丝杆分拣系统及方法与流程

本发明涉及仪器测量技术领域，尤其涉及一种丝杆分拣系统及方法。

背景技术：

在放疗治疗中，适形调强技术是一种先进的治疗手段，多叶光栅是实现适形调强的关键器件。多叶光栅由多组叶片组成，每片叶片在丝杆带动下独立运动，通过叶片之间的配合形成不同的射野。

丝杆直径小，长径比大，属于微型细长杆(例如：直径为1.5mm，长度为200mm)，刚性差，易弯曲。丝杆弯曲会造成叶片运动过程中发生偏摆晃动，形成噪音、卡滞，影响叶片运动的灵活性，同时也降低了自身寿命。丝杆加工完成后，质量参差不齐，不同丝杆在回转过程中的偏摆量可能有所不同。为保证设备的可靠性，需要对丝杆的偏摆量进行测试，以分拣出偏摆量合格的丝杆。

技术实现要素：

针对上述现有技术中的现状，本发明的实施例提供一种丝杆分拣系统及方法，以实现对丝杆的快速分拣。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种丝杆分拣系统，所述丝杆分拣系统包括：回转驱动装置，与丝杆一端连接，用于驱动丝杆进行回转；图像数据获取装置，用于在所述丝杆进行回转时，获取并放大所述丝杆的图像，并将放大后的丝杆图像数据上传；与所述图像数据获取装置相连的显示器，用于显示所述放大后的丝杆图像，并显示误差边界，以便于根据所述丝杆图像和所述误差边界对丝杆进行分拣。

与现有技术相比，本发明提供的丝杆分拣系统具有如下有益效果：

上述丝杆分拣系统中，利用回转驱动装置驱动丝杆进行回转，图像数据获取装置获取并放大丝杆的图像，并将放大后的丝杆图像数据上传至与图像数据获取装置相连的显示器，通过在显示器中观察丝杆在回转一周的过程中，实时判断丝杆图像的丝杆边界是否超过误差边界，分拣出合格的丝杆，即未超出误差边界的丝杆，从而可以方便、快速地对丝杆实现分拣。该丝杆分拣系统中的图像数据获取装置可以对丝杆进行放大，并通过显示器显示图像，可直观准确地观测到丝杆的偏摆，克服了由于丝杆是微型零件所导致的误差难以判断，容易误判的技术问题，且由于在显示器上设置了误差边界，可通过判断丝杆图像中的丝杆边界是否超出误差边界进而判断该丝杆是否合格，操作简单，过程快速，可实现对丝杆的批量化快速分拣。

可选地，所述图像数据获取装置设置于所述丝杆的外周面外侧，其观察方向垂直于所述丝杆的轴向；或者，所述图像获取装置设置于所述丝杆的远离所述回转驱动装置的一端外侧，其观察方向沿所述丝杆的轴向。

可选地，所述丝杆分拣系统还包括：与所述显示器相连的控制器，用于确定所述误差边界，并控制所述显示器显示所述误差边界；所述控制器还与所述图像数据获取装置连接，用于实时获取所述丝杆在回转过程中的丝杆图像，判断所获取的丝杆图像中的丝杆边界是否超出所述误差边界，以对所述丝杆进行分拣。

可选地，所述丝杆分拣系统还包括：与所述控制器相连的输入设备，用于向所述控制器输入所述丝杆的最大允许偏摆量，以便于所述控制器确定所述误差边界。

第二方面，本发明实施例提供了一种丝杆分拣方法，应用于如上所述的丝杆分拣系统，所述丝杆分拣方法包括：回转驱动装置驱动丝杆进行回转；在丝杆回转过程中，图像数据获取装置获取并放大丝杆的图像，并将放大后的丝杆图像数据上传；显示器显示放大后的丝杆图像，并显示误差边界，以便于根据所述丝杆图像和所述误差边界对丝杆进行分拣。

采用上述丝杆分拣方法，可直观地观测到丝杆放大后的图像，且可通过判断丝杆回转过程中其显示图像是否超出误差边界，根据判断结果对丝杆进行分拣，操作简单，实用性强，无需复杂的数据采集及计算过程，可对丝杆进行大批量分拣，提高了效率，方便在生产一线使用。

可选地，所述丝杆分拣方法还包括：控制器根据所述丝杆图像和所述误差边界对丝杆进行分拣。

可选地，所述控制器根据所述丝杆图像和所述误差边界对丝杆进行分拣，包括：所述控制器实时获取所述丝杆在回转过程中的丝杆图像，判断所获取的丝杆图像中的丝杆边界是否超出所述误差边界，如果是，则判定所述丝杆不合格；如果否，则判定所述丝杆合格。

可选地，所述误差边界至少包括：第一等级误差边界和第二等级误差边界，且所述第一等级误差边界位于所述第二等级误差边界内；所述控制器判断所述丝杆图像中的丝杆边界是否超出所述误差边界，包括：所述控制器确定所述丝杆图像中的丝杆边界位于所述第一等级误差边界以内时，判定所述丝杆合格且为第一等级；所述控制器确定所述丝杆图像中的丝杆边界位于所述第一等级误差边界外且位于所述第二等级误差边界以内时，判定所述丝杆合格且为第二等级；所述控制器确定所述丝杆图像中的丝杆边界位于所述第二等级误差边界外时，判定所述丝杆不合格。

可选地，所述显示器显示误差边界之前，还包括：所述控制器确定误差边界；所述控制器将所述误差边界发送至所述显示器。

可选地，所述控制器确定误差边界包括：所述控制器获取丝杆的最大允许偏摆量；所述控制器根据所述最大允许偏摆量确定所述误差边界。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例所提供的丝杆分拣系统的基本结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的丝杆分拣系统的具体结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的丝杆分拣方法的基本流程图；

图4为本发明实施例所提供的丝杆分拣方法的第一种具体流程图；

图5为本发明实施例所提供的丝杆分拣方法中第二种具体流程图；

图6为本发明实施例所提供的丝杆分拣方法中第三种具体流程图；

图7为本发明实施例所提供的丝杆分拣方法中部分步骤的第一种流程图；

图8为本发明实施例所提供的丝杆分拣方法中部分步骤的第二种流程图；

图9为本发明实施例所提供的丝杆分拣方法中显示屏所显示的误差边界的示意图。

附图标记说明：

1-回转驱动装置；11-夹持部件；

12-电机；2-图像数据获取装置；

3-显示器；4-丝杆；

5-丝杆图像；6-参考边界；

7-误差边界；71-第一等级误差边界；

72-第二等级误差边界；8-控制器；

9-输入设备；10-语音提示装置。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。

对于适形强调技术用多叶光栅中的丝杆，需要对丝杆的偏摆量进行测试，以分拣出偏摆量合格的丝杆，本发明的实施例提供了一种丝杆分拣系统，如图1所示，该丝杆分拣系统包括：回转驱动装置1，与丝杆4一端连接，用于驱动丝杆4进行回转；图像数据获取装置2，用于在丝杆4进行回转时，获取并放大丝杆4的图像，并将放大后的丝杆图像数据上传；与图像数据获取装置2相连的显示器3，用于显示放大后的丝杆图像5，并显示误差边界7，以便于根据丝杆图像5和所述误差边界7对丝杆4进行分拣。

其中，称丝杆4安装在回转驱动装置1上时不发生弯曲的理想状态下的丝杆图像5的边界为参考边界6，误差边界7在参考边界6的外围，且与参考边界6之间的距离小于或等于丝杆4的最大允许偏摆量(即允许丝杆设定的的最大偏摆量)的m倍(即hmax)，m为放大后的丝杆图像5相对于真实丝杆4的放大倍数。

需要说明的是，误差边界7与参考边界6之间的距离可设置为等于丝杆4的最大允许偏摆量的m倍，以准确分拣出偏摆量合格的丝杆4；也可以设置为小于丝杆4的最大允许偏摆量的m倍，以提高所分拣出的丝杆4的质量。

在一些实施例中，当图像数据获取装置2设置于所述丝杆4的外周面外侧，其观察方向垂直于丝杆4的轴向时，所显示的丝杆图像5中的丝杆边界为长条形的丝杆侧视图像，误差边界7为处于丝杆图像5中的丝杆边界外围或丝杆边界上的两条直线或矩形框或其他图形。当图像数据获取装置2设置于丝杆4的远离回转驱动装置1的一端外侧，其观察方向沿丝杆4的轴向时，所显示的丝杆图像5中的丝杆边界为圆形的丝杆截面图像，误差边界7为处于丝杆图像5中的丝杆边界外围或丝杆边界上的圆环。

上述丝杆分拣系统中，利用回转驱动装置1驱动丝杆4进行回转，图像数据获取装置2获取并放大丝杆4的图像，并将放大后的丝杆图像数据上传至与图像数据获取装置2相连的显示器3，通过在显示器3中观察丝杆4在回转一周的过程中，实时判断丝杆图像5中的丝杆边界是否超过误差边界7，分拣出合格的丝杆4，即未超出误差边界7的丝杆4，可以方便、快速地对丝杆4实现分拣。

该丝杆分拣系统中的图像数据获取装置2可以对丝杆4进行放大，并通过显示器3显示图像，可直观准确地观测到丝杆4的偏摆，克服了由于丝杆4是微型零件所导致的误差难以判断，容易误判的技术问题。且由于在显示器3上设置了误差边界7，可通过判断丝杆图像5中的丝杆边界是否超出误差边界7进而判断该丝杆4是否合格，操作简单、过程快速，不需要繁琐的数据采集过程和复杂计算，可实现对丝杆4的批量化快速分拣。

作为一种可能的设计，图像数据获取装置2包括高倍电子显微镜。采用高倍电子显微镜可以将丝杆4放大数倍，并将放大后的丝杆图像数据上传至显示器3，可以清晰准确地观测到丝杆4的回转运动和偏摆情况，克服了因丝杆4是微型零件造成的数据不易观测和获取的问题。

在一些实施例中，根据丝杆图像5和所述误差边界7对丝杆4进行分拣的方式，可以为通过人眼对丝杆图像5进行观察，判断丝杆图像5中的丝杆边界是否超过误差边界7，进而对丝杆4进行分拣。

在另一些实施例中，根据丝杆图像5和所述误差边界7对丝杆4进行分拣的方式，可以采用硬件装置和/或软件程序进行自动分拣。参见图2，丝杆分拣系统还包括：与显示器3相连的控制器8，用于确定误差边界7，并控制显示器3显示误差边界7；该控制器3还与图像数据获取装置2连接，用于实时获取丝杆4在回转过程中的丝杆图像5，判断所获取的丝杆图像5中的丝杆边界是否超出误差边界7，以对丝杆4进行分拣。

上述实施例中，通过控制器8确定误差边界7，并控制显示器3显示误差边界7，无需人工调整、设定误差边界7，简化了操作，且通过机器操作提高了准确性。且控制器8可以实时获取丝杆4在回转过程中的丝杆图像5，进而自动判断出所获取的丝杆图像5中的丝杆边界是否超出误差边界7，并根据判断结果对丝杆4进行分拣，不需要通过人眼判断，使得操作过程更加快速高效且准确。

在一些实施例中，控制器8可为cpu(centralprocessingunit、中央处理器)、mcu(microcontrollerunit、微控制单元)、组合逻辑控制器和微程序控制器等。

作为一种可能的设计，参见图2，丝杆分拣系统还包括：与控制器8相连的输入设备9，用于向控制器8输入丝杆4的最大允许偏摆量，以便于控制器8确定误差边界7。

在一些实施例中，输入设备9可为鼠标、键盘、语音输入装置(例如麦克风)、触摸屏等。

作为一种可能的设计，参见图2，丝杆分拣系统还包括：与控制器8相连的语音提示装置10，在控制器8判定丝杆4合格时，通过语音提示装置10播报该丝杆合格或者丝杆等级等信息，从而将丝杆4进行分拣，提高了该丝杆分拣系统的可行性。

作为一种可能的设计，参见图2，回转驱动装置1包括：夹持部件11，用于夹持丝杆4的一端；与夹持部件11相连的电机12，用于驱动丝杆4回转。这样，可将丝杆4的一端用夹持部件11夹持固定，在电机12的驱动下使丝杆4回转，回转速度比较稳定，进而更准确地分拣出合格的丝杆4。

本发明实施例还提供了一种丝杆分拣方法，该丝杆分拣方法应用于如上述实施例所提供的丝杆分拣系统，如图3所示，该丝杆分拣方法包括如下步骤：

s10，回转驱动装置1驱动丝杆4进行回转。

在上述步骤s10中，请再次参见图2，将丝杆4安装在回转驱动装置1上，使用电机12驱动丝杆4进行回转。

s20，在丝杆4回转过程中，图像数据获取装置2获取并放大丝杆4的图像，并将放大后的丝杆图像数据上传。

在上述步骤s20中，在丝杆4回转过程中，利用图像数据获取装置2(例如可为高倍显微镜)获取并放大丝杆4的图像，并将放大后的丝杆图像数据上传至显示器3。

s30，显示器3显示放大后的丝杆图像5，并显示误差边界7，以便于根据丝杆图像5和所述误差边界7对丝杆4进行分拣。

在上述步骤s30中，通过显示器3显示出放大后的丝杆图像5和误差边界7，误差边界7位于参考边界6的外围，且与参考边界6之间的距离小于或等于丝杆4的最大允许偏摆量(即允许丝杆设定的的最大偏摆量)的m倍(即hmax)，，m为放大后的丝杆图像5相对于真实丝杆4的放大倍数。

采用上述丝杆分拣方法，可直观地观测到放大后的丝杆图像5，且可通过判断丝杆4回转过程中其所显示的丝杆图像5中的丝杆边界是否超出误差边界7，根据判断结果对丝杆4进行分拣。操作简单、实用性强，无需复杂的数据采集及计算过程，可实现对丝杆4进行大批量分拣，提高了效率，方便在生产一线使用。

在一些实施例中，根据丝杆图像5和误差边界7对丝杆4进行分拣的步骤，可以为通过人眼判断丝杆图像5中的丝杆边界是否超出误差边界7，进而手动分拣出合格的丝杆4。

在另一些实施例中，如图4所示，根据丝杆图像5和误差边界7对丝杆4进行分拣的步骤，可以采用硬件装置和/或软件程序进行自动分拣。所述丝杆分拣方法还包括：s40，控制器8根据丝杆图像5和误差边界7对丝杆4进行分拣。通过控制器8对丝杆4是否合格进行自动判断，以节约人力成本，且比起人眼观察进行判断更加准确。

在一些实施例中，如图5所示，控制器8根据丝杆图像5和误差边界7对丝杆4进行分拣的步骤s40，包括：s401，控制器8实时获取丝杆4在回转过程中的丝杆图像5，s402，判断所获取的丝杆图像5中的丝杆边界是否超出误差边界7，如果是，则判定丝杆4不合格；如果否，则判定丝杆4合格。

在上述实施例中，丝杆4在回转过程中，只要所显示的丝杆图像5中的丝杆边界超出误差边界7，则该丝杆4就被认定为不合格品，如果所显示的丝杆图像5中的丝杆边界没有超出误差边界7，则该丝杆4为合格品，操作简单、规范，进一步提高了丝杆4分拣的准确性和效率，缩短了丝杆4分拣的时间。

为了对丝杆4的质量进行进一步细分，以满足不同的设计需求，作为一种可能的设计，如图6和图9所示，误差边界7至少包括：第一等级误差边界71和第二等级误差边界72，且第一等级误差边界71位于第二等级误差边界72内。

控制器8判断丝杆图像5中的丝杆边界是否超出误差边界7的步骤s402还包括：

控制器8确定丝杆图像5中的丝杆边界位于第一等级误差边界71以内时，判定丝杆4合格且为第一等级；

控制器8确定丝杆图像5中的丝杆边界位于第一等级误差边界71外且位于第二等级误差边界72以内时，判定丝杆4合格且为第二等级；

控制器8确定丝杆图像5中的丝杆边界位于所述第二等级误差边界72外时，判定丝杆4不合格。

采用如上方式，可方便快速地对丝杆4进行等级判定，在判定出丝杆4是合格品的基础上，进一步判断该丝杆4是否为优等品，或为次等品，提高了丝杆4的良率，将优等丝杆4，例如被判定为第一等级的丝杆4应用于多叶光栅，因其偏摆量小、质量高，所以可提高多叶光栅的多组叶片的使用寿命和灵活性，进而在适形调强技术中发挥其显著作用。

参照上面的方法，本领域技术人可知，误差边界7的组数应不限于两组，其还可以包括一组、三组、或三组以上误差边界，以判定丝杆4的质量等级，适应对丝杆偏摆量的不同分拣需求。

作为一种可能的设计，如图7和图8所示，显示器3显示误差边界7之前，还包括：

s201，控制器8确定误差边界7。

在一些实施例中，控制器8确定误差边界7的步骤s201，包括：s2011，控制器8获取丝杆4的最大允许偏摆量；s2012，控制器8根据最大允许偏摆量确定误差边界7。

示例性的，上述步骤包括如下过程：获取所显示的放大后的丝杆图像5相对于实际丝杆4的放大倍数m，可直接读取图像数据获取装置2的放大倍数m，也可通过计算所显示的丝杆图像5与真实丝杆4的直径的比值来得放大倍数m。通过输入设备9向控制器8输入丝杆4的最大允许偏摆量hmax。控制器8根据放大倍数m和丝杆4的最大允许偏摆量hmax，计算得到误差边界7与其对应的参考边界6之间的距离hmax，hmax＝m×hmax。

s202，控制器8将误差边界7发送至显示器3。从而显示器3在丝杆图像5的外围显示该误差边界7。

以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。