[发明专利]一种导电杆V型槽间距和槽深的在位测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于图像传感器的在位测量装置，属于机械精密测量领域。

背景技术

导电杆是导电装置的重要元件，为多个金属滑环叠装、灌封式结构，由传递信号的数量决定了其环路的数量，是一类精密机械元件。通过导电装置的“Π”型电刷与其V型环槽对称双接触，借助电刷的弹性压力来传递信号及电流。导电杆的V型槽尺寸小，精度要求高。如图7、8所示，导电杆V型环槽数量较大，例如包括96个V型环槽，V型环槽的槽间距要求0.44mm±0.07mm槽深0.2mm，公差范围0到-0.02mm。

对高集成度导电杆检测的一般做法是：将加工后的工件在万能工具显微镜下对V型槽逐个进行槽间距和槽深的离线测量。对没有达到精度要求的工件直接进行报废处理。这样做法存在的问题是：工件加工过程中质量不可控，采用线下测量方法对V型槽的槽间距和槽深进行测量工作繁琐，对检测人员的技能要求高，需要多次拆装，还需要额外设置导电杆检测固定工装。对检测不合格的工件只能报废处理导致废品率高，造成资源浪费和整体加工效率低下。以上这些已经成为高集成度导电杆产品高效、高质生产加工的瓶颈问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种针对导电杆V型槽槽间距和槽深的在位测量装置。测量时被测工件无需从车床上拆卸下来，通过CCD相机拍摄被测工件的数字图像，通过对数字图像进行处理和识别，自动测量出被测工件的所有V型槽槽间距和槽深尺寸。

本发明目的通过如下技术方案予以实现：提供一种导电杆V型槽间距和槽深的在位测量装置，所述导电杆固定在车床上，在位测量装置包括CCD相机、镜头、可调焦距固定支架、光源、数据处理单元；

其中所述CCD相机设置在导电杆的正上方，固定在可调焦距固定支架上，所述CCD相机用于拍摄导电杆轮廓图像，并将图像传输至数据处理单元；

所述镜头固定在CCD相机上；

所述光源设置导电杆的正下方；

所述可调焦距固定支架将CCD相机固定在车床上，具有CCD相机焦距微调部件，能够实现CCD相机焦距微调；

数据处理单元用于接收并处理导电杆轮廓图像，获得导电杆V型槽间距和槽深的测量数据。

优选的，可调焦距固定支架底部具有连接部，该连接部与车床中托板的燕尾槽定位锁紧。

优选的，所述可调焦距固定支架还包括连杆，L型板和微调装置；所述CCD相机通过L型板固定在微调装置上，微调装置通过连杆夹持在可调焦距固定支架的竖直杆部分。

优选的，可调焦距固定支架还具有微调旋钮，微调旋钮通过内部的齿轮与微调装置内部的齿条啮合，实现CCD相机和镜头的上下移动。

同时提供一种所述装置的测量的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)开启光源，调整CCD相机的焦距，获得清晰的图像；

(2)采用标准件棋盘格进行位测量装置的标定；

(3)拍摄导电杆包含所有V型槽的图像，并发送至数据处理单元；

(4)数据处理单元接收所述图像后，依次提取每个V型槽的边缘序列点，具体方法为：求得像素点灰度值存在阶跃的点，所述阶跃的点即为图像边缘序列点；

(5)获得导电杆V型槽间距和槽深的数据。

优选的，获得导电杆V型槽间距和槽深的数据的具体方法为：

将所有边缘序列点进行拟合依次获得每个V型槽第一侧边和与其上部相交的第一水平边、每个V型槽第二侧边和与其上部相交的第二水平边；分别计算每个V型槽第一侧边和与其相交的第一水平边的交点坐标值和每个V型槽第二侧边和与其相交的第二水平边的交点坐标值；再计算每个V型槽两个交点的中点的坐标值；遍历每个V型槽第一侧边或第二侧边的所有边缘点，找出每个V型槽在竖直方向位置最低的点；计算第i个V型槽与第i+1个V型槽中点之间的距离，该距离即为导电杆第i个V型槽和第i+1个V型槽的槽间距，i取1到K-1，K为导电杆环槽的数量；

所述第一水平边和第二水平边共线，计算所在直线方程；计算下水平边所在直线方程，该直线经过竖直方向位置最低的点且平行于第一水平边和第二水平边所在直线；计算两条直线之间的距离，该距离即为导电杆V型槽槽深，依次计算K个V型槽槽深。

优选的，还包括步骤(7)判断每个V型槽间距和每个V型槽槽深是否在误差范围内，如果不在误差范围内则提示，将不合格导电杆环槽编号、间距和槽深标注红色。