一种用于轴孔装配自动对中的阶梯靶标的制作方法

本实用新型属于轴孔装配技术领域，具体涉及一种用于轴孔装配自动对中的阶梯靶标。

背景技术：

随着国际制造技术取得了突飞猛进的发展，机械装配的质量占据越来越重要的地位，是研究制造高性能装备的关键。旋转机构在目前汽车、飞机设计过程中应用非常普遍，如何保证该机构孔轴的装配精准性是一直困扰当前一线工程技术人员的难题。装配之前，孔轴处于分离状态，装配时要求孔轴对中，任何装配过程的误差都有可能降低产品使用寿命，加剧磨损，对工件的使用造成很大的危害。

目前旋转机械孔轴的对中装配过程，传统的方法是由工人们肉眼观察孔轴的配合间隙，为了满足同轴度、轴间隙等硬性指标的要求，有时必须要反复调整，耗费大量的工时成本，并且过多人为因素的干预导致装配精度难以保证。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种机械结构简单，便于加工生产的用于轴孔装配自动对中的阶梯靶标。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种用于轴孔装配自动对中的阶梯靶标，包括阶梯靶标本体，阶梯靶标包括前后两个相连接的第一圆柱体和第二圆柱体，且第一圆柱体的直径小于第二圆柱体的直径；所述阶梯靶标用于套装于配装轴中，且阶梯靶标的轴线与配装轴共轴。

进一步地，该第一圆柱体和第二圆柱体的前端面上、且绕其边缘一周均设置有4a个圆形图案，圆形图案朝向配装轴的前端，用于在待装配轴前端朝向孔内采集阶梯靶标本体的图像，通过计算得出对应端面上的中心点，以确定出阶梯靶标本体的轴线；其中：a为大于0的自然数，且两个对应前端面上a的取值可不相同。

进一步地，该a为大于1的自然数。

进一步地，每一个所述圆形图案内均设置有光源，第一圆柱体和第二圆柱体的前端面上均贴合安装有挡光板，每一个挡光板上均对应开设有圆孔，所述圆孔的位置与对应的圆形图案相一致；且圆孔的直径小于圆形图案的直径。

进一步地，该第一圆柱体和第二圆柱体间通过一柱状体连接。

进一步地，该阶梯靶标本体的长度与待装配轴的长度的比例为1:3～10。

本实用新型一种用于轴孔装配自动对中的阶梯靶标具有如下优点：该阶梯靶标机械结构简单，便于加工生产，同时靶标特征图案前端面使用挡光板，避免了光源散射引起的误差，保证了靶标特征图案轮廓的准确性。同时该靶标采用自发光设计，受外界光线强度等环境因素影响较小，可以长时间稳定的工作。

附图说明

图1是本实用新型一种用于轴孔装配自动对中的阶梯靶标的结构示意图；

图2是本实用新型中工业相机采集的阶梯靶标本体的图像；

其中：1.第一圆柱体；2.第二圆柱体；3圆形图案；4.柱状体，5.挡光板。

具体实施方式

本实用新型一种用于轴孔装配自动对中的阶梯靶标，如图1所示，包括阶梯靶标本体，阶梯靶标包括前后两个相连接的第一圆柱体1和第二圆柱体2，且所述第一圆柱体1的直径小于第二圆柱体2的直径；所述阶梯靶标用于套装于配装轴中，且阶梯靶标的轴线与配装轴共轴。

该第一圆柱体1和第二圆柱体2的前端面上、且绕其边缘一周均设置有4a个圆形图案3，所述圆形图案3朝向配装轴的前端，用于在待装配轴前端朝向孔内采集阶梯靶标本体的图像，通过计算得出对应端面上的中心点，以确定出阶梯靶标本体的轴线；其中：a为大于0的自然数，且两个对应前端面上a的取值可不相同。优选地，a为大于1的自然数，顺次连接对应前端面上圆形图案的圆心，分别形成对应的圆。每一个圆形图案内均设置有光源，第一圆柱体1和第二圆柱体2的前端面上均贴合安装有挡光板5，每一个所述挡光板5上均对应开设有圆孔，所述圆孔的位置与对应的圆形图案相一致；且圆孔的直径小于圆形图案的直径。设置光源是为了拍照时，降低对相机的依赖，能够显示图形。为了防止光源安装偏差和光斑出现的散射现象，通过挡光板5保证光斑圆心处于同一圆的圆周上。遮光板5通过螺钉与对应的端面连接。第一圆柱体1和第二圆柱体2间通过一柱状体4连接，以改变阶梯靶标本体的长度，同时能够节省材料。阶梯靶标本体的长度与待装配轴的长度的比例为1:3～10，以保证精确地确定出轴线。

本实用新型一种用于轴孔装配自动对中的阶梯靶标，由“西北工业大学研究生创意创新种子基金资助。”使用过程如下：将阶梯靶标本体装配于配装轴内，且圆形图案3朝向配装轴的前端，在配装轴的前端用工业相机采集阶梯靶标本体的图像，如图2所示，对图2中的图像进行处理，以得第一圆柱体前端面的圆心和第二圆柱体前端面的圆心，连接两个对应的圆心，即为阶梯靶标的轴线。具体如下：在待装配孔或待装配轴内安装该阶梯靶标，该阶梯靶标上的图案朝向待装配孔或轴前端，且阶梯靶标轴线与待装配孔或轴处于共轴状态，在待装配孔前端朝向孔内采集阶梯靶标，得阶梯靶标图像；

步骤b.对步骤a中获得到阶梯靶标图像进行处理，得到边缘平滑过渡的阶梯靶标图像；

步骤c.对步骤b中边缘平滑过渡的阶梯靶标图像处理，获得阶梯靶标图像边缘轮廓集合，对边缘轮廓集合中的每个子集分别进行最小二乘椭圆拟合，得到一组拟合椭圆中心点集合；

步骤d.将步骤c中得到的拟合椭圆中心点集合分为第一圆柱体前端面点集和第二圆柱体前端面点集；

步骤e.将步骤d中的所述第一圆柱体前端面点集和第二圆柱体前端面点集，分别运用最小二乘法进行椭圆拟合，即得到对应的第一圆柱体前端面中心点和第二圆柱体前端面中心点；连接两个中心点，即为阶梯靶标的轴线，靶标轴线的位姿即为待装配孔或待装配轴的位姿。