[发明专利]零件孔轴线的测量方法

摘要

本发明提供了一种零件孔轴线的测量方法，其包括步骤：S1，选取一个模拟轴，模拟轴的直径小于被测零件孔的直径；S2，在模拟轴上设立至少三个不共线的标志点，并采用三维视觉传感器对各标志点进行跟踪测量；S3，在模拟轴上建立标志点坐标系，标定出模拟轴的轴线方向与标志点坐标系之间的关系；S4，将选取的模拟轴逐渐装配到被测零件孔中，对于模拟轴插入被测零件孔中的任意深度di时，需要将模拟轴绕被测零件孔的轴线倾斜旋转至最大可允许的偏差角度θi，此时然后得到n组模拟轴最大可允许的偏差角度θi和对应的模拟轴2的轴线方向S5，基于步骤S4中得到的数据构建目标函数求出使目标函数最小时的最优解该方法操作方便、测量精度高、成本低。

主权项

1.一种零件孔轴线的测量方法，其特征在于，包括步骤：S1，选取一个需要装入被测零件孔(H)中的模拟轴(S)，且模拟轴(S)的直径小于被测零件孔(H)的直径，则模拟轴(S)与被测零件孔(H)之间的间隙记为σ；S2，在模拟轴(S)上设立至少三个不共线的标志点，并采用三维视觉传感器(T)对各标志点进行跟踪测量；S3，在模拟轴(S)上建立标志点坐标系，标定出模拟轴(S)的轴线方向与标志点坐标系之间的关系；S4，将选取的模拟轴(S)逐渐装配到被测零件孔(H)中，且在装配过程中，对于模拟轴(S)插入被测零件孔(H)中的任意深度d_i时，需要将模拟轴(S)绕被测零件孔(H)的轴线倾斜旋转至最大可允许的偏差角度θ_i，此时然后基于三维视觉传感器(T)对标志点的实时跟踪测量，在传感器坐标系下，得到n组模拟轴(S)最大可允许的偏差角度θ_i和对应的模拟轴(S)的轴线方向S5，基于步骤S4中得到的数据构建目标函数求出使目标函数最小时的最优解此时得到的即为被测零件孔(H)的轴线方向；其中，在步骤S3中，标志点坐标系的建立方法为：从所有标志点中选取不共线的三个标志点，坐标分别为坐标P1、P2、P3，令并将和叉乘得到和叉乘得到设为标志点坐标系的X轴，为标志点坐标系的Z轴，为标志点坐标系的Y轴，坐标P1为标志点坐标系的原点；模拟轴(S)的轴线方向与标志点坐标系之间的关系的标定过程为：首先，将模拟轴(S)沿其轴线方向运动N个位置，并用三维视觉传感器(T)跟踪测量坐标P1，将坐标P1的轨迹拟合成直线L，即得到模拟轴(S)的轴线在传感器坐标系下的位姿；然后，在模拟轴(S)运动的N个位置中的任意一个位置，用三维视觉传感器(T)对三个标志点分别进行测量，即得到由标志点建立的标志点坐标系在传感器坐标系下的位姿；接着，由于模拟轴(S)的轴线的位置由坐标P1确定，模拟轴(S)的轴线的姿态由三个向量确定，从而可构建从标志点坐标系到传感器坐标系的转换关系为Y＝RX+T，进一步得到从传感器坐标系到标志点坐标系的转换关系X＝R^‑1(Y‑T)，其中Y为传感器坐标系下的坐标，X为标志点坐标系下的坐标，R是旋转矩阵，T是平移向量且T为坐标P1；最后，基于X＝R‑1(Y‑T)，得到模拟轴(S)的轴线在标志点坐标系下的位姿为X＝R‑1(L‑T)。