[发明专利]一种用于大型精密轴类零件的视觉检测系统

权利要求书

1.一种用于大型精密轴类零件的视觉检测系统，其特征在于，包括：控制模块和测量模块；

所述控制模块包括：用于发送指令和接收及处理数据信息的工控机；用于接收工控机发送的指令并控制伺服电机工作的运动控制卡；用于将检测数据和结果等信息打印出来，以备后期存档或其他用途的打印机；用于控制视觉传感器模块进行数据采集的传感器控制器以及用于整个系统电路连接的电控系统及操作按钮和指示灯；

所述测量模块包括：用于对待测轴（10）进行数据采集的视觉传感器模块；用于将视觉传感器模块移动的距离传递给工控机的光栅尺（9）；用于控制模块、测量模块和待测轴（10）固定支撑的平台底座（1）；用于待测轴（10）定位的夹持装置（8）；用于驱动待测轴（10）做旋转运动的伺服电机一（2）；用于驱动滚珠丝杠（6）旋转带动视觉传感器模块沿滚珠丝杠6进行移动的伺服电机二（3）；

所述光栅尺（9）固定在滚珠丝杠（6）上，所述滚珠丝杠（6）位于夹持装置（8）两侧且其轴线于夹持装置（8）的中轴线平行，所述视觉传感器模块与滚珠丝杠（6）连接，通过伺服电机二（3）滚珠丝杠（6）旋转驱动沿着视觉传感器模块进行移动。

2.根据权利要求1所述的一种用于大型精密轴类零件的视觉检测系统，其特征在于，所述夹持装置（8）包括头架（81）和尾座（82），所述头架（81）和尾座（82）中轴线重合并安装在平台底座（1）所述平台底座（1）上设置有燕尾槽（83），所述头架（81）和尾座（82）置于燕尾槽内并固定于平台底座（1）上，通过调节尾座（82）在平台底座（1）的位置来实现待测轴（10）的固定。

3.根据权利要求1所述的一种用于大型精密轴类零件的视觉检测系统，其特征在于，所述视觉传感器模块包括发射器（4）和接收器（5），通过发射器（4）发出均匀稳定的线结构光通过待测轴（10）传递给接收器（5），所述接收器（5）将接收到的线结构光传递给工控机。

4.根据权利要求1所述的一种用于大型精密轴类零件的视觉检测系统，其特征在于，所述测量模块的滚珠丝杠6两侧均安装有限位开关（7），限位开关（7）与待测轴（10）的两端对齐，当所述当视觉传感器模块移动到待测轴（10）的轴端时通过接触限位开关（7），控制视觉传感器模块停止运动或沿相反方向运动。

5.根据权利要求1所述的一种用于大型精密轴类零件的视觉检测系统，其特征在于，所述视觉检测模块中的CCD传感器由两套小型CCD传感器组成 ，其分别位于待测轴（10）的上下两侧，所述两套小型CCD传感器之间的间距通过标准轴进行标定。

6.根据权利要求1所述的一种用于大型精密轴类零件的视觉检测系统，其特征在于，所述同轴度误差测量过程为：

步骤11：视觉传感器模块静止不动，工控机发送指令，伺服电机一（2）工作，待测轴（10）旋转，同时，传感器控制器控制视觉传感器采集待测轴（10）表面数据信息；工控机发送固定脉冲数指令，通过伺服电机一（2）控制待测轴（10）的旋转角度，待测轴（10）旋转一周后停止，至此，待测轴（10）的一段截面表面数据采集完毕；

步骤12：伺服电机二（3）工作，滚珠丝杠6旋转带动视觉传感器模块向前移动一段距离后停止，重复上述过程，直至将待测轴（10）所有截面表面数据采集完毕；

步骤13：建立空间直角坐标系，以待测轴（10）的轴径方向为x轴，以垂直于x轴的轴径方向为y轴，以轴线方向为z轴，通过最小二乘法确定待测轴（10）回转轴线位置；

步骤14：通过视觉传感器采集的数据信息得到待测轴（10）在旋转过程中任意角度的实时直径值D；

步骤15：以待测轴（10）旋转过程中的直径D中点为点集P，通过最小包容圆算法求取点集P的最小包容圆，将测量过程的所有截面的最小包容圆拟合为圆柱体；

步骤16：通过上述所求回转轴线与圆柱体之间的关系可求得待测轴（10）的同轴度误差。