一种基于机器视觉的主轴径向跳动测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于机器视觉的主轴径向跳动测量方法。该方法如下：一、在被测主轴上安装光靶标。二、被测主轴带动靶标上安装的两个发光点旋转，相机记录下发光点的轨迹图像。三、获得两个圆轨迹的圆心位置和最小二乘圆半径。四、获得被测主轴在不同相位的回转误差。本发明专利技术不仅能测出主轴的径向跳动范围，还利用测量靶标上两个相互错开90

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的主轴径向跳动测量方法


[0001]本专利技术属于精密测量
，具体涉及一种使用机器视觉测量主轴径向跳动的方法及装置。

技术介绍

[0002]机械工业装备的水平和质量，直接影响国民经济各部门生产技术水平和经济效益。近代工业发展迅速，各科技领域的进步都需要制造业支持。精密机床是加工精密零件的必要条件，精密主轴是精密机床的核心部件。有实验研究表明：主轴回转误差对精密机床加工精度的影响占30％至70％，并且机床精度等级越高，主轴回转误差占总误差比例就越大。以单点金刚石车床为例，主轴的径向跳动会直接影响零件的加工精度。所以很有必要对主轴的径向跳动进行检测，甚至根据测量数据对主轴的回转误差进行补偿，以实现更高的加工精度。
[0003]国内外学者提出了一些方法来测量主轴的径向跳动。这些方法往往使用电容式位移传感器或电涡流位移传感器，且需要安放标准棒在主轴端面上，引入了偏心误差和圆度误差，降低了测量精度，增加了测量系统的复杂性。基于电容式位移传感器的测量系统组成元件较多，信号微弱易受干扰，且对安装精度要求较高。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的主轴径向跳动测量方法，其特征在于：步骤一、在被测主轴上安装测量靶标；测量靶标上设置有偏离被测主轴轴线的两个光靶标点；两个光靶标点到被测主轴轴线的距离不相等；两个光靶标点在被测主轴上成90
°
圆心角；设置能够拍摄到两个光靶标点随主轴旋转的完整轨迹的相机；步骤二、被测主轴带动两个光靶标点旋转，相机记录下两个光靶标点的轨迹图像；根据轨迹图像建立两个圆轨迹的点数据集；步骤三、根据两个圆轨迹的点数据集，获得两个圆轨迹的圆心位置，以及两个圆轨迹的最小二乘圆半径R
O1
、R
O2
；步骤四、获得被测主轴在不同相位的运动误差如下：θ1＝θ2+90
°°°°°°
其中，θ1、θ2分别为两个光靶标点相对于被测主轴零相位的相位差；分别为被测主轴处于相位时被测主轴的横向跳动、纵向跳动；分别为被测主轴处于相位时两个光靶标点投射在圆轨迹上的位置到圆心的距离。2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的主轴径向跳动测量方法，其特征在于：步骤二中，在主轴不同转速下，均记录光靶标点回转一周的轨迹图像，从而在步骤四中获得主轴在不同转速下的运动误差。3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的主轴径向跳动测量方法，其特征在于：步骤二中所得的轨迹图像经过包括图像增强，边界提取，腐蚀，中心线提取在内的图像处理运算。4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的主轴径向跳动测量方法，其特征在于：步骤三中，还分别求解两个圆轨迹的圆度误差；根据圆轨迹点数据集计算圆度误差的过程如下：将被求取的圆轨迹点数据集定义为P(X
i
,Y
i
),i＝1,2,...,n；n为被求取的圆轨迹上的数据点数量；3
‑
1.首先建立目标函数M(a,b,c)如下：其中，a、b、c为目标函数的三个待定参数；x
i
、y
i
分别为圆轨迹点数据集P中的第i个数据点的X轴坐标、Y轴坐标；对目标函数M(a,b,c)求偏导，并令其偏导取0，得到方...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文，吕天硕，孙涛，许凯飞，卢科青，陈占锋，王传勇，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：