一種絲桿返程間隙標(biāo)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及機器視覺運動引導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種絲桿返程間隙標(biāo)定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前各種移動智能終端使用愈來愈廣泛，且智能終端的尺寸也在不斷的變小，加 工精度的要求也隨之提高，這就對工業(yè)生產(chǎn)線提出了更高的要求。工業(yè)生產(chǎn)線中幾乎所有 設(shè)備都涉及到運動機構(gòu)，目前市面上較常使用的運動機構(gòu)多采用開環(huán)或半閉環(huán)伺服驅(qū)動器 加絲桿或齒輪的運動機構(gòu)。但采用絲桿或齒輪的運動機構(gòu)誤差源較多，其中以返程間隙最 為明顯。由于返程間隙不屬于隨機誤差，并直接影響運動機構(gòu)的測量精度，因此在測量過程 中需要將該誤差消除。
[0003] 現(xiàn)有運動機構(gòu)對于絲桿返程間隙的消除，是通過千分表等測量儀器首先對返程間 隙進(jìn)行手動測量，然后在計算程序中，凡是涉及到返程間隙的數(shù)據(jù)時，均需將手動測量的返 程間隙數(shù)據(jù)進(jìn)行補償。由于需要手動測量返程間隙的數(shù)值，從而使得現(xiàn)有運動機構(gòu)的測量 過程較為繁瑣，且測量精度較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種絲桿返程間隙標(biāo)定方法，該方法不需人工進(jìn)行測 量，即可得到精度較高的絲桿返程間隙，大幅縮短返程間隙的測量時間。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了 一種絲桿返程間隙標(biāo)定方法，包括：
[0006] 選取運動平臺靜止時的位置為第一位置，在運動平臺上設(shè)置參考特征；
[0007] 在所述運動平臺的上方安裝圖像采集裝置；
[0008] 利用圖像采集裝置對所述運動平臺上的參考特征進(jìn)行圖像采集，并記錄所述參考 特征特征點的第一圖像坐標(biāo)p1;
[0009] 使運動平臺由第一位置向第二位置做非折返運動;在所述運動平臺到達(dá)第二位置 后，所述圖像采集裝置對所述運動平臺上的參考特征進(jìn)行圖像采集，并記錄所述參考特征 特征點的第二圖像坐標(biāo)P2 ;
[0010] 利用運動平臺第一位置與第二位置的距離Δ 1和第一圖像坐標(biāo)與第二圖像坐標(biāo)之 Δ? 間的距離計算像素當(dāng)量r，其中， .1 9
[0011] 在所述像素當(dāng)量計算完畢后，使運動平臺做折返運動，根據(jù)運動平臺參考特征特 征點折返運動前后的圖像坐標(biāo)的位置差計算返程間隙d = r| |pti_pt2| |，其中，pti為運動平 臺做折返運動前參考特征特征點的圖像坐標(biāo)、pt2為運動平臺做折返運動后參考特征特征 點的圖像坐標(biāo)，I |pti-pt2| |為折返運動前后參考特征特征點的圖像距離。
[0012] 優(yōu)選地，在計算像素當(dāng)量r的過程中，所述運動平臺可在多個位置之間做非折返運 .Α? 動，所述運動平臺多次非折返后的像素當(dāng)量為fUTfj丨Ρη為運動平臺在做η次非折返運 ：1 1 ?!' 9, 動后所述參考特征特征點的圖像坐標(biāo)，其中，η為大于等于1的自然數(shù)。
[0013] 其中，所述運動平臺至少一次沿X軸的非折返運動和至少一次沿Υ軸的非折返運 動。
[0014] 優(yōu)選地，所述運動平臺在做折返運動時，可進(jìn)行多次折返，所述運動平臺多次折返 后的返程間隙為d = r| |pti-ptm| |，其中，ptm為運動平臺在做m次折返運動后所述參考特征 特征點的圖像坐標(biāo)，其中，m為大于等于1的自然數(shù)。
[0015] 其中，所述運動平臺至少一次沿X軸的折返運動和至少一次沿Y軸的折返運動。
[0016] 由以上技術(shù)方案可知，本申請所述的絲桿返程間隙標(biāo)定方法將運動平臺中兩個位 置的距離映射到成像系統(tǒng)中，并將成像系統(tǒng)中兩個位置的距離與運動平臺上兩個位置的距 離進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)成像系統(tǒng)自動標(biāo)定并計算出運動平臺與圖像采集裝置之間的像素當(dāng)量。 在運動平臺進(jìn)行折返運動后，只需獲得運動平臺折返運動前后在圖像中的距離，并利用像 素當(dāng)量即可計算出運動平臺折返運動前后實際的返程間隙。因此，本發(fā)明所述的絲桿間隙 標(biāo)定方法具有自動化高、精度高及效率高的特點。
【附圖說明】
[0017] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所 需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施 例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲 得其他的附圖。
[0018] 圖1示出了絲杠返程間隙的示意圖；
[0019] 圖2示出了絲桿返程間隙標(biāo)定方法的流程圖；
[0020] 圖3示出了圖像采集裝置安裝于運動平臺上方的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4為根據(jù)一優(yōu)選實施例示出的成像系統(tǒng)自動標(biāo)定時運動平臺的走位路徑圖； [0022]圖5為成像系統(tǒng)自動標(biāo)定流程圖；
[0023]圖6為根據(jù)一優(yōu)選實施例示出的用于計算返程間隙時運動平臺的走位路徑圖； [0024] 圖7為絲杠返程間隙測量流程圖。
【具體實施方式】
[0025]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0026]圖1示出了絲杠返程間隙的示意圖。根據(jù)圖1，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，絲桿的返程間 隙只在每次運動方向相反時存在，如果一直向一個方向運動，則不會存在返程間隙。從①~ ③過程中，絲桿每次順時針旋轉(zhuǎn)兩圈；從③~⑤過程中，絲桿每次逆時針旋轉(zhuǎn)兩圈，螺紋間 距為d，實際運動的距離如圖1所示。同時本發(fā)明的發(fā)明人注意到，計算機視覺具有高精度、 無損的成像及定位特點，已被越來越多地應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中。于是，本申請的發(fā)明人利用計 算機視覺的特點并結(jié)合返程間隙具有的特性，提供了一種準(zhǔn)確測量絲杠返程間隙的標(biāo)定方 法，其精度可達(dá)到亞像素級別，同時該方法還具有高效、自動化、無需增加成本的優(yōu)點。
[0027] 需要說明的是，在本申請中，運動平臺的非折返運動是指運動平臺進(jìn)行與上一次 運動方向相同的運動。運動平臺的折返運動是指運動平臺進(jìn)行與上一次運動方向相反的運 動。運動平臺在絲桿的帶動下運動。
[0028] 下面對本申請中絲桿返程間隙的標(biāo)定方法進(jìn)行詳細(xì)闡述。圖2示出了絲桿返程間 隙標(biāo)定方法的流程圖。如圖1所示，包括如下步驟：
[0029 ] S201:選取運動平臺靜止時的位置為第一位置，在運動平臺上設(shè)置參考特征。
[0030] 本申請中的標(biāo)定方法利用計算機視覺實現(xiàn)，故需在運動平臺上設(shè)置參考特征來進(jìn) 行圖像位置定位。運動平臺上的參考特征可選用色塊、文字、規(guī)則圖案或其他具有標(biāo)志性的 固定物。需要說明的是，參考特征選用色塊、文字、規(guī)則圖案等只是示例性的，凡是能夠提高 精度，具有高清特征，如激光蝕刻或高清打印機打印的圖案等均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0031] S202:在運動平臺的上方安裝圖像采集裝置。
[0032] 圖像采集裝置的安裝于運動平臺上方、能夠采集到參考特征圖像的位置。圖3示出 了圖像采集裝置安裝于運動平臺上方的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033] S203:圖像采集裝置對運動平臺上的參考特征進(jìn)行圖像采集，并記錄參考特征特 征點的第一圖像坐標(biāo)Pu
[0034] 在本申請中，參考特征通常為一個坐標(biāo)集合，為便于圖像采集裝置進(jìn)行準(zhǔn)確定位， 本實施例中，在參考特征上選取一個特征點，如十字圖案的中心點，圓形的圓心等。圖像采 集裝置在采集圖像后，利用圖像定位算法自動定位并記錄參考特征特征點在圖像中的圖像 坐標(biāo)，即第一圖像坐標(biāo)Pi。
[0035] S204:使運動平臺由第一位置向第二位置做非折返運動。在運動平臺到達(dá)第二位 置后，圖像采集裝置對運動平臺上的參考特征進(jìn)行圖像采集，利用圖像定位算法自動定位 并記錄參考特征特征點的第二圖像坐標(biāo)p 2。
[0036]運動平臺在已知坐標(biāo)系中運動，運動平臺在第一位置移動到第二位置或其他位置 時，每個位置與其他位置之間的距離均可通過已知坐標(biāo)系計算得出。
[0037] S205:利用運動平臺第一位置與第二位置的距離Δ1和第一圖像坐標(biāo)與第二圖像 4/ 坐標(biāo)之間的距離計算像素當(dāng)量r，其中，
[0038] 本申請中所述的像素當(dāng)量r即圖像中參考特征特征點在兩個位置之間的距離與在 運動平臺上第一位置與第二位置之間距離的比值。
[0039]上述S201~205步驟為成像系統(tǒng)自動標(biāo)定，通過成像系統(tǒng)自動標(biāo)定可將運動平臺 中兩個位置的距離映射到成像系統(tǒng)中，并將成像系統(tǒng)中兩個位置的距離與運動平臺上兩個 位置的距離進(jìn)行關(guān)聯(lián)。
[0040] S106:在像素當(dāng)量r計算完畢后，使運動平臺做折返運動，根據(jù)運動平臺參考特征 特征點折返運動前后的圖像坐標(biāo)的位置差計算返程間隙d = r| Ipt