[发明专利]轿车转向管柱角度的在线测量方法

说明书

本发明涉及的是一种测量方法，特别是一种轿车转向管柱角度的在线测量方法。属于工业自动化类领域。

转向管柱是轿车中的一个重要配件，它是由一个带缺口的圆柱体和一个扭曲的弓形冲压件焊接而成。弓形冲压件与圆柱体的缺口中线呈不规则的夹角θ，该夹角的误差将直接影响轿车方向盘和驾驶仪表面板的安装，所以，转向管柱是轿车总成生产线上需要重点检测的零件。由于被测角θ的位置比较特殊，测量工作有很大难度。因为：

1)θ角是弓形冲压件中的平面与虚拟参考面的夹角；

2)弓形冲压件形状也不规则，因而导致边缘线也并非直线。

现有的解决办法是手工测量，由于测量过程十分烦琐，只能对生产零件进行少量抽查。现有技术存在不足：手工测量，费工费时，自动化程度低；不能在生产线上对每个零件实时测量，只能采用离线抽检的方法；手工接触式手工测量和人工计算，测量精度低、可靠性差。通过专利文献的检索，未发现有上述的转向管柱夹角θ的在线自动测量方法。

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种轿车转向管柱角度的在线测量方法，提高了产品的合格率。

本发明具有实质性特点和显著进步，如：自动实时测量；可对每个零件在线测量；非接触式测量，构造简单，安装、维护方便；采用图像自动测量技术，测量精度及可靠性高。

以下结合附图对本发明的技术方案和实际测量方法一并进一步描述：

图1特殊夹角θ的示意图

图2特殊夹角θ的府视示意图

图3本发明实测示意图

图4零件豁口示意图

如图1、图2所示，本发明提出的测量方法如下：1、测量机构设计要求：

测量机构由两个基准平台L1、L2和摄像头构成，基准平台L1、L2和摄像头之间应满足以下要求：

当一个标准零件的b₁b₂b₃b₄平面与基准台L₁面夹紧、同时标准零件的圆柱体与基准台L₂贴紧时，圆柱体上的豁口d₁-d₂的垂线d₀o与摄像机的取景轴线h₁h₂重合，此时被测的角θ，应为零件设计的标准值3°40′。2.实际零件测量步骤：

(1)将一个实际零件与基准台L₁和L₂面贴紧；

(2)如图3、图4所示，用摄像机摄取零件豁口的图形，经过计算机图象预处理，可以得到零件的边缘图象；

其中l₁、l₄是圆柱外缘线，l₂、l₃是豁口边缘纹。实际工件的l₂、l₃可能不是直线，可经过计算机数学处理，可将其平滑；

(3)根据l₁、l₄与l₂、l₃之间的比例关系，推算出e₀o与摄像轴线h₁h₂的夹角α；

(4)测得实际工件的角度为：θ＝θ₀+α。

3、的摄像区和测量分辨率设计要求

要使θ的测量精度达到0.1°，相应于图象线段长度的分辨率要达到0.032mm。对于640×588点的摄像机而言，其摄像区域大约为18mm²，即应满足的条件。4、减小测量误差的方法：

(1)减小摄像的线误差：要求被测配件的圆柱豁口与基准台面紧密贴合，零件的圆柱体形变控制在摄像机聚焦范围为限；

(2)减小图象边缘线误差：在图象处理过程中，应取最小方差为边缘线测量终值。