[发明专利]轴外径长度检测的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学检测方法及装置，尤其涉及一种用于检测轴类的外径及长度的方法及装置。

背景技术

随着中国市场经济的高速发展和现代人对办公成本、效率、生活品质的需求不断提升，制造商对产品质量要求也是越来越高，而传统人工检测轴类产品的方法存在工作强度大、效率低、稳定性差的缺点，所以目前的手工测量方式越来越不能满足现代生产的要求，轴类行业制造厂商越来越迫切需求能自动，高精度，多功能检测轴类零件的设备。CCD作为一种能有效实现动态跟踪的非接触检测技术，被广泛应用于光学测试领域，在尺寸测量中，通常采用合适的照明系统使被测物体通过物镜成像在CCD靶面上，通过对CCD输出的信号进行适当处理，提取测量对象的几何信息，结合光学系统的变换特性，可计算出被测尺寸。因此采用CCD技术，将计算机图像处理技术与传统测量方法相合，能获得被测对象的更多信息，实现快速，准确的无接触测量，将会显著提高测量技术水平和智能化水平。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种快速准确自动检测轴的长度、外径的检测方法及检测装置。

本发明所述的轴外径长度检测方法，包括如下步骤：

①将待测轴放于产品受台上定位后，由CCD影像系统获取图像采集数据，通过对图像进行投影处理判定待测物体边缘位置并记录边缘位置坐标，并记录对应伺服位置，而后传递到计算机；

②通过水平移动机构沿轴向移动CCD影像系统到设定位置，并由光栅尺装置记录移动位移量传递到计算机，CCD影像系统再次获取图像采集数据，通过对图像进行投影处理判定待测物体边缘位置同时记录边缘位置坐标，并记录对应伺服位置，而后传递到计算机；

③重复步骤2直至CCD影像系统获取到最后设定位置上轴的图像；

④计算机将所获得的图像数据及光栅数据进行综合处理计算出轴的外径长度值。

上述方案中，步骤①所述通过对图像进行投影处理判定待测物体边缘位置是指采用通过相对于检测方向实施垂直扫描，并求得各投影线的平均浓度的投影色阶图，根据色阶颜色深浅变化量判定检测物体的边缘，以测量变化量是否达到边缘判定条件来判定检测到物体的边缘位置。

上述方案中，其步骤④所述轴的外径是通过计算同一轴段两边缘位置的径向宽度获得，轴的长度值是通过计算同一轴段两边缘位置的轴向长度获得。

为了提高检测精度并获得轴的真圆度值，在其步骤①或步骤③的同时还可通过轴旋转驱动机构驱动产品旋转，由CCD影像系统获取图像采集数据，获得同一位置的多个坐值以取该位置的平均值提高测量精度，并得到外径的最大最小值以计算出轴该点的真圆度值。

本发明所述的轴外径长度检测装置所采用的技术方案是：所述轴外径长度检测装置包括工作台、产品受台、CCD影像系统、水平移动机构、计算机、光栅尺装置、CPU-PLC，所述产品受台安装于工作台面上用以放置待测轴，所述CCD影像系统包括用以拍摄图像的CCD、放大图像大小倍数的镜头及记录拍摄图像数据的CCD控制器，所述水平移动机构包括导轨、伺服驱动结构，导轨安装在工作台支撑架上，与轴平行，CCD及镜头垂直于轴安装在导轨上，光栅尺装置包括光栅尺、光栅尺读数头，光栅尺平行于导轨安装在工作台支撑架上，光栅尺读数头与CCD影像系统固定在一起对准光栅尺，由CPU-PLC控制伺服驱动结构驱动随CCD影像系统一起沿轴向水平移动，CCD影像系统及光栅尺装置将所获得图像及数据传送到计算机进行综合处理计算出轴的外径、长度值。

所述产品受台包括两支撑座及至少一根导向轴，导向轴水平且相互平行安装，两支撑座上用以放置待测轴，安装于导向轴左右两侧并可自由水平移动，待测轴的正下方设置背光源。

所述产品受台还可包括一原点定位装置等放置于导向轴左侧，优选为顶尖，既作为原点定位装置，又可防止产品在旋转过程中左右移动。

所述伺服驱动结构包括伺服电机、丝杆、丝杆连接件，伺服电机安装在支撑架上，并与丝杆连接，丝杆平行于导轨，丝杆连接件安装在丝杆上，并与一安装座固定，CCD影像系统及光栅尺读数头安装于安装座上，由伺服电机带动丝杆转动使丝杆连接件沿丝杆左右水平移动并带动安装座上的CCD影像系统及光栅尺读数头移动。