一種導電桿v型槽間距和槽深的在位測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于圖像傳感器的在位測量裝置，屬于機械精密測量領域。
【背景技術】
[0002]導電桿是導電裝置的重要元件，為多個金屬滑環(huán)疊裝、灌封式結構，由傳遞信號的數(shù)量決定了其環(huán)路的數(shù)量，是一類精密機械元件。通過導電裝置的“ Π ”型電刷與其V型環(huán)槽對稱雙接觸，借助電刷的彈性壓力來傳遞信號及電流。導電桿的V型槽尺寸小，精度要求高。如圖7、8所示，導電桿V型環(huán)槽數(shù)量較大，例如包括96個V型環(huán)槽，V型環(huán)槽的槽間距要求 0.44m m±0.07mm 槽深 0.2mm,公差范圍 O 到-0.02mm。
[0003]對高集成度導電桿檢測的一般做法是:將加工后的工件在萬能工具顯微鏡下對V型槽逐個進行槽間距和槽深的離線測量。對沒有達到精度要求的工件直接進行報廢處理。這樣做法存在的問題是:工件加工過程中質量不可控，采用線下測量方法對V型槽的槽間距和槽深進行測量工作繁瑣，對檢測人員的技能要求高，需要多次拆裝，還需要額外設置導電桿檢測固定工裝。對檢測不合格的工件只能報廢處理導致廢品率高，造成資源浪費和整體加工效率低下。以上這些已經(jīng)成為高集成度導電桿產品高效、高質生產加工的瓶頸問題。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種針對導電桿V型槽槽間距和槽深的在位測量裝置。測量時被測工件無需從車床上拆卸下來，通過CCD相機拍攝被測工件的數(shù)字圖像，通過對數(shù)字圖像進行處理和識別，自動測量出被測工件的所有V型槽槽間距和槽深尺寸。
[0005]本發(fā)明目的通過如下技術方案予以實現(xiàn):提供一種導電桿V型槽間距和槽深的在位測量裝置，所述導電桿固定在車床上，在位測量裝置包括CCD相機、鏡頭、可調焦距固定支架、光源、數(shù)據(jù)處理單元；
[0006]其中所述CXD相機設置在導電桿的正上方，固定在可調焦距固定支架上，所述CXD相機用于拍攝導電桿輪廓圖像，并將圖像傳輸至數(shù)據(jù)處理單元；
[0007]所述鏡頭固定在CXD相機上；
[0008]所述光源設置導電桿的正下方；
[0009]所述可調焦距固定支架將CXD相機固定在車床上，具有CXD相機焦距微調部件，能夠實現(xiàn)CCD相機焦距微調；
[0010]數(shù)據(jù)處理單元用于接收并處理導電桿輪廓圖像，獲得導電桿V型槽間距和槽深的測量數(shù)據(jù)。
[0011]優(yōu)選的，可調焦距固定支架底部具有連接部，該連接部與車床中托板的燕尾槽定位鎖緊。
[0012]優(yōu)選的，所述可調焦距固定支架還包括連桿，L型板和微調裝置；所述CCD相機通過L型板固定在微調裝置上，微調裝置通過連桿夾持在可調焦距固定支架的豎直桿部分。
[0013]優(yōu)選的，可調焦距固定支架還具有微調旋鈕，微調旋鈕通過內部的齒輪與微調裝置內部的齒條嚙合，實現(xiàn)CCD相機和鏡頭的上下移動。
[0014]同時提供一種所述裝置的測量的方法，其特征在于包括如下步驟:
[0015](I)開啟光源，調整C⑶相機的焦距，獲得清晰的圖像；
[0016](2)采用標準件棋盤格進行位測量裝置的標定；
[0017](3)拍攝導電桿包含所有V型槽的圖像，并發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元；
[0018](4)數(shù)據(jù)處理單元接收所述圖像后，依次提取每個V型槽的邊緣序列點，具體方法為:求得像素點灰度值存在階躍的點，所述階躍的點即為圖像邊緣序列點；
[0019](5)獲得導電桿V型槽間距和槽深的數(shù)據(jù)。
[0020]優(yōu)選的，獲得導電桿V型槽間距和槽深的數(shù)據(jù)的具體方法為:
[0021]將所有邊緣序列點進行擬合依次獲得每個V型槽第一側邊和與其上部相交的第一水平邊、每個V型槽第二側邊和與其上部相交的第二水平邊；分別計算每個V型槽第一側邊和與其相交的第一水平邊的交點坐標值和每個V型槽第二側邊和與其相交的第二水平邊的交點坐標值；再計算每個V型槽兩個交點的中點的坐標值；遍歷每個V型槽第一側邊或第二側邊的所有邊緣點，找出每個V型槽在豎直方向位置最低的點；計算第i個V型槽與第i+Ι個V型槽中點之間的距離，該距離即為導電桿第i個V型槽和第i+Ι個V型槽的槽間距，i取I到K-1，K為導電桿環(huán)槽的數(shù)量；
[0022]所述第一水平邊和第二水平邊共線，計算所在直線方程；計算下水平邊所在直線方程，該直線經(jīng)過豎直方向位置最低的點且平行于第一水平邊和第二水平邊所在直線；計算兩條直線之間的距離，該距離即為導電桿V型槽槽深，依次計算K個V型槽槽深。
[0023]優(yōu)選的，還包括步驟(7)判斷每個V型槽間距和每個V型槽槽深是否在誤差范圍內，如果不在誤差范圍內則提示，將不合格導電桿環(huán)槽編號、間距和槽深標注紅色。
[0024]優(yōu)選的，可調焦距固定支架還具有L型板、微調裝置、連桿和微調旋鈕；所述C⑶相機通過L型板固定在微調裝置上，微調裝置通過連桿夾持在可調焦距固定支架的豎直桿部分，微調旋鈕通過內部的齒輪與微調裝置內部的齒條嚙合，實現(xiàn)CCD相機和鏡頭的上下移動；
[0025]步驟(I)中調整CXD相機的焦距具體為:通過連桿調整夾持在可調焦距固定支架的豎直桿的不同位置，實現(xiàn)CCD相機的焦距粗調；通過調節(jié)微調旋鈕實現(xiàn)CCD相機的焦距的微調。
[0026]優(yōu)選的，邊緣序列點提取方法米用灰度值梯度算法。
[0027]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點:
[0028](I)本發(fā)明是針對導電桿V型槽槽間距和槽深的在位測量方法，該測量方法不影響加工，在導電桿生產過程中無需將產品從車床上拆卸即可實現(xiàn)測量，無需設置額外的導電桿固定工裝，免去了重復拆裝導電桿的過程；
[0029](2)傳統(tǒng)的測量方法采用萬能工具顯微鏡進行人眼觀察，效率低下，可靠性不高，對人員技能依賴較大，本發(fā)明采用CCD相機自動測量并計算，提高了測試效率，降低了對人員的要求。
[0030](3)可調焦距固定支架(3)底部連接部車床(7)中托板的燕尾槽定位并鎖緊，實現(xiàn)了 CCD相機的穩(wěn)定固定和焦距微調，不影響車削加工，每個導電桿生產完成之后即可在位測量，測量完成后繼續(xù)進行下一個導電桿的生產，有效的將生產與測量相結合，無需單獨設置檢測人員。
【附圖說明】
[0031]圖1是導電桿V型槽間距和槽深的在位測量裝置系統(tǒng)示意圖；
[0032]圖2是可調焦距固定支架結構示意圖；
[0033]圖3是測量軟件算法流程圖；
[0034]圖4是提取V型槽邊緣序列點不意圖；
[0035]圖5是提取V型槽中心點示意圖；
[0036]圖6是提取V型槽上下水平邊示意圖。
[0037]圖7是導電桿及V型槽示意圖；
[0038]圖8是導電桿及V型槽局部放大圖。
【具體實施方式】
[0039]下面結合附圖實例，對本
【發(fā)明內容】
作進一步描述。
[0040]參閱圖1，圖2，該裝置包括安裝有鏡頭2的CXD相機I。CXD相機I通過L型板10固定在微調裝置11上，微調裝置11通過連桿8夾持在可調焦距在支架3的豎直桿部分。微調旋鈕9通過內部的齒輪與微調裝置11內部的齒條嚙合，實現(xiàn)CCD相機I和鏡頭2的上下移動。焦距可調固定支架3通過其底部兩側的燕尾槽固定在車床7中托板上。光源5位于導電桿4的正下方。數(shù)據(jù)處理單元6通過數(shù)據(jù)線與C⑶相機I相連接。所述可調焦距固定支架3還包括連桿8，L型板10和微調裝置11。
[0041]被測工件4在加工完之后仍然固定在機床主軸上，未拆卸，進行在位測量。光源5位于被測工件的正下方，發(fā)出豎直方向平行光線照射被測工件4。CXD相機I位于被測工件正上方，加裝鏡頭2。照相系統(tǒng)通過焦距可調固定支架3固定在車床中托板上，該相機固定機械支架可以實現(xiàn)相機位置的粗調節(jié)和焦距的精密微調。CCD相機I通過數(shù)據(jù)線將拍攝的照片傳送到數(shù)據(jù)處理單元6，數(shù)據(jù)處理單元6上安裝有專用測量軟件，對圖像進行采集、預處理、輪廓提取、尺寸測量等一系列操作，最終達到導電桿V型槽槽間距和槽深的在位測量的目的。
[0042]所述的CXD相機I具有6576 X 4384像素的分辨率和高成像質量，具有閃光燈控制信號輸出，圖像尺寸、亮度、增益、幀率、曝光時間可編程設置。
[0043]所述的鏡頭2，無光學失真，大景深，工作距離可調，可以根據(jù)測量精度確定放大倍數(shù)。其與C⑶相機I通過螺紋固定和連接。