[发明专利]一种编码器偏心调整系统中光栅盘偏心位置计算方法

说明书

本发明公开了一种用于检测光栅编码器装配过程中主轴与码盘之间偏心位置检测的方法，其特征在于，电机带动编码器主轴均匀采集十二个位置的完整图片并记每张图片的角度为电机累计旋转的角度；利用垂直投影法确定了最左侧边缘在图像中的位置,对图像进行边缘检测后提取最左侧边缘上的点，对提取到的边缘点进行直线拟合后计算直线的中点距图像最右边的距离；本发明使用圆的极坐标方程表示12张图像中边缘位置的变化，把十二张图片所在的角度和直线中点距图像最右边的距离带入圆的极坐标方程后使用最小二乘法求出偏心所在的位置。

技术领域

本发明涉及光栅编码器装配技术领域，特别是一种用于编码器偏心调整系统中的光栅编码器偏心位置计算方法。

背景技术

光栅盘与编码器的主轴之间的同轴度会影响光电编码器的精度和性能，所以调整编码器主轴与光栅盘之间的同轴度是光电编码器装配过程中十分重要的一步，传统的偏心调整方法是把编码器放在显微镜下通过工人手动敲击光栅盘的边缘完成调整，传统的偏心调整方法对工人的熟练度要求较高，所以需要一种自动化调整设备代替工人完成光栅编码器的偏心调整，光栅偏心调整系统通过对镜头内光栅图像进行特征提取后计算偏心位置后旋转主轴使最大偏心位置朝向推杆，然后驱动推杆完成调整，为了提高偏心检测精度，本发明提出了一种基于机器视觉的采集多张图片计算偏心位置的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种编码器偏心调整系统中光栅盘偏心位置计算方法，此方法可以解决因高倍率的远心镜头采集图像不完整而导致计算精度低、效率低等问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种编码器偏心调整系统中光栅盘偏心位置计算方法，其特征在于，按如下步骤实现：

S1:驱动伺服电机带动编码器主轴旋转，每间隔30°触发工业CCD相机采集一张完整的图像，总共采集12张图像；

S2：把采集到的灰度图像进行灰度值为0和1的二值化，对二值化后的图像进行垂直投影后遍历数组，找到图像最左侧边缘所在的区域；

S3：对采集到图像高斯滤波后进行canny边缘检测，边缘检测后提取最左侧边缘所在区域的边缘点；

S4：使用最小二乘直线拟合法拟合提取到的圆弧上的边缘点，计算拟合出的直线段的中点距离图像最右侧的距离l_i；

S5：设每张图像采集时主轴累计旋转的角度为θ_i，则第一张图像的角度θ₁为0゜，最后一张图像的角度θ₁₂为330゜，把12张图像的l_i和θ_i带入圆的极坐标方程后求解方程组得出a、b和r的值；

S6：根据求得的a、b和r计算偏心大小l_e和偏心角度θ_e。

在本发明一实施例中，在所述步骤S4中，将将图像的高度h除二后带入拟合边缘得到的直线方程中求得坐标点(x_i, h/2),则拟合出的直线段的中点距离图像最右侧的距离l_i等于图像的长度减去x_i。

在本发明一实施例中，在所述步骤S6中，偏心大小l_e的计算方法为 ,偏心角度，然后根据a和b的正负确定θ_e所在象限后可确定θ_e的大小。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明提出一种通过采集光栅盘上同一圆上的12段圆弧计算码盘与光栅主轴之间的偏心位置的方法；本发明通过垂直投影的方法从三个相邻的边缘中找到最左侧边缘所在的区域以减小运算量和干扰；本发明提出了一种使用直线拟合处理小段圆弧的方法以减小噪声的影响；本发明使用圆的极坐标方程表示多张图片中边缘位置的变化并通过最小二乘法求解偏心位置提高了偏心检测的准确性。

附图说明