[發明專利]一種影像式半徑樣板自動檢定儀

有效

• 申請號: 201010158335.8
• 申請日: 2010-04-28
• 公開（公告）號: CN101839696A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 徐一華;楊聰
• 申請（專利權）人: 蘇州天準精密技術有限公司
• 主分類號: G01B11/08
• 分類號: G01B11/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明為一種采用光學影像方式進行半徑樣板檢定的全自動儀器，能自動地對成組半徑樣板進行快速檢定，并直接生成檢定報告。

背景技術

目前的半徑樣板檢定通常采用萬能工具顯微鏡等設備，以手工操作方式完成。一組半徑樣板有多達32個圓弧半徑需要測量，每個圓弧半徑需要依賴手工操作的方式，對每片半徑樣板逐個聚焦清晰，并提取多個點進行測量，工作量繁重、效率低下、檢定數據客觀性差，給各地計量部門帶來了很大困難。

在近年來的文獻中，未見到有關于半徑樣板自動檢定設備的報道。

發明內容

影像式半徑樣板自動檢定儀的結構包括：XYZ三軸移動工作臺[1]、顯微鏡[2]、CCD、照明系統[3]、電氣控制卡[4]和個人計算機[5]；個人計算機[5]配備圖像采集卡，接收由顯微鏡[2]和CCD所構成光學成像系統的圖像數據；個人計算機[5]包括半徑樣板檢定模塊，它利用圖像處理技術，對獲取的圖像數據進行處理，完成對XYZ三軸移動工作臺[1]上半徑樣板[6]的檢定；個人計算機[5]通過向電氣控制卡發送命令來移動XYZ三軸移動工作臺[1]，使得半徑樣板上待測區域移動到顯微鏡的可視區域內；照明系統[3]保證光學成像系統獲取到高質量的半徑樣板圖像數據。圖1給出了本發明的整體結構示意圖。

本發明的一個目的是提供一種高精度、可程序控制的三軸移動工作平臺。通過個人計算機[5]中的半徑樣板檢定模塊控制平臺移動，將半徑樣板待測區域逐個移動到顯微鏡下，順序完成的掃描工作。

本發明的另一個目的是在個人計算機中提供了一種全自動的半徑樣板檢定模塊。半徑樣板檢定模塊又分為圓弧提取模塊和半徑樣板搜索模塊。

檢定成組半徑樣板時，操作者只需將半徑樣板上所有樣板平鋪展開，固定在測量平臺上，啟動檢定模塊，選取該組樣板中最高一片半徑樣板的外側邊緣作為檢定起始位置，圓弧提取模塊對個人計算機中圖像采集卡獲取的圖像進行處理，計算得到最高半徑樣板的邊緣點集，如有必要，驅動三軸工作臺運動，以檢測當前視野外的樣板區域，完成最高半徑樣板的邊緣點集后，采用最小二乘法擬合出圓弧，由此得到被檢樣板圓弧的半徑值。

完成一片半徑樣板的檢定后，半徑樣板搜索模塊根據當前檢定半徑樣板邊緣位置和高度，預測出下一片半徑樣板的位置，并控制三軸移動工作臺移動到該位置處，自動聚焦，開始新的一片半徑樣板的檢定。

半徑樣板檢定模塊自動重復以上過程，直到完成所有的半徑樣板檢定，最后直接打印生成計量系統所需的檢定證書。

本發明對半徑樣板的檢定效率高，極大的降低了計量部門的工作量。同時，本發明的檢定數據客觀、一致性好、受人為因素影響小。

附圖說明

圖1是本發明的整體結構示意圖。

圖2是本發明的全自動半徑樣板檢定的工作流程示意圖。

圖3是本發明的圓弧提取模塊工作流程示意圖。

圖4是本發明的半徑樣板搜索模塊工作流程示意圖。

圖中主要結構為：1-XYZ三軸移動工作臺，2-顯微鏡、3-照明系統、4-電氣控制卡，5-個人計算機，6-被檢半徑樣板，7-圓弧提取模塊工作區域，8-半徑樣板搜索模塊工作區域，9-圓弧提取模塊提取起始點，10-圓弧提取模塊掃描區域，11-樣板交界點，12-半徑樣板搜索模塊獲取的圓弧起始點。

具體實施方式

半徑樣板檢定模塊預存成組標準半徑樣板的相關數據：半徑序列值、半徑張角和樣板厚度等，以這些數據作為自動檢定的依據，保證了檢定的可靠性。半徑樣板檢定模塊總體工作流程：

①將成組的半徑樣板均勻攤開，使得每片半徑樣板有效半徑圓弧區域沒有被遮擋，將其放置在檢定儀工作臺面上，用夾具固定牢固；

②由操作者操作儀器，將鏡頭移動到最高一片半徑樣板的外側區域，聚焦清晰；

③啟動半徑樣板自動檢定模塊；

④調用圓弧提取模塊，捕獲輪廓信息，自動分割出半徑圓弧的有效區域，擬合出圓弧，計算得到測量半徑值，完成對當前一片半徑樣板的檢定；

⑤調用半徑樣板搜索模塊，自動搜索出下一塊半徑樣板的起始位置；

⑥重復④～⑤，直到完成該組樣板所有半徑圓弧的測量；

⑦以每片半徑樣板的測量值與標準值做比對，判定各片樣板是否檢定合格，并給出詳細的檢定報告。

圓弧提取模塊實現捕獲輪廓信息，自動分割出半徑圓弧的有效區域，擬合出圓弧，計算得到測量半徑值，完成對當前一片半徑樣板的檢定，具體工作流程如下：

①首先從圖像采集卡獲取圖像數據；

②使用高斯濾波算法對采集的圖像數據進行濾波；