本發(fā)明涉及機(jī)械加工及測(cè)量領(lǐng)域，特別涉及一種螺紋孔二維位置度在線自動(dòng)化測(cè)量方法。

背景技術(shù)：

隨著對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，螺紋孔的定位精度在自動(dòng)化生產(chǎn)中要求也在持續(xù)提高。位置度誤差評(píng)價(jià)的是加工后零件的實(shí)際中心、軸線等位置相對(duì)于其理想位置的變動(dòng)量或偏離程度。

對(duì)于螺紋孔的位置度測(cè)量，常見的方法有螺絲定位法，將螺絲擰入螺紋孔，測(cè)量螺絲的位置反映螺紋孔位置，這種方法難以實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)化檢測(cè)。

影像測(cè)量法——即通過(guò)已知坐標(biāo)參數(shù)的相機(jī)拍攝螺紋孔端面圖像，利用軟件處理，得到螺紋孔心在相機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，進(jìn)而評(píng)價(jià)螺紋孔的位置度。影像測(cè)量法的不足之處在于，螺紋的存在會(huì)導(dǎo)致相機(jī)拍攝的螺紋孔圖像的差異大，圖像模糊與失真，圖像處理的可靠性和精度低，影響后續(xù)的位置度評(píng)價(jià)結(jié)果，無(wú)法滿足高精度的測(cè)量需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種螺紋孔二維位置度在線自動(dòng)化測(cè)量方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中檢測(cè)螺紋孔位置度時(shí)，采用螺絲擰入方式無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化以及采用影響測(cè)量方式因螺紋存在造成圖像模糊或失真，測(cè)量精度低的問(wèn)題。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：提供了一種螺紋孔二維位置度在線自動(dòng)化測(cè)量方法，包括以下步驟：

步驟s1：將定位球固定于待測(cè)螺紋孔的端面圓上；

步驟s2：利用所述待測(cè)螺紋孔上方的相機(jī)對(duì)所述定位球進(jìn)行圖像拍攝；

步驟s3：根據(jù)拍攝圖像得出所述待測(cè)螺紋孔的位置度。

進(jìn)一步：所述步驟s1的具體實(shí)現(xiàn)方式為：

步驟s11：將定位球固定于氣缸的輸出軸的頂端；

步驟s12：?jiǎn)?dòng)所述氣缸控制所述定位球前進(jìn)后退，使所述定位球固定于所述待測(cè)螺紋孔的端面圓上。

上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過(guò)氣缸控制定位球前進(jìn)后退，控制方便簡(jiǎn)單，利于自動(dòng)化測(cè)量。

進(jìn)一步：所述步驟s2中，在對(duì)所述定位球進(jìn)行圖像拍攝之前，還需調(diào)節(jié)所述相機(jī)或待測(cè)螺紋孔的位置使相機(jī)的鏡頭位于所述待測(cè)螺紋孔的正上方。

上述進(jìn)一步方案的有益效果是：將相機(jī)鏡頭放置于待測(cè)螺紋孔的正上方，可減少后續(xù)計(jì)算的工作量，提高系統(tǒng)檢測(cè)效率。

進(jìn)一步：所述步驟s3的具體實(shí)現(xiàn)方式為：

步驟s31：測(cè)量所述相機(jī)的位置坐標(biāo)；

步驟s32：利用圖像處理算法計(jì)算出拍攝圖像中定位球的球心坐標(biāo)；

步驟s33：結(jié)合相機(jī)的位置坐標(biāo)與拍攝圖像中定位球的球心坐標(biāo)計(jì)算出所述定位球的位置坐標(biāo)；

步驟s34：獲得所述待測(cè)螺紋孔的位置坐標(biāo)。

本發(fā)明的有益效果是：利用接觸式定位球?qū)Υ郎y(cè)螺紋孔的位置進(jìn)行精確表征，定位球與待測(cè)螺紋孔緊密接觸，通過(guò)相機(jī)拍攝定位球，并結(jié)合圖像處理計(jì)算定位球的球心位置來(lái)實(shí)現(xiàn)待測(cè)螺紋孔二維位置度測(cè)量的方法，可以滿足其對(duì)位置度高精度自動(dòng)化測(cè)量的精度要求；另將氣缸，定位球，相機(jī)組合成測(cè)量傳感器，用于對(duì)待測(cè)螺紋孔的位置度進(jìn)行測(cè)量；所需器材簡(jiǎn)單易得，系統(tǒng)控制方便，且圖像處理方式簡(jiǎn)單，測(cè)量精度高，可實(shí)現(xiàn)便捷、精準(zhǔn)、快速的螺紋孔二維位置度在線自動(dòng)化測(cè)量。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明中一種螺紋孔二維位置度在線自動(dòng)化測(cè)量方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明中一種螺紋孔二維位置度在線自動(dòng)化測(cè)量方法的測(cè)量原理示意圖；

圖中：1為定位球，2為相機(jī)，3為氣缸，4為待測(cè)零件，41為待測(cè)螺紋孔。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

如圖1和圖2所示，一種根據(jù)螺紋孔二維位置度在線自動(dòng)化測(cè)量方法，包括以下步驟：

步驟s1：將定位球1固定于待測(cè)螺紋孔41的端面圓上；

步驟s2：利用所述待測(cè)螺紋孔41上方的相機(jī)2對(duì)所述定位球1進(jìn)行圖像拍攝；

步驟s3：根據(jù)拍攝圖像得出所述待測(cè)螺紋孔41的位置度。

優(yōu)選地：所述步驟s1的具體實(shí)現(xiàn)方式為：

步驟s11：將定位球1固定于氣缸3的輸出軸的頂端；

步驟s12：?jiǎn)?dòng)所述氣缸3控制所述定位球1前進(jìn)后退，使所述定位球1固定于所述待測(cè)螺紋孔41的端面圓上。

通過(guò)氣缸3控制定位球1前進(jìn)后退，控制方便簡(jiǎn)單，利于自動(dòng)化測(cè)量。

所述定位球1與所述氣缸3的輸出軸之間通過(guò)彈簧連接(圖中未示出)，當(dāng)定位球1處于待測(cè)螺紋孔41的上方時(shí)，氣缸3停止工作，因彈簧具有良好的彈性性能使定位球1可在其自身重力的作用下落入到待測(cè)螺紋孔41的端面圓上。

優(yōu)選地：所述步驟s2中，在對(duì)所述定位球1進(jìn)行圖像拍攝之前，還需調(diào)節(jié)所述相機(jī)2或待測(cè)螺紋孔41的位置使相機(jī)2的鏡頭位于所述待測(cè)螺紋孔41的正上方。將相機(jī)2的鏡頭放置于待測(cè)螺紋孔41的正上方，可減少后續(xù)計(jì)算的工作量，提高系統(tǒng)檢測(cè)效率。

優(yōu)選地：所述步驟s3的具體實(shí)現(xiàn)方式為：

步驟s31：測(cè)量所述相機(jī)2的位置坐標(biāo)；所述相機(jī)2的位置坐標(biāo)指相機(jī)2投影在待測(cè)零件4上的坐標(biāo)值。

步驟s32：利用圖像處理算法計(jì)算出拍攝圖像中定位球1的球心坐標(biāo)；所述定位球1的球心坐標(biāo)是指定位球1的球心在拍攝圖像區(qū)域內(nèi)的坐標(biāo)值，所述圖像處理算法求球心坐標(biāo)為現(xiàn)有技術(shù)，這里不再贅述。

步驟s33：結(jié)合相機(jī)2的位置坐標(biāo)與拍攝圖像中定位球1的球心坐標(biāo)計(jì)算出所述定位球1的位置坐標(biāo)；所述定位球1的位置坐標(biāo)指所述定位球1的球心投影在待測(cè)零件4上的坐標(biāo)值。

步驟s34：獲得所述待測(cè)螺紋孔41的位置坐標(biāo)。所述待測(cè)螺紋孔41的位置坐標(biāo)指所述待測(cè)螺紋孔41的軸心線投影在所述待測(cè)零件4上的坐標(biāo)值。因定位球1和待測(cè)螺紋孔41的端面圓均為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，因此，當(dāng)定位球1的表面可完全覆蓋待測(cè)螺紋孔41的端面圓圓周時(shí)，定位球1的球心投影在所述待測(cè)零件4上的位置坐標(biāo)與所述待測(cè)螺紋孔41的端面圓圓心投影在所述待測(cè)零件4上的位置坐標(biāo)是重合的，故可直接通過(guò)所述定位球1的球心坐標(biāo)得出所述待測(cè)螺紋孔41的端面圓圓心坐標(biāo)即所述待測(cè)螺紋孔41的軸心線投影在所述待測(cè)零件4上的坐標(biāo)值。

本發(fā)明利用接觸式定位球1對(duì)待測(cè)螺紋孔41的位置進(jìn)行精確表征，定位球1與待測(cè)螺紋孔41緊密接觸，通過(guò)相機(jī)2拍攝定位球1，并結(jié)合圖像處理計(jì)算定位球1的球心位置來(lái)實(shí)現(xiàn)待測(cè)螺紋孔41二維位置度測(cè)量的方法，可以滿足其對(duì)位置度高精度自動(dòng)化測(cè)量的精度要求；將氣缸3，定位球1，相機(jī)2組合成測(cè)量傳感器，用于對(duì)待測(cè)螺紋孔41的位置度進(jìn)行測(cè)量；所需器材簡(jiǎn)單易得，系統(tǒng)控制方便，且圖像處理方式簡(jiǎn)單，測(cè)量精度高，可實(shí)現(xiàn)便捷、精準(zhǔn)、快速的螺紋孔二維位置度在線自動(dòng)化測(cè)量。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種螺紋孔二維位置度在線自動(dòng)化測(cè)量方法，包括以下步驟：步驟S1：將定位球固定于待測(cè)螺紋孔的端面圓上；步驟S2：利用所述待測(cè)螺紋孔上方的相機(jī)對(duì)所述定位球進(jìn)行圖像拍攝；步驟S3：根據(jù)拍攝圖像得出所述待測(cè)螺紋孔的位置度。本發(fā)明利用接觸式定位球?qū)β菁y孔的位置進(jìn)行精確表征，定位球與待測(cè)螺紋孔緊密接觸，通過(guò)相機(jī)拍攝定位球，并結(jié)合圖像處理計(jì)算定位球的球心位置，可實(shí)現(xiàn)便捷、精準(zhǔn)、快速的螺紋孔二維位置度在線自動(dòng)化測(cè)量。

技術(shù)研發(fā)人員：朱麟;羅文;黃金發(fā);呂俊勇;王魁
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢捷眾汽車零部件有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.15
技術(shù)公布日：2017.09.15