[發明專利]基于圖像域的軸套類零件形位誤差測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201310078327.6
• 申請日: 2013-03-12
• 公開（公告）號: CN103196367A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 張學昌;唐艷梅;張雷;章少劍;梁濤;汪磊
• 申請（專利權）人: 浙江大學寧波理工學院
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/24
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務所(普通合伙) 33228
• 代理人: 代忠炯

技術領域

本發明涉及一種形位誤差測量裝置及方法，具體講是基于圖像域的軸套類零件形位誤差測量裝置及方法。

背景技術

隨著汽車、機床、家電、航空等工業領域制造技術的飛速發展和客戶對產品質量要求的日趨提高，產品制造過程中的檢測環節變得越來越重要。零件設計過程中公差的合理制定及制造過程中公差的正確檢測對產品的質量至關重要。設計及加工過程中涉及到的誤差有尺寸誤差和形狀與位置誤差以下簡稱形位誤差，尺寸誤差的檢測已有成熟的工具和方法，而形位誤差由于其理論的復雜度、檢測工具及設備的復雜性，目前的檢測工具及方法還不成熟，從而影響產品的生產效率及產品質量。

形位誤差是評定零件制造質量的一項重要技術指標，尤其是在精密機械、儀器儀表、航空航天和各種高科技設備中，零件的形位誤差往往是影響整機工作的關鍵，它們會影響產品的工作精度、連接強度、運動平穩性、密封性、耐磨性和壽命等。回轉零件的圓柱度誤差會使配合性質不均勻；平面度誤差會減少互配零件的實際支撐面積，增大單位面積的壓力，使接觸表面的變形增大；導軌的直線度誤差會使得運動部件的運動精度受到影響；軸頸或者軸瓦的輪廓度誤差會導致軸線在運動過程中產生跳動等等。為了保證機械產品的質量，保證零部件的互換性，需確保形位誤差在規定的范圍之內，形位公差的檢測和評定是一項十分重要的工作。

目前工件形位誤差測量一般是使用三坐標測量機或工具顯微鏡，這類設備價格昂貴，操作復雜，對環境要求高，檢測效率低，并且這類設備一般屬于接觸式測量，易于損傷探頭或劃傷被測實體表面，而且這類設備不適于柔性材質產品表面測量，因為當探頭觸碰到待測工件表面時，會改變物體表面形狀；并且這類設備大部分采用人工方式對工件進行旋轉來完成各項形位誤差檢測，勞動強度大，工作效率低，檢測結果可靠性差，因此在實際生產中，越來越迫切需要提供相應的專用設備用于工件的形位誤差測量。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種能夠快速獲取軸套類零件形位誤差的基于圖像域的軸套類零件形位誤差測量裝置。

為解決上述技術問題，本發明提供的基于圖像域的軸套類零件形位誤差測量裝置，它包括機架、設于機架上的三維工作臺、至少一個用于固定待測工件并能使待測工件繞其軸線旋轉的夾持機構、計算機和控制器，三維工作臺上設有三自由度調節的圖像傳感器和水平二自由度調節的頂部光源，夾持機構上的固定待測工件的位置的下方設有背景光源，圖像傳感器與計算機電連接，三維工作臺和夾持機構均與控制器電連接，計算機與控制器電連接。

作為改進，所述的夾持機構包括同軸線設置的卡盤和活動頂尖，卡盤連接有驅動卡盤繞其軸線旋轉的旋轉電機。

作為改進，所述的三維工作臺包括X向運動傳輸機構、Y向運動傳輸機構和Z向運動傳輸機構，X向運動傳輸機構包括X向步進電機、兩條X向滑軌、輸入軸同步轉動的兩個X向錐齒輪減速器，每條X向滑軌上均安裝有一個X向絲杠，每個X向絲杠上均安裝有一個X向滑塊，X向步進電機的輸出軸與其中一個X向錐齒輪減速器的輸入軸傳動連接，Y向運動傳輸機構和Z向運動傳輸機構安裝在兩個X向滑塊上。

作為改進，所述的Y向運動傳輸機構包括Y向步進電機和第一Y向滑軌，第一Y向滑軌的兩端分別安裝在兩個X向滑塊上，第一Y向滑軌上安裝有Y向絲杠，Y向絲杠上安裝有第一Y向滑塊，Y向步進電機的輸出軸通過一Y向錐齒輪減速器與Y向絲杠傳動連接，Z向運動傳輸機構安裝在第一Y向滑塊上。

作為改進，所述的Y向運動傳輸機構還包括設于第一Y向滑軌上方的第二Y向滑軌，第二Y向滑軌與第一Y向滑軌通過兩塊固定板固定，第二Y向滑軌上設有第二Y向滑塊，Z向運動傳輸機構安裝在第一Y向滑塊和第二Y向滑塊上。

作為改進，所述的Z向運動傳輸機構包括Z向步進電機和Z向滑軌，Z向滑軌安裝在第一Y向滑塊和第二Y向滑塊上，Z向滑軌上安裝有Z向絲杠，Z向絲杠上安裝有Z向滑塊，Z向步進電機的輸出軸與Z向絲杠傳動連接，圖像傳感器安裝在Z向滑塊上，頂部光源安裝在Z向滑軌上。

作為改進，所述的圖像傳感器為線陣CCD圖像傳感器或面陣CCD圖像傳感器。

作為改進，所述的圖像傳感器的鏡頭為定心鏡頭、遠心鏡頭或可變焦鏡頭。

作為改進，所述的頂部光源和背景光源為條形光源、環形光源或球形光源。

采用以上結構后，本發明與現有技術相比，具有以下的優點：