一种新型数控机床多电机轴线对齐检测装置的制作方法

本实用新型属于自动化检测领域，涉及一种新型数控机床多电机轴线对齐检测装置。

背景技术：

数控机床的传动系统一般采用基于套筒联轴器的伺服控制系统来实现，通过套筒电机联轴器将多个电机串联一起，使主动轴和从动轴共同旋转以驱动目标物。主动轴和从动轴协同旋转的关键在于两根电机转动轴轴线的对齐程度，在这里不妨简称为“同轴度”。同轴度越高，意味着轴线重合程度越好，电机的主动轴和从动轴的协同效果也越好。

现阶段大多数检测电机轴线是否对齐的工作都采用人工检测的方式。这种方法耗时长、操作复杂、对于操作者的技能要求偏高，已不能满足大规模工业生产的要求。为了提高检测效率，亟需一种能代替人工操作进行自动化检测的装置，以提高电机和机床的装配效率。

技术实现要素：

本实用新型设计了一种新型数控机床多电机轴线对齐检测装置，该装置能够自动完成数控机床电机轴线对齐检测的功能，有效提高电机和机床的装配效率。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型数控机床多电机轴线对齐检测装置，主要包括超声波传感器（1）、电机轴线图像识别模块（2）、栏板装置（3）、喷枪（4）、黑色挡板（5）、传送带（6）。

所述超声波传感器（1）设置在预设摄像头视场的最右端，用于检测进入视场的目标，当传感器（1）检测到传送带上的被测物体后，传感器（1）就将被测物体的“发现”信号经由数据线反馈给栏板控制器（3-1），栏板控制器（3-1）将控制栏板伸出；所述栏板装置（3）利用“电流的磁效应”制成。线圈（3-6）通电后，周围产生磁场，根据同名磁极相互排斥，磁力将通过弹簧向下排斥条形磁铁，继而牵引可伸缩智能栏板（3-2）伸出，起到对待检测物体的阻隔作用。

所述栏板装置（3）包括栏板控制器（3-1）、可伸缩智能栏板（3-2）、辅助定位的压力传感器（3-3）、弹簧（3-4）、条形磁铁（3-5）和线圈（3-6），并置于传送带前方。当被测物体到达预设检测位置，并且触压到安装在栏板上的辅助定位的压力传感器（3-3）时，压力传感器将“到位”信号反馈给电机轴线图像识别模块（2）。电机轴线图像识别模块（2）控制激光射灯（2-2）发射激光射线，使得激光投射在黑色挡板上形成定位光斑。以定位光斑为圆心建立电机轴边缘检测范围，即图像待识别区域。利用摄像头（2-1）采集现场照片，采用阈值分割法对电机转轴轮廓像素点进行识别，步骤如下：采用阈值分割方法对待检测电机轴的原始图像进行阈值分割，得到二值图；对该二值图进行邻域轮廓跟踪，即检查当前像素相邻的8个像素点的灰度是否属于某一指定范围(事先设定的范围)，保留特定范围内的像素，最终得到电机轴轮廓；电机轴线图像识别模块（2）利用识别到的电机轴轮廓计算出两个电机转轴的轴线位置，判断两轴线是否对齐。如果不对齐，喷枪会喷出少量明显的点状绿色液体标记物；否则喷枪无动作。

电机轴线是否对齐的判断步骤：(1)以列为单位计算图像中电机轴线相素点坐标的平均值，生成标识电机轴线水平程度的直线，并计算出直线的斜率，若斜率相等，或误差在允许范围则进入步骤(2)，否则说明电机轴线不对齐；(2)再计算同一根电机轴上所有相素点位置坐标的平均值，若计算出电机轴线相素坐标平均值相等或误差在允许范围内，则认为电机轴线对齐，符合要求。

所述喷枪（4）主要利用“电流的磁效应”制成。线圈（4-7）通电后，线圈周围会产生磁场。根据异名磁极相互吸引，磁力将通过弹簧（4-6）向上牵拉条形磁铁（4-5），从而牵拉牵引棒（4-3）和阻塞头（4-2），使得标记涂料（4-4）可以通过喷嘴（4-1）向被测物体喷射标记物。

附图说明

图1为装置的正视图。

图2为装置的俯视图。

图3为栏板装置。

图4为喷枪装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施案例对本实用新型进行详细说明。

用电机联轴器（7-4）将两被测电机联接起来，放置在传送带（6）上。

超声波发射器（1）不断发送检测声波，当传送带（6）上的被测物体进入预设的范围内，超声波模块将被测物体的“发现”信号经由数据线反馈给栏板控制器（3-1），再由栏板控制器（3-1）将控制栏板（3-2）伸出。

栏板控制器（3-1）发出信号使栏板装置（3）的电源（3-7）通电，在线圈（3-6）的作用下，周围产生磁场，根据同名磁极相互排斥，磁力将通过弹簧向下排斥条形磁铁（3-5），继而牵引可伸缩智能栏板（3-2）向下伸出，起到对目标物体的阻隔作用。

在栏板装置（3）下端固定安置压力传感器（3-3），当被测物体到达预设位置，并且触压到传感器（3-3）时，传感器将“到位”信号通过数据线发送给电机轴线图像识别模块（2），电机轴线图像识别模块（2）控制激光射灯（2-2）发射激光射线。此时被测物体到达预设检测位置，摄像头（2-1）正对电机联轴器的中心，左右两边辅助定位的激光射灯（2-2）正对并稍高于电机的转轴（7-3），能够将光投射在黑色挡板(5)上形成定位光斑（8-1）。电机轴线图像识别模块（2）以定位光斑（8-1）为圆心，以略大于电机轴长度的距离为半径建立电机轴待识别区域（8-2）。

随后电机轴线图像识别模块（2）通过摄像头（2-1）采集图片，并进行阈值分割与特定区域轮廓像素点的提取。程序将执行以下步骤：采用固定阈值分割方法对待检测的两电机联轴的原始图像进行阈值分割，得到二值图。然后对该二值图进行邻域轮廓跟踪，具体的做法是，检查当前像素相邻的八个像素点的灰度是否属于某一指定范围（事先设定的范围），该范围用以区分轮廓点与非轮廓点，借助阈值分割原理形成只有边缘轮廓的二值图。随后，将该电机轴边缘区域范围内的二值图保存下来，并检测电机轴线是否对齐：(1)以列为单位计算图像中电机轴线相素点坐标的平均值，生成标识电机轴线水平程度的直线，并计算出直线的斜率，若斜率相等，或误差在允许范围则进入步骤(2)，否则说明电机轴线不对齐；(2)再计算同一根电机轴上所有相素点位置坐标的平均值，若计算出电机轴线相素坐标平均值相等或误差在允许范围内，则认为电机轴线对齐，符合要求。

当判断结果为不对齐时，电机轴线图像识别模块（2）输出控制信号，使喷枪电源（4-8）通电，线圈（4-7）周围产生磁场，根据异名磁极相互吸引，磁力将通过弹簧（4-6）向上牵拉条形磁铁（4-5），从而拉动牵引棒（4-3）和阻塞头（4-2），使得标记涂料（4-4）通过喷射头（4-1）被喷射到被测物体上，否则喷枪无动作。

检测完一个目标物体后，可伸缩智能栏板（3-2）收起。重新启动传送带，进入下一个样品的检测，如此循环，完成电机轴线对齐的自动化检测。