[發明專利]基準轉換式汽車制動主缸補償孔測量儀

無效

• 申請號: 201010562495.9
• 申請日: 2010-11-29
• 公開（公告）號: CN102478384A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 姜濤;王志勝;向陽;李振輝;曹國華
• 申請（專利權）人: 長春理工大學;姜濤;王志勝
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種采用內窺鏡測量和圖像處理的基準轉換式檢測儀器，屬于光電檢測與圖像處理技術領域。

背景技術

現有的接觸式檢測方法有機械式測量、三坐標測量等。測量時需接觸工件的內表面，使其受到某種程度的磨損，且操作繁瑣不宜實現在線抽檢，精度有限。國內研制的CCD-TV窺膛系統能夠對采集的圖像存貯并分時處理，但光學管窺膛系統設備大而笨，且操作不便只能定性觀測，不能定量測量。有報道采用電容瞄準測孔傳感器的測頭對相鄰小孔的中心瞄準定位，其主要強調兩微小孔間相鄰孔壁的測量，而孔位置測量誤差較大。還有使用萬能工具顯微鏡測量補償孔位置，該方法將制動主缸用V型塊固定在萬能工具顯微鏡的載物臺上，從制動主缸外部對補償孔位置進行測量，由于制動主缸外部形狀不規則，V型塊固定不能保證制動缸軸線水平，且補償孔的深淺位置及基準面邊線的高低位置不一，測量中不可避免的采取二次調焦，甚至多次調焦進行找正，誤差是顯而易見的。

國內在20世紀70-80年代開始從國外引進內窺鏡產品，主要用于航空航天產品內部多余物控制及一些零部件的質量檢查。近年來，國內內窺鏡檢測已進入了實用階段，越來越多地運用于產品生產過程的質量控制，并發展成為一種常規的檢測手段。

工業內窺鏡從成像形式分為：光學鏡、光纖鏡、電子鏡。光學鏡是完全的將內部的物象通過光的傳輸，沒有失真的傳到檢測者的眼睛，所以成像非常的保真，清晰度最高。光纖鏡原理和光學鏡大同小異，為了進入較細小的孔內，我們選擇光纖鏡，光纖鏡的清晰度取決于光纖束的數量。電子內窺鏡是通過CCD相機將物體內表面的情況拍攝，然后通過視頻終端顯示。本發明選用的工業內窺鏡就是電子內窺鏡。

發明內容

現有的工業內窺鏡及基準轉換法尚未在汽車制動主缸補償孔位置測量中得到應用。精確地測量補償孔位置是提高汽車制動器剎車性能的關鍵，而補償孔位置的精確檢測要與實際使用狀態相符才具有應用價值，也即從制動主缸內部對補償孔位置進行非接觸式測量才是最科學的；而在實際加工過程中，補償孔的測量基準在制動主缸的外部，上述的內部非接觸式測量方法又遇到了無法找正基準的問題。為了解決以上矛盾，我們考慮汽車制動主缸的實際使用狀態及加工定位基準以及工業電子內窺鏡技術，結合基準轉換方法研制了一套基準轉換式汽車制動主缸補償孔測量儀。

本發明是這樣實現的，見圖1所示，該測量儀主要由伺服電機(1)、精密滾珠絲杠(2)、鎖緊電機(5)、鎖緊絲杠(6)、工業內窺鏡(8)和定標件(3)組成，工業內窺鏡(8)作為主要的測量器件與被測制動主缸(4)軸線保持重合；定標件(3)基準面與被測制動主缸(4)基準面重合，定標件(3)上的定標孔(10)與基準面間距離事先經過標定，通過對定標孔(10)的測量及簡單的數學計算，即可實現在汽車制動主缸內部對補償孔位置進行測量的基準轉換，制動主缸自下而上安裝定位，檢測也自下而上進行。

根據上述方案，測量原理見圖2，當開始測量時，工業內窺鏡(8)首先找到制動主缸最深的補償孔(7)，調零并對準孔中心位置，記下此時光柵尺讀數D₁，然后窺鏡上行，若有第二補償(9)孔則依上法記下位置D₂，窺鏡繼續上行，到達定標孔(10)處，記下位置D₀。由于定標件(3)的基準面與制動主缸(4)測量基準面重合，且定標件(3)的定標孔(10)到基準面的距離事先已經標定，記為D，因此補償孔位置L₁可由以下公式計算得出：

L₁＝|D₀-D₁|-D

同樣，其他位置補償孔亦可依此法計算得出。

由此即得被測制動主缸補償孔位置，無理論誤差，精度取決于操作者微調對正補償孔位置時，對孔邊界的判讀誤差以及被測件基準面的平面度誤差，因為圖像處理環節是經過放大的圖像，判讀誤差極小，達到0.001mm級，比測量要求的0.01mm級精度低一個數量級，完全可以忽略。若操作熟練得當，快速精確測量將不是問題，完全能夠滿足生產實際的需要。

附圖說明

圖1是基準轉換式汽車制動主缸補償孔測量儀結構示意圖，該圖同時作為摘要附圖。圖2是本發明之測量原理示意圖。

具體實施方式

下面具體說明本發明之方案，見圖1所示，該測量儀主要由伺服電機(1)、精密滾珠絲杠(2)、鎖緊電機(5)、鎖緊絲杠(6)、工業內窺鏡(8)和定標件(3)組成。工業內窺鏡(8)作為主要的測量器件與被測制動主缸(4)軸線保持重合，確保所測尺寸為軸向，也即確保不因測量路徑的偏斜而產生系統誤差；定標件(3)的基準面與被測制動主缸(4)基準面重合，完成基準轉換，使得對制動主缸外基準面的測量轉換為對定標孔(10)的測量；工件自下而上安裝鎖緊，并自下而上進行測量。