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专利号: 2022104504327
申请人: 天津商业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种回转体同轴度误差检测装置,其特征在于:包括转台转动单元、接触式传感器单元、视觉传感器单元、标定单元和数据处理单元;其中转台转动单元用于固定被测工件并实现带动工件旋转;其中,接触式传感器单元用于获取轴孔类回转体内测孔的端面点云数据;

其中,视觉传感器单元用于获取轴孔类回转体轴的端面点云数据;标定单元用于标定接触式传感器单元和视觉传感器单元的相对位置关系;其中,数据处理单元用于处理所得相对位置关系及端面点云数据,得到回转体的同轴度误差评价参数。

2.根据权利要求1所述的一种回转体同轴度误差检测装置,其特征在于:得到的轴孔类回转体的同轴度误差评价参数,包括两轴线的位置坐标。

3.一种回转体同轴度误差检测方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1、将回转体的孔的轴线作为基准轴线,把接触式传感器单元和视觉传感器单元的测量统一在同一个空间坐标系下,建立以转台的回转轴线为Z轴的统一坐标系;

S2、测量孔的截面圆圆心坐标:接触式传感器单元在轴的带动下进入到零件内部的某一高度位置,对孔表面进行接触式测量,同时与转台旋转相配合,得到该截面的多个测量点数据,结合转台旋转角度,计算得到该截面圆圆心坐标;

S3、测量轴的截面圆圆心坐标:视觉传感器单元在轴带动下移动到某一高度,获取零件轴表面的轮廓形状,利用图像处理技术得到边缘直线方程,同时配合转台的旋转以及旋转角度信息,计算得到当前高度的截面圆圆心坐标;

S4、拟合孔的轴线的直线方程:上下移动接触式传感器单元测量多个截面圆圆心坐标,根据同轴度误差检测行业标准,利用最小二乘法拟合出孔的轴线在统一坐标系下的直线方程;

S5、计算同轴度误差值:通过前面步骤得到了基准轴线的直线方程,以及轴的截面圆圆心依次连接而成的实际被测轴线,根据同轴度误差的定义,直接计算得到同轴度误差值。

4.根据权利要求3所述的一种回转体同轴度误差检测方法,其特征在于:对所述S2和S3中出现的孔和轴的不同高度的截面圆进行测量,得到圆心坐标,根据不同高度的截面圆圆心坐标即可得到实际被测轴线以及拟合计算出基准轴线。

5.根据权利要求3所述的一种回转体同轴度误差检测方法,其特征在于:所述回转体同轴度误差检测方法适用于Visio Studio或Matlab平台。

6.根据权利要求3所述的一种回转体同轴度误差检测方法,其特征在于:所述S1中,利用特定的尖锐物体靶标、接触式传感器测头和标准环规进行标定,得到视觉传感器单元和接触式传感器单元的相对位置及二者之间的坐标关系,其步骤如下:S101、利用接触式传感器单元的测头在视觉传感器中成像,通过图像信息及各轴位置信息确定相对高度关系;

S102、基于三角形外接圆法的测量原理,得到孔表面截面圆测量数学模型,利用内径已知的标准环规进行标定,得到内测部件在统一坐标系下的位置关系;

S103、利用特定的尖锐物体靶标经过转台转动后,得到在两视觉传感器采集到的图像,求解两个视觉传感器成像区域边界到回转轴线的距离,确定视觉传感器单元在统一坐标系下的位置。