專利名稱：一種基于圖像輔助的微小零件回轉(zhuǎn)調(diào)心方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種微小零件回轉(zhuǎn)調(diào)心方法，屬于精密測量及加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在精密檢測及加工過程中，ー項非常重要的準(zhǔn)備工作是調(diào)節(jié)被測量或被加工零件的回轉(zhuǎn)中心與檢測設(shè)備或加工機(jī)床的回轉(zhuǎn)軸線一致。特別在微小零件的檢測和加工時，其 操作難度更大。如何精確、快速地檢測出零件特征的回轉(zhuǎn)中心與檢測或加工設(shè)備的回轉(zhuǎn)軸線的偏差量，并進(jìn)一歩通過調(diào)心裝置將二者調(diào)節(jié)一致，成為ー項很有意義的研究內(nèi)容。要實(shí)現(xiàn)零件的調(diào)心，實(shí)際上要解決兩個問題，第一個問題是怎樣檢測零件當(dāng)前的回轉(zhuǎn)中心；第二個問題是用什么裝置和機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)調(diào)心。目前，國內(nèi)外精密檢測和加工設(shè)備上通常采用電感傳感器或千分表等位移傳感器接觸零件外圓的方法來檢測零件的回轉(zhuǎn)中心，進(jìn)而采用手動或電動的裝置和結(jié)構(gòu)進(jìn)行。這對于一般的較大尺寸回轉(zhuǎn)體零件而言，操作相對較為方便，使用也很簡潔，僅需要調(diào)節(jié)使零件外圓表面在旋轉(zhuǎn)過程中，傳感器示數(shù)恒定(滿足要求)即可。然而這些傳感器一般尺寸較大，對零件表面的接觸力也較大，這常常會對微小的零件，特別是微小非金屬、有機(jī)材料及空心薄壁結(jié)構(gòu)等零件表面有破壞作用，對非外圓零件的調(diào)節(jié)也難以實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于圖像輔助的微小零件回轉(zhuǎn)調(diào)心方法，該調(diào)心方法借助于圖像輔助設(shè)備實(shí)現(xiàn)各種超精密加工、檢測設(shè)備上安裝零件的非接觸、無損傷調(diào)心。實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是
一種基于圖像輔助的微小零件回轉(zhuǎn)調(diào)心方法，所述的回轉(zhuǎn)調(diào)心方法是借助于圖像輔助設(shè)備實(shí)現(xiàn)的，所述的圖像輔助設(shè)備包括C⑶視頻顯微鏡、ニ維位移調(diào)心臺面、回轉(zhuǎn)主軸及計算機(jī)系統(tǒng)，ニ維位移調(diào)心臺面安裝在回轉(zhuǎn)主軸上，ニ維位移調(diào)心臺面通過回轉(zhuǎn)主軸的轉(zhuǎn)動驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，CXD視頻顯微鏡通過數(shù)據(jù)線與計算機(jī)系統(tǒng)連接，CXD視頻顯微鏡位于ニ維位移調(diào)心臺面的正上方，所述的回轉(zhuǎn)調(diào)心方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)
步驟ー首先將待調(diào)心的微小零件安裝在ニ維位移調(diào)心臺面上，并將回轉(zhuǎn)主軸停止在任意ー個位置上，計算機(jī)系統(tǒng)捕獲一幅所述的待調(diào)心的微小零件的圖像も假定在圖像a上待調(diào)心的微小零件的回轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)為Cr。，yc)；
步驟ニ 在圖像a上選定外圓輪廓邊緣上的三個特征點(diǎn)，由所選定的三個特征點(diǎn)，計算出此外圓輪廓的圓心位置及半徑大小，并在上述初步確定了圓心、半徑的基礎(chǔ)上，在圖像a上選取數(shù)個外圓輪廓邊緣點(diǎn)，進(jìn)ー步用最小ニ乘擬合的方法精確求得外圓圓心的位置坐標(biāo)Cr1,八)，并將求得的外圓輪廓圓心特征點(diǎn)Cr1, J^1)標(biāo)識在圖像a上；
步驟三將回轉(zhuǎn)主軸按著順時針或逆時針方向旋轉(zhuǎn)ー個已知的角度〃，再捕獲一幅該待調(diào)心的微小零件的新圖像ゐ；
步驟四根據(jù)步驟ニ中的方法確定特征點(diǎn)Cr1, J^1)在所述的新圖像6上的新位置坐標(biāo)Cr2，_F2)，并計算出外圓輪廓的半徑大??；
步驟五由ニ維剛體運(yùn)動幾何關(guān)系，有
權(quán)利要求
1.一種基于圖像輔助的微小零件回轉(zhuǎn)調(diào)心方法，其特征是所述的回轉(zhuǎn)調(diào)心方法是借助于圖像輔助設(shè)備實(shí)現(xiàn)的，所述的圖像輔助設(shè)備包括CCD視頻顯微鏡(I)、ニ維位移調(diào)心臺面(3)、回轉(zhuǎn)主軸(4)及計算機(jī)系統(tǒng)(5)，ニ維位移調(diào)心臺面(3)安裝在回轉(zhuǎn)主軸(4)上，ニ維位移調(diào)心臺面(3)通過回轉(zhuǎn)主軸(4)的轉(zhuǎn)動驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，CXD視頻顯微鏡(I)通過數(shù)據(jù)線與計算機(jī)系統(tǒng)(5)連接，C⑶視頻顯微鏡(I)位于ニ維位移調(diào)心臺面(3)的正上方，所述的回轉(zhuǎn)調(diào)心方法按以下步驟實(shí)現(xiàn) 步驟一首先將待調(diào)心的微小零件(2)安裝在ニ維位移調(diào)心臺面(3)上，并將回轉(zhuǎn)主軸(4)停止在任意ー個位置上，計算機(jī)系統(tǒng)(5)捕獲一幅所述的待調(diào)心的微小零件(2)的圖像ル假定在圖像a上待調(diào)心的微小零件(2)的回轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)為Cr。，ァ。)； 步驟ニ 在圖像a上選定外圓輪廓邊緣上的三個特征點(diǎn)，由所選定的三個特征點(diǎn)，計算出此外圓輪廓的圓心位置及半徑大小，并在上述初步確定了圓心、半徑的基礎(chǔ)上，在圖像a上選取數(shù)個外圓輪廓邊緣點(diǎn)，進(jìn)ー步用最小ニ乘擬合的方法精確求得外圓圓心的位置坐標(biāo)Cr1,八)，并將求得的外圓輪廓圓心特征點(diǎn)Cr1, J^1)標(biāo)識在圖像a上； 步驟三將回轉(zhuǎn)主軸(4)按著順時針或逆時針方向旋轉(zhuǎn)ー個已知的角度〃，再捕獲ー幅該待調(diào)心的微小零件(2)的新圖像ゐ； 步驟四根據(jù)步驟ニ中的方法確定特征點(diǎn)Cr1, J^1)在所述的新圖像6上的新位置坐標(biāo)Cr2, _72)，并計算出外圓輪廓的半徑大??； 步驟五由ニ維剛體運(yùn)動幾何關(guān)系，有
全文摘要
一種基于圖像輔助的微小零件回轉(zhuǎn)調(diào)心方法。屬于精密測量及加工技術(shù)領(lǐng)域。該方法借助圖像輔助設(shè)備實(shí)現(xiàn)各種超精密加工、檢測設(shè)備上安裝零件非接觸、無損傷調(diào)心。將待調(diào)心的微小零件安裝在二維位移調(diào)心臺面上，計算機(jī)系統(tǒng)捕獲一幅圖像a，假定該待調(diào)心的微小零件的回轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)為(xc,yc)；求得外圓圓心的位置坐標(biāo)(x1,y1)，將求得的外圓輪廓圓心特征點(diǎn)(x1,y1)標(biāo)識在圖像a上；將回轉(zhuǎn)主軸旋轉(zhuǎn)已知的角度θ，再捕獲一幅新圖像b；確定新圖像b上的新位置坐標(biāo)(x2,y2)及外圓輪廓半徑；計算出待調(diào)心的微小零件的回轉(zhuǎn)中心位置(xc,yc)；使得動態(tài)圖像c上的待調(diào)心的微小零件的外圓圓心坐標(biāo)(x3,y3)與回轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)(xc,yc)的位置重合。本發(fā)明適合于易破損變形等微小零件的回轉(zhuǎn)調(diào)心。
文檔編號B23Q17/24GK102642155SQ20121013203
公開日2012年8月22日 申請日期2012年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月2日
發(fā)明者孫濤, 胡振江, 趙學(xué)森, 閆永達(dá), 高黨忠 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)