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)。