[发明专利]一种摆线齿轮磨床在机非接触式工件轮廓检测系统与方法

说明书

本发明公开了一种摆线齿轮磨床在机非接触式工件轮廓检测系统，包括：机床转台、机床床身、CCD相机、远心镜头、投影机、机床控制系统、上位机，所述机床转台安装在底部机床床身上，工件通过中心定位孔装夹在机床转台上；所述CCD相机和投影仪固定在左侧机床床身上；所述机床控制系统与所述机床转台电路连接，用于控制转台转动，以测量不同位置下的工件轮廓；所述CCD相机与上位机电路相连，用于将拍摄的图像传输到上位机进行处理。本发明还公开了一种摆线齿轮磨床在机非接触式工件轮廓检测方法。本发明的系统与方法具有成本低、效率快、精度高的特点，可广泛运用于各种在机非接触式检测加工的场合，具有很大的潜力。

技术领域

本发明涉及工业在线轮廓的检测方法，特别是涉及一种摆线齿轮磨床在机非接触式工件轮廓检测系统与方法。

背景技术

随着近年来科技的发展，零部件的精度要求越来越高，相应的检测方法与系统也提出进一步要求。在实际生产中，加工工件的检测方法分为离机测量和在机测量，而在机测量又分为接触式测量和非接触式测量。离机测量虽然有着通用性高、测量范围大等优点，但是随着零部件形状越来越复杂，加工工艺要求越来越高，一旦离机后发现没有达到生产要求，带来的废品将产生很大的损失。因此，近年来越来越多的生产都在尝试着采用在机测量的检测方法。

接触式测量有着可靠性高、对测量环境要求较低，但是其有着难以克服的缺点：1)其精度受触针直径大小的影响，不能检测出小沟槽、小孔等表面进行测量。2)触针式测量与被测表面接触，两者之间存在一定压力，会产生一定的测量误差，使用一段时间后触针的精度也会下降。3)接触式测量所花费的时间较多。

非接触式测量虽然对测量环境要求有一定要求，但其有着很多优点：1)测量装备不与被测量表面直接接触，因此被测表面不会受到影响，也不会损耗到测量装置。2)避免了由于接触引入的测量误差，其测量误差由设备本身决定。3)测量速度快，一次性测量范围大，可同时获取成像面的所有数据。

以上为离机测量、在机接触式测量与在机非接触式测量的优缺点对比，可以看出非接触测量有着其快速方便检测的优点，在往后的生产中，必然会越来越热门。

实际生产测量中，三维非接触光学测量方法是通过往被测物体表面投射不同类型的光，并拍摄经被测物体表面形状而发生了改变的光图像，这些图像中就包含了被测物体表面的三维轮廓信息。实现非接触光学测量的方法种类有很多，常用的有：激光三角法、相位移法、干涉法、摄影法等等。其中激光三角法运用得最为广泛，激光三角法有着其独特的优点：计算相对简单、成本低、便于安装和维护等等。

现有的大部分磨床还是采用传统的离机测量或者在机接触式测量，因此，在在机结构光非接触式测量的众多优点的基础上，实现一种针对性摆线齿轮磨床的在机轮廓检测系统与方法很有必要。

发明内容

本发明的目的在于克服在机接触式测量速度慢、精度不高的缺点与不足，利用在机非接触式精度高、误差小、测量效率快的优良性能，提出一种在机结构光非接触式工件轮廓检测系统与方法。

为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案如下：

一种摆线齿轮磨床在机非接触式工件轮廓检测系统，包括：机床转台、机床床身、CCD相机、远心镜头、投影机、机床控制系统、上位机，所述机床转台安装在底部机床床身上，工件通过中心定位孔装夹在机床转台上；所述CCD相机和投影仪固定在左侧机床床身上；所述机床控制系统与所述机床转台电路连接，用于控制转台转动，以测量不同位置下的工件轮廓；所述CCD相机与上位机电路相连，用于将拍摄的图像传输到上位机进行处理。

进一步地，所述工件为回转体类零件，所述工件的中心线与机床转台的旋转中心线重合。

进一步地，所述CCD相机光轴、投影机的光轴和工件的旋转中心线均位于XOZ平面内，且所述投影机的轴线与工件的中心线在XOZ平面内垂直，所述CCD相机的轴线与投影机的轴线在XOZ平面内的夹角为α，夹角α可变。