[發明專利]大型球面磨削跡線形貌圖像采集裝置及球度判別方法

有效

• 申請號: 201410421102.0
• 申請日: 2014-08-25
• 公開（公告）號: CN104175222A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 胡德金;胡曉冬
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B24B49/00
• 分類號: B24B49/00
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 祖志翔

1.一種大型球面磨削的球度判別方法，在XOYZ直角坐標系中，被磨球體由機床的主軸系統和尾座系統支撐且繞XOYZ直角坐標系的X坐標軸旋轉，杯形狀的砂輪磨具設置在被磨球體的下方且繞XOYZ直角坐標系的Z坐標軸旋轉，砂輪磨具由下向上做進給運動，通過砂輪磨具的旋轉運動與被磨球體的旋轉運動所合成的展成運動實現所述被磨球體的球面的精密磨削加工；其特征在于：所述球度判別方法首先對所述被磨球體的球面磨削跡線形貌連續進行圖像采集，然后通過對所采集的球面磨削跡線形貌圖像進行特征識別實時作出被磨球體的球度判別：若所述球面磨削跡線形貌呈正交狀態，則被磨球體的球度符合要求；若所述球面磨削跡線形貌呈單方向上凸或下凹狀態，則被磨球體的球度不符合要求。

2.根據權利要求1所述的大型球面磨削的球度判別方法，其特征在于：所述的球面磨削跡線形貌呈正交狀態，表明所述砂輪磨具的旋轉中心線與被磨球體的旋轉中心線在所述XOYZ直角坐標系的XOZ坐標平面內相交；所述的球面磨削跡線形貌呈單方向上凸狀態，表明所述砂輪磨具的旋轉中心線與被磨球體的旋轉中心線不在同一平面內相交，并且該砂輪磨具的旋轉中心線沿XOYZ直角坐標系的-Y方向偏離了XOZ坐標平面；所述的球面磨削跡線形貌呈單方向下凹狀態，表明所述砂輪磨具的旋轉中心線與被磨球體的旋轉中心線不在同一平面內相交，并且該砂輪磨具的旋轉中心線沿XOYZ直角坐標系的+Y方向偏離了XOZ坐標平面。

3.根據權利要求2所述的大型球面磨削的球度判別方法，其特征在于：所述球度判別方法包括以下步驟：

1)將CCD器件安裝在所述被磨球體的上方，依次連接所述CCD器件、圖像采集卡和計算機系統；

2)當所述被磨球體的球面進行精密磨削加工時，啟動CCD器件拍攝該被磨球體并對球面磨削跡線形貌進行連續的圖像采集；

3)圖像采集卡接收CCD器件輸入的圖像信號并進行處理，向計算機系統傳輸球面磨削跡線形貌圖像信息；

4)計算機系統對來自圖像采集卡的球面磨削跡線形貌圖像信息進行特征識別，根據下述原則實時作出被磨球體的球度判別，并且輸出和顯示相應的判別結果：

當所述球面磨削跡線形貌呈正交狀態時，表明所述砂輪磨具的旋轉中心線與被磨球體的旋轉中心線在所述XOYZ直角坐標系的XOZ坐標平面內相交，則被磨球體的球度符合要求；

當所述球面磨削跡線形貌呈單方向上凸狀態時，表明所述砂輪磨具的旋轉中心線與被磨球體的旋轉中心線不在同一平面內相交，并且該砂輪磨具的旋轉中心線沿XOYZ直角坐標系的-Y方向偏離了XOZ坐標平面，則被磨球體的球度不符合要求；

當所述球面磨削跡線形貌呈單方向下凹狀態時，表明所述砂輪磨具的旋轉中心線與被磨球體的旋轉中心線不在同一平面內相交，并且該砂輪磨具的旋轉中心線沿XOYZ直角坐標系的+Y方向偏離了XOZ坐標平面，則被磨球體的球度不符合要求。

4.一種實現權利要求1所述球度判別方法的大型球面磨削跡線形貌圖像采集裝置，其特征在于：所述裝置包括：

CCD器件，安裝在所述被磨球體的上方，拍攝該被磨球體并對球面磨削跡線形貌進行連續的圖像采集；

圖像采集卡，連接所述CCD器件，接收該CCD器件輸入的圖像信號并進行處理，輸出球面磨削跡線形貌圖像信息；

計算機系統，連接所述圖像采集卡，對來自圖像采集卡的球面磨削跡線形貌圖像信息進行特征識別，根據下述原則實時作出被磨球體的球度判別，并且輸出和顯示相應的判別結果：

當所述球面磨削跡線形貌呈正交狀態時，表明所述砂輪磨具的旋轉中心線與被磨球體的旋轉中心線在所述XOYZ直角坐標系的XOZ坐標平面內相交，則被磨球體的球度符合要求；

當所述球面磨削跡線形貌呈單方向上凸狀態時，表明所述砂輪磨具的旋轉中心線與被磨球體的旋轉中心線不在同一平面內相交，并且該砂輪磨具的旋轉中心線沿XOYZ直角坐標系的-Y方向偏離了XOZ坐標平面，則被磨球體的球度不符合要求；

當所述球面磨削跡線形貌呈單方向下凹狀態時，表明所述砂輪磨具的旋轉中心線與被磨球體的旋轉中心線不在同一平面內相交，并且該砂輪磨具的旋轉中心線沿XOYZ直角坐標系的+Y方向偏離了XOZ坐標平面，則被磨球體的球度不符合要求。

5.根據權利要求4所述的大型球面磨削跡線形貌圖像采集裝置，其特征在于：所述CCD器件安裝于密封的防水罩中，該防水罩上設置有可開關的防水蓋，該防水蓋位于所述CCD器件鏡頭的前方。