一种导电杆v型槽间距和槽深的在位测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于图像传感器的在位测量装置，属于机械精密测量领域。
【背景技术】
[0002]导电杆是导电装置的重要元件，为多个金属滑环叠装、灌封式结构，由传递信号的数量决定了其环路的数量，是一类精密机械元件。通过导电装置的“ Π ”型电刷与其V型环槽对称双接触，借助电刷的弹性压力来传递信号及电流。导电杆的V型槽尺寸小，精度要求高。如图7、8所示，导电杆V型环槽数量较大，例如包括96个V型环槽，V型环槽的槽间距要求 0.44m m±0.07mm 槽深 0.2mm,公差范围 O 到-0.02mm。
[0003]对高集成度导电杆检测的一般做法是:将加工后的工件在万能工具显微镜下对V型槽逐个进行槽间距和槽深的离线测量。对没有达到精度要求的工件直接进行报废处理。这样做法存在的问题是:工件加工过程中质量不可控，采用线下测量方法对V型槽的槽间距和槽深进行测量工作繁琐，对检测人员的技能要求高，需要多次拆装，还需要额外设置导电杆检测固定工装。对检测不合格的工件只能报废处理导致废品率高，造成资源浪费和整体加工效率低下。以上这些已经成为高集成度导电杆产品高效、高质生产加工的瓶颈问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种针对导电杆V型槽槽间距和槽深的在位测量装置。测量时被测工件无需从车床上拆卸下来，通过CCD相机拍摄被测工件的数字图像，通过对数字图像进行处理和识别，自动测量出被测工件的所有V型槽槽间距和槽深尺寸。
[0005]本发明目的通过如下技术方案予以实现:提供一种导电杆V型槽间距和槽深的在位测量装置，所述导电杆固定在车床上，在位测量装置包括CCD相机、镜头、可调焦距固定支架、光源、数据处理单元；
[0006]其中所述CXD相机设置在导电杆的正上方，固定在可调焦距固定支架上，所述CXD相机用于拍摄导电杆轮廓图像，并将图像传输至数据处理单元；
[0007]所述镜头固定在CXD相机上；
[0008]所述光源设置导电杆的正下方；
[0009]所述可调焦距固定支架将CXD相机固定在车床上，具有CXD相机焦距微调部件，能够实现CCD相机焦距微调；
[0010]数据处理单元用于接收并处理导电杆轮廓图像，获得导电杆V型槽间距和槽深的测量数据。
[0011]优选的，可调焦距固定支架底部具有连接部，该连接部与车床中托板的燕尾槽定位锁紧。
[0012]优选的，所述可调焦距固定支架还包括连杆，L型板和微调装置；所述CCD相机通过L型板固定在微调装置上，微调装置通过连杆夹持在可调焦距固定支架的竖直杆部分。
[0013]优选的，可调焦距固定支架还具有微调旋钮，微调旋钮通过内部的齿轮与微调装置内部的齿条啮合，实现CCD相机和镜头的上下移动。
[0014]同时提供一种所述装置的测量的方法，其特征在于包括如下步骤:
[0015](I)开启光源，调整C⑶相机的焦距，获得清晰的图像；
[0016](2)采用标准件棋盘格进行位测量装置的标定；
[0017](3)拍摄导电杆包含所有V型槽的图像，并发送至数据处理单元；
[0018](4)数据处理单元接收所述图像后，依次提取每个V型槽的边缘序列点，具体方法为:求得像素点灰度值存在阶跃的点，所述阶跃的点即为图像边缘序列点；
[0019](5)获得导电杆V型槽间距和槽深的数据。
[0020]优选的，获得导电杆V型槽间距和槽深的数据的具体方法为:
[0021]将所有边缘序列点进行拟合依次获得每个V型槽第一侧边和与其上部相交的第一水平边、每个V型槽第二侧边和与其上部相交的第二水平边；分别计算每个V型槽第一侧边和与其相交的第一水平边的交点坐标值和每个V型槽第二侧边和与其相交的第二水平边的交点坐标值；再计算每个V型槽两个交点的中点的坐标值；遍历每个V型槽第一侧边或第二侧边的所有边缘点，找出每个V型槽在竖直方向位置最低的点；计算第i个V型槽与第i+Ι个V型槽中点之间的距离，该距离即为导电杆第i个V型槽和第i+Ι个V型槽的槽间距，i取I到K-1，K为导电杆环槽的数量；
[0022]所述第一水平边和第二水平边共线，计算所在直线方程；计算下水平边所在直线方程，该直线经过竖直方向位置最低的点且平行于第一水平边和第二水平边所在直线；计算两条直线之间的距离，该距离即为导电杆V型槽槽深，依次计算K个V型槽槽深。
[0023]优选的，还包括步骤(7)判断每个V型槽间距和每个V型槽槽深是否在误差范围内，如果不在误差范围内则提示，将不合格导电杆环槽编号、间距和槽深标注红色。
[0024]优选的，可调焦距固定支架还具有L型板、微调装置、连杆和微调旋钮；所述C⑶相机通过L型板固定在微调装置上，微调装置通过连杆夹持在可调焦距固定支架的竖直杆部分，微调旋钮通过内部的齿轮与微调装置内部的齿条啮合，实现CCD相机和镜头的上下移动；
[0025]步骤(I)中调整CXD相机的焦距具体为:通过连杆调整夹持在可调焦距固定支架的竖直杆的不同位置，实现CCD相机的焦距粗调；通过调节微调旋钮实现CCD相机的焦距的微调。
[0026]优选的，边缘序列点提取方法米用灰度值梯度算法。
[0027]本发明与现有技术相比具有如下优点:
[0028](I)本发明是针对导电杆V型槽槽间距和槽深的在位测量方法，该测量方法不影响加工，在导电杆生产过程中无需将产品从车床上拆卸即可实现测量，无需设置额外的导电杆固定工装，免去了重复拆装导电杆的过程；
[0029](2)传统的测量方法采用万能工具显微镜进行人眼观察，效率低下，可靠性不高，对人员技能依赖较大，本发明采用CCD相机自动测量并计算，提高了测试效率，降低了对人员的要求。
[0030](3)可调焦距固定支架(3)底部连接部车床(7)中托板的燕尾槽定位并锁紧，实现了 CCD相机的稳定固定和焦距微调，不影响车削加工，每个导电杆生产完成之后即可在位测量，测量完成后继续进行下一个导电杆的生产，有效的将生产与测量相结合，无需单独设置检测人员。
【附图说明】
[0031]图1是导电杆V型槽间距和槽深的在位测量装置系统示意图；
[0032]图2是可调焦距固定支架结构示意图；
[0033]图3是测量软件算法流程图；
[0034]图4是提取V型槽边缘序列点不意图；
[0035]图5是提取V型槽中心点示意图；
[0036]图6是提取V型槽上下水平边示意图。
[0037]图7是导电杆及V型槽示意图；
[0038]图8是导电杆及V型槽局部放大图。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图实例，对本
【发明内容】
作进一步描述。
[0040]参阅图1，图2，该装置包括安装有镜头2的CXD相机I。CXD相机I通过L型板10固定在微调装置11上，微调装置11通过连杆8夹持在可调焦距在支架3的竖直杆部分。微调旋钮9通过内部的齿轮与微调装置11内部的齿条啮合，实现CCD相机I和镜头2的上下移动。焦距可调固定支架3通过其底部两侧的燕尾槽固定在车床7中托板上。光源5位于导电杆4的正下方。数据处理单元6通过数据线与C⑶相机I相连接。所述可调焦距固定支架3还包括连杆8，L型板10和微调装置11。
[0041]被测工件4在加工完之后仍然固定在机床主轴上，未拆卸，进行在位测量。光源5位于被测工件的正下方，发出竖直方向平行光线照射被测工件4。CXD相机I位于被测工件正上方，加装镜头2。照相系统通过焦距可调固定支架3固定在车床中托板上，该相机固定机械支架可以实现相机位置的粗调节和焦距的精密微调。CCD相机I通过数据线将拍摄的照片传送到数据处理单元6，数据处理单元6上安装有专用测量软件，对图像进行采集、预处理、轮廓提取、尺寸测量等一系列操作，最终达到导电杆V型槽槽间距和槽深的在位测量的目的。
[0042]所述的CXD相机I具有6576 X 4384像素的分辨率和高成像质量，具有闪光灯控制信号输出，图像尺寸、亮度、增益、帧率、曝光时间可编程设置。
[0043]所述的镜头2，无光学失真，大景深，工作距离可调，可以根据测量精度确定放大倍数。其与C⑶相机I通过螺纹固定和连接。