[發明專利]一種同軸度光學檢測方法及裝置

有效

• 申請號: 201210524925.7
• 申請日: 2012-12-10
• 公開（公告）號: CN102997870A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 程晉明;錢偉新;祁雙喜;李澤仁;劉冬兵;王婉麗;彭其先
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院流體物理研究所
• 主分類號: G01B11/27
• 分類號: G01B11/27
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 徐宏;吳彥峰

技術領域

本發明涉及一種同軸度檢測領域，尤其是涉及一種同軸度光學檢測方法及裝置。

背景技術

在工業、機械、科研等領域，往往需要對兩個圓桿的同軸度進行定量測量。如圖1所示，圓桿軸線不重合有三種情況：1）如圖1a所述，X1、X2平行但O點與X1不重合；2）如圖1b所示，X1、X2有夾角但O點與X1重合；3）如圖1c所示，X1、X2有夾角且O點與X1不重合。

目前針對圓桿的同軸度測量方法主要是機械準直法。機械準直法是建立在機械實物基礎上進行的測量方法，主要有拉鋼絲法或量規法，由于鋼絲撓度、環境振動、材料磨損等原因，機械準直法的測量精度比較低，而且由于采用接觸式測量，在很多環境下不適用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：為了克服現有的圓桿同軸度測量方法采用接觸式測量和測量精度較低的缺點，本發明提供一種基于非接觸測量的高精度同軸度光學檢測方法，該方法可以實現非接觸測量，且測量精度較高。同時由計算機處理圖像，檢測快速，可大大提高圓桿的同軸度檢測效率。

本發明采用的技術方案如下：

一種同軸度光學檢測方法包括

步驟1：第一光學檢測裝置、第二光學檢測裝置分別采集基準圓桿與相向圓桿數字圖像信號；

步驟2：處理器接收第一光學檢測裝置采集的數字圖像信號，獲得基準圓桿與相向圓桿軸線第一夾角θ1、基準圓桿與相向圓桿的軸線第一偏移分量y1、由第一光學檢測裝置對基準圓桿的檢測直徑值D1，處理器接收第二光學檢測裝置采集的數字圖像信號，獲得基準圓桿與相向圓桿軸線第二夾角θ2、基準圓桿與相向圓桿的軸線第二偏移分量y2、由第二光學檢測裝置對基準圓桿的檢測直徑值D2，計算得到基準圓桿與相向圓桿的同軸度軸線偏移參數d、軸線夾角參數θ。

所述第一光學檢測裝置光軸與第二光學檢測裝置光軸夾角是φ，所述φ范圍是：0°＜φ＜180°，且位于與基準圓桿垂直同一平面內。

所述步驟2中基準圓桿與相向圓桿的同軸度計算具體過程是：

步驟21：第一光學測量裝置采集基準圓桿與相向圓桿數字圖像信號，處理器接收第一光學測量裝置輸出的數字圖像信號獲得基準圓桿檢測直徑值D1、基準圓桿與相向圓桿軸線夾角θ1、基準圓桿與相向圓桿的軸線偏移分量y1；處理器根據公式（1）得到第一光學測量裝置的采樣率

???????????????????????????????????????????????（1）

其中D是基準圓桿實際直徑，D1是第一光學測量裝置獲得的相向圓桿檢測直徑值；

步驟22：處理器根據公式（2）計算第一偏移分量d1：

??????????????????????????????????????????????（2）

其中y1是第一光學測量裝置采集的數字圖像信號中相向圓桿相對于基準圓桿的軸偏移值。

步驟23：第二光學測量裝置采集基準圓桿與相向圓桿數字圖像信號，處理器接收第二光學測量裝置輸出的數字圖像信號獲得基準圓桿檢測直徑值D2、基準圓桿與相向圓桿軸線夾角θ2、基準圓桿與相向圓桿的軸線偏移分量y2；處理器根據公式（3）得到第二光學測量裝置的采樣率

???????????????????????????????????????????????（3）

其中D2是第二光學測量裝置獲得的相向圓桿檢測直徑值；

步驟24：處理器根據公式（4）計算第二偏移分量d2：

??????????????????????????????????????????????（4）

其中y2是第二光學測量裝置采集的數字圖像信號中相向圓桿相對于基準圓桿的軸偏移值。

步驟25：根據公式（5）得到相向圓桿相對于基準圓桿的同軸度軸線偏移參數d，

???????????????????????????????????（5）??????????????????????????

相向圓桿相對基準圓桿的同軸度軸線夾角參數θ與θ1、θ2、φ滿足公式（6）

??????????????（6）

可得到同軸度軸線夾角參數θ值。

所述當φ=90°時，分別根據公式（7）和（8）

????????????????????????????????????????????（7）

????????????????????????????（8）

得到基準圓桿與相向圓桿的同軸度軸線偏移參數d和軸線夾角參數θ值。