一种用于斜孔圆心的位置度测量方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于斜孔圆心的位置度测量方法，包括以下步骤：（1.1）选取棋盘格作为标定板；（1.2）使用在光栅尺机械平台上垂直设置的标定相机对标定板进行标定取像，提取角点，建立标定相机的图像坐标与标定板坐标的映射关系；（1.3）沿水平的X向、Y向移动光栅尺机械平台，获取四个不同位置的角点，获取绝对位置；（1.4）移动光栅尺机械平台,建立第一测量相机的图像坐标与标定板坐标的映射关系，并通过换算获得第一测量相机上的图像点，在机械坐标系中的位置；（2.1）使用第一测量相机对其取像，通过计算获取X、Y方向的数值；（2.2）使用水平设置的第二测量相机对待测孔竖直面方向进行取像，并通过已经获得的X、Y方向的数值获得Z方向的数值。
【专利说明】—种用于斜孔圆心的位置度测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械领域，尤其涉及一种斜孔圆心的位置度测量方法。
【背景技术】
[0002]现代机械加工和制造行业的发展，机械产品结构越来越复杂，产品上的斜孔的质量要求也相应提高，斜孔的位置度及空间角度的精确度直接影响到产品的质量。随着工业体系的发展，对位置度和空间角度测量的要求及精度越来越高，测量方法与手段也不断提升。目前主要是通过三坐标测量仪对被测产品表面进行数据点扫描、采集数据点，以获得被测产品在空间范围内的三坐标，从而获得产品上斜孔的位置度和空间角度。
[0003]但是三坐标测量仪成本较高且不能批量进行测量，使得企业生产成本较高；为降低成本，有采用芯棒配合测量法，即根据被测斜孔的设计参数，制作相应的芯棒，然后使用仪器对芯棒进行测量而间接获得斜孔的相关数据，该测量方法虽然成本较低，但是测量精度较低，且不具备较好适应性，因为斜孔的尺寸变化多样，一棒配一孔的配套芯棒数量较大，管理成本较高，因此，实用性不强。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种更加方便的，用于测量工件上斜孔位置度的方法。
[0005]为解决上述问题，本发明提供了 一种用于斜孔圆心的位置度测量方法，其特征在于，包括以下步骤:
(1)标定，其包括:
(1.1)选取棋盘格作为标定板；
(1.2)将标定板水平放置在测量处，使用在光栅尺机械平台上垂直设置的标定相机对标定板进行标定取像，提取角点，即可建立标定相机的图像坐标与标定板坐标的映射关系;
(1.3)沿水平的X向、Y向移动光栅尺机械平台，获取四个不同位置的角点，即可获取该标定板在机械坐标系中的绝对位置；
(1.4)移动光栅尺机械平台，使用倾斜设置的第一测量相机对标定块机械标定取像，进行角点提取后，建立第一测量相机的图像坐标与标定板坐标的映射关系，并通过换算获得第一测量相机上的图像点，在机械坐标系中的位置；
(2)测量，其包括:
(2.1)取出标定板，将待测孔置于测量处，使用第一测量相机对其取像，通过计算获取X、Y方向的数值；
(2.2)使用水平设置的第二测量相机对待测孔竖直面方向进行取像，并通过已经获得的X、Y方向的数值获得Z方向的数值。
[0006]作为本发明的进一步改进，当一个工件上设有多个所述斜孔时，设置与所述斜孔数量相同的第一测量相机和第二测量相机，且分别与每个斜孔一一对应，使用时，先对每个所述斜孔先后进行步骤(I)，之后同时进行步骤(2 )。
[0007]本发明解决了【背景技术】中存在的缺陷，方法简单，易操作、成本低、实用性强、精度高，可单独测量一个斜孔的位置度，也可批量测量一个工件中多个斜孔的位置度。
【具体实施方式】
[0008]下面对本发明做进一步详细说明。
[0009]实施例一:
本实施例包括可沿Y轴运动的基座，和设置在基座上方可沿X轴方向运动的横梁(光栅尺机械平台)，测量时，将工件固定在基座的上表面，此时，该工件上每个斜孔所在的位置为被测位置，本实施离中还包括:一标定相机，竖直固定在在横梁上；一第一测量相机，设置在横梁上，且可相对横梁转动；一第二测量相机，水平设置，该第二测量相机的镜头指向被测位置。本实施例具体步骤如下:
(1)选取棋盘格作为标定板；
(2)将标定板水平放置被侧位置上，水平移动横梁使得标定相机正对标定板，从而对标定板进行标定取像，提取角点，即可建立标定相机的图像坐标与标定板坐标的映射关系；
(3)沿Y轴或者X轴方向，移动横梁或者基座，获取标定板四个不同位置的角点，即可获取该标定板在机械坐标系中的绝对位置；
(4)移动横梁，使用倾斜设置的第一测量相机对标定块机械标定取像，进行角点提取后，建立第一测量相机的图像坐标与标定板坐标的映射关系，并通过换算获得第一测量相机上的图像点，在机械坐标系中的位置；
(5)取出标定板，将工件放在基座上，使得待测的斜孔对准被测位置，第一测量相机对斜孔进行取像，通过计算获取斜孔圆心的X、Y方向的数值；
(6)使用水平设置的第二测量相机对斜孔竖直面方向进行取像，并通过已经获得的X、Y方向的数字获得斜孔圆心Z方向的数值。
[0010]实施例二:
本实施例包括可沿Y轴运动的基座，和设置在基座上方可沿X轴方向运动的横梁(光栅尺机械平台)，测量时，将工件固定在基座的上表面，此时，该工件上每个斜孔所在的位置为被测位置，本发明中还包括:标定相机，竖直固定在在横梁上；第一测量相机，设置在横梁上，且可相对横梁转动，其个数大于或者等于工件的斜孔数目；第二测量相机，水平设置，其个数大于或者等于工件的斜孔数目，每个第二测量相机的镜头均指向被测位置。本实施例具体步骤如下:
(1)选取棋盘格作为标定板；
(2)将标定板水平放置在其中一个被侧位置上，水平移动横梁使得标定相机正对标定板，从而对标定板进行标定取像，提取角点，即可建立标定相机的图像坐标与标定板坐标的映射关系；
(3)沿Y轴或者X轴方向，移动横梁或者基座，获取标定板四个不同位置的角点，即可获取该标定板在机械坐标系中的绝对位置；
(4)移动横梁，使用倾斜设置的第一测量相机对标定块机械标定取像，进行角点提取后，建立第一测量相机的图像坐标与标定板坐标的映射关系，并通过换算获得第一测量相机上的图像点，在机械坐标系中的位置；
(5)将标定板依次放置在其他三个被测位置上，重复步骤2-4，获得其他三个第一测量相机上的图像点，在机械坐标系中的位置；
(6)取出标定板，将工件放在基座上，使得每个待测的斜孔对准被测位置，四个第一测量相机同时对各自对应的斜孔进行取像，通过计算获取斜孔圆心的X、Y方向的数值；
使用四个水平设置的第二测量相机对其相对应的斜孔竖直面方向进行取像，并通过已经获得的X、Y方向的数字获得斜孔圆心Z方向的数值。
【权利要求】
1.一种用于斜孔圆心的位置度测量方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)标定，其包括: (1.1)选取棋盘格作为标定板； (1.2)将标定板水平放置在测量处，使用在光栅尺机械平台上垂直设置的标定相机对标定板进行标定取像，提取角点，即可建立标定相机的图像坐标与标定板坐标的映射关系; (1.3)沿水平的X向、Y向移动光栅尺机械平台，获取四个不同位置的角点，即可获取该标定板在机械坐标系中的绝对位置； (1.4)移动光栅尺机械平台，使用倾斜设置的第一测量相机对标定块机械标定取像，进行角点提取后，建立第一测量相机的图像坐标与标定板坐标的映射关系，并通过换算获得第一测量相机上的图像点，在机械坐标系中的位置； (2)测量，其包括: (2.1)取出标定板，将待测孔置于测量处，使用第一测量相机对其取像，通过计算获取X、Y方向的数值； (2.2)使用水平设置的第二测量相机对待测孔竖直面方向进行取像，并通过已经获得的X、Y方向的数值获得Z方向的数值。
2.根据权利要求1所述的一种用于斜孔圆心的位置度测量方法，其特征在于，当一个工件上设有多个所述斜孔时，设置与所述斜孔数量相同的第一测量相机和第二测量相机，且分别与每个斜孔一一对应，使用时，先对每个所述斜孔先后进行步骤(1)，之后同时进行步骤(2)。
【文档编号】G01B11/00GK103644841SQ201310457380
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】陈亿善, 吕祥 申请人:爱彼思（苏州）自动化科技有限公司