柵式傾角傳感器的安裝方式為常規(guī)技術，例如，所述光柵尺位移傳感器由標尺光柵和光柵讀數(shù)頭兩部分組成，所述光柵讀數(shù)頭固定在滑座3底部，所述標尺光柵固定在與光柵讀數(shù)頭位置相對應的校準平臺1上；所述光柵式傾角傳感器由標尺光柵和光柵讀數(shù)頭兩部分組成，所述光柵讀數(shù)頭固定在滑臺14側(cè)面，所述標尺光柵固定在與滑臺14相對應的校準平臺1上。

線紋尺示值誤差校準：首先將鋁鎂平尺10調(diào)到水平位置，然后將待校準的水平尺平方在鋁鎂平尺10頂部，利用光柵尺位移傳感器與第一伺服電機13構(gòu)成閉環(huán)控制，自動移動瞄準各個校準點，然后移動第一工業(yè)相機6的鏡頭并讀取水平尺刻度線的高質(zhì)量圖像并輸給圖像處理系統(tǒng)，然后手動或自動計算出線紋尺示值誤差，示值誤差＜±0.05mm。

分度值示值誤差校準：首先將鋁鎂平尺10調(diào)到水平位置，然后將待校準的水平尺平方在鋁鎂平尺10頂部，移動同軸光源工業(yè)相機并讀取水平尺中氣泡的高質(zhì)量圖像并傳輸給圖像處理系統(tǒng)，然后利用光柵式傾角傳感器與步進電機15構(gòu)成的閉環(huán)控制，自動升降鋁鎂平尺10的左端以形成標準傾斜角度，軸光源工業(yè)相機再次讀取此時水平尺中氣泡的高質(zhì)量圖像并傳輸給圖像處理系統(tǒng)，手動或自動計算出分度示值誤差，示值誤差＜±0.02mm/m。

本裝置中采用精密導軌18、精密轉(zhuǎn)軸16、伺服電機13和步進電機15的閉環(huán)控制使得在線紋尺示值誤差校準中各個校準點的高精度自動瞄準和分度示值誤差校準中鋁鎂平尺10高精度標準傾斜角度的形成，從而實現(xiàn)了一種檢測精度高、校準效率高、可批量校準的基于圖像識別的全自動水平尺校準裝置。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等詞語來限定零部件的話，本領域技術人員應該知曉：“第一”、“第二”的使用僅僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，如沒有另外聲明，上述詞語并沒有特殊的含義。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換，但這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。