[发明专利]转盘半径及安装偏心四转位坐标增量检测方法及检测装置

摘要

本发明涉及一种转盘半径及安装偏心四转位坐标增量检测方法及检测装置，将被测转盘部件的转轴固定于标准转台上，建立四转位各点的圆周偏心转位定点坐标增量方程组，通过方程组求解获得在初始转位时转盘中心偏离量坐标，并计算得转盘半径和安装偏心，以及任意转位时转盘中心偏离量。该装置简单实用，易于操作；提出的方法简便，精度高，容易实现，为转盘类部件的尺寸和误差检测提供了高效、高精度的测量装置和方法，并为转盘类部件的同轴度的精调提供依据。本发明的方法及装置适用于圆形光栅、机械调制盘、光电编码器码盘等转盘部件的尺寸及偏心误差检测。尤其适用于转盘偏心误差较小，且其尺寸和形状误差远小于偏心误差的检测。

主权项

1.一种转盘半径及安装偏心四转位坐标增量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：a、建立圆周偏心转位定点坐标增量方程：其中：x、y分别为与转盘转轴同轴的标准转台在初始角α位置时，转盘圆周上的一点A0在物空间坐标系X、Y坐标值，物空间坐标系的原点为标准转台转轴与被测转盘成像平面的交点O，X、Y坐标轴分别平行于数码显微镜的图像坐标轴；A0对应的物空间位置点A为定点；a、b分别为标准转台在初始位置时，成像平面上转盘中心O’与其转轴中心O在X、Y方向的偏离量，即偏心初始位置的X、Y坐标值；θi为标准转台当前转位相对于初始位置的转动角度，Δxi和Δyi分别为当前转位边缘点Ai与定点A在物空间坐标系下X、Y坐标的增量；b、图像采集，利用光轴与标准转台转轴平行的数码显微镜，分别在标准转台的四个转角位置α+θi上采集四个转位转盘圆周边缘局部图像Ii，i＝1、2、3、4，其中α为标准转台的初始角，四个转位尽量在转盘圆周内均匀分布，且取θ1＝0；c、图像处理，对四个转位转盘的局部图像Ii进行畸变校正、像素标定、边缘提取的图像处理过程，得校正后的局部图像I’i、显微成像的横纵方向的像素当量βx、βy和转盘的边缘；d、选取转盘在同一圆周上的边缘点，在初始转位的校正后局部图像I’1上选择转盘同一圆周的两个边缘点A0和A1，在其余转位时的校正后局部图像I’2、I’3和I’4上分别各选择转盘同一圆周的一个边缘点A2、A3和A4；e、确定各边缘点的图像坐标，以局部图像左下角的像素中心为原点OI，分别沿像素横向分布向右为横坐标轴，沿像素纵向分布向上为纵坐标轴，建立图像坐标系XIOIYI，在四个校正后局部图像I’i中确定5个边缘点Aj在图像坐标系的坐标xj，yj，坐标单位为像素数，j＝0、1、2、3、4；图像坐标系XIOIYI坐标轴与物空间坐标系XOY坐标轴平行，定点A在物空间坐标系的坐标x，y，单位为mm；f、计算四转位边缘点Ai与定点A在物空间坐标系的X、Y坐标增量：Δxi＝‑βx(xi‑x0)                        (2)Δyi＝‑βy(yi‑y0)                        (3)其中：βx、βy为显微成像的横向、纵向像素当量，即显微图像像素长、宽对应的物方尺寸，单位为mm/像素；g、圆周偏心转位定点坐标增量方程联立求解，将Δxi、Δyi分别代入方程(1)，四个转位得四个方程式，四方程联立求解得转盘中心偏心位置坐标(a，b)、定点A的坐标(x，y)；当方程组多解时，根据定点坐标的数值范围和偏心值的范围选取合理值；h、计算被测转盘半径R和安装偏心误差e：转盘在当前转位α+θ时的偏心位置(a’，b’)：