一种轴承分段保持架的测量装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种轴承分段保持架的测量装置，包括上料组件、传送组件、图像获取组件、下料组件和图像处理组件；所述上料组件将轴承分段保持架放置于传送组件上；所述传送组件将轴承分段保持架运送至图像获取组件处；所述图像获取组件包括相机，所述相机对轴承分段保持架进行图像拍摄；所述图像处理组件与相机相连，用于对相机所拍摄的图像进行处理，以得到轴承分段保持架的尺寸；所述下料组件对轴承分段保持架进行下料。采用上述测量装置对轴承分段保持架进行测量，包括待检测保持架的图像获取、图像处理组件对图像进行处理以及将当前待检测保持架的处理结果与该待检测保持架的设计要求进行对比分析。计要求进行对比分析。计要求进行对比分析。

【技术实现步骤摘要】
一种轴承分段保持架的测量装置及测量方法


[0001]本专利技术涉及盾构机主轴承
，特别是涉及一种轴承分段保持架的测量装置及测量方法。

技术介绍

[0002]由于分段保持架是主轴承的关键部件，尺寸的100％检验是确保主轴承正常使用的必要手段。轴承分段保持架通常具有如下特点：同时具有直线特征和圆弧特征；圆弧半径大，分段长度小，表现为明显的短圆弧；兜孔数量众多；成套保持架数量众多。但由于该领域市场较小，没有对类似结构进行尺寸测量的独特技术。人工测量或三坐标测量是通常选择。这两种方法中，测量点位切换所需的时间较长，无法实现高效的批量检测。此外，短圆弧特征下，测量点的小偏差，通过最小二乘法拟合圆会放大为半径的大偏差，难以用于评估短圆弧是否满足设计要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种轴承分段保持架的测量装置，包括上料组件、传送组件、图像获取组件、下料组件和图像处理组件；所述上料组件将轴承分段保持架放置于传送组件上；所述传送组件将轴承分段保持架运送至图像获取组件处；所述图像获取组件包括相机，所述相机对轴承分段保持架进行图像拍摄；所述图像处理组件与相机相连，用于对相机所拍摄的图像进行处理，以得到轴承分段保持架的尺寸；所述下料组件对轴承分段保持架进行下料。
[0004]除上述结构外，该轴承分段保持架的测量装置还包括报警组件和剔除组件；所述报警组件与图像处理组件相连，用于对图像处理组件的处理结果进行显示；所述剔除组件与图像处理组件相连，用于当图像处理组件反馈其所检测的当前轴承分段保持架为不合格产品时，将该轴承分段保持架剔除至传送组件之外。
[0005]本专利技术还提供了一种轴承分段保持架的测量方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一、安装如上述所述的轴承分段保持架的测量装置，并将待检测保持架逐一放置于轴承分段保持架的测量装置上，使其通过传送组件的带动进行位移；
[0007]步骤二、待检测保持架的图像获取：图像获取组件对待检测保持架进行图像拍摄，并将所拍摄得到的图像传送至图像处理组件内；
[0008]步骤三、图像处理组件对图像进行处理；
[0009]步骤四、将当前待检测保持架的处理结果与该待检测保持架的设计要求进行对比分析，并将分析结果进行反馈与处理。
[0010]可选的，所述步骤二中，所述图像获取组件对待检测保持架所拍摄的图像为彩色图像。
[0011]可选的，所述步骤三中，图像处理组件对图像进行处理的具体过程为：采用孔洞填充算法将彩色图像中的轮廓线划分为直线特征和圆弧特征，再对其中的直线特征和圆弧特
征进行分别搜索和计算，得到待检测保持架中相对应的结构尺寸。
[0012]可选的，采用孔洞填充算法将彩色图像中的轮廓线划分为直线特征和圆弧特征的具体过程如下：
[0013](一)、将彩色图像转化成二值化图像，并将该待检测保持架中的兜孔部位的二值化值设为0而其框架部位的二值化值设置为1，得到该待检测保持架的二值化图像I；
[0014](二)、提取整个二值化图像I的边缘，并将其边缘位置的二值化值设置为1，非边缘部位的二值化值设置为0，得到边缘图像F；
[0015](三)、以3*3的全1矩阵为结构元，对边缘图像F进行膨胀处理，得到边缘图像F膨胀处理后的边缘结果；
[0016](四)、求边缘结果与二值化图像I的反的交集，得到其结果F1，
[0017](五)、对F1和F进行相互比较，若二者不相等，则将F1赋值给F，并重复步骤(三)和步骤(四)，直到F1和F相等，得到孔洞填充结果I1，孔洞填充结果I1为F1的反；并将孔洞填充结果I1表示为保持架的圆弧段，I1与I之差I2则表示为保持架的直线段；
[0018](六)、对I1和I2基于Sobel算子进行边缘提取，得到待检测保持架的圆弧边缘点集P
a
和直线边缘点集P
l
。
[0019]可选的，对待检测保持架中的兜孔特征进行搜索和计算的具体过程如下：
[0020](1)、根据直线边缘点集P
l
中各点的分布情况，对直线边缘点集P
l
进行欧式聚类分割，形成各兜孔的子点集P
l1
,P
l2
,
…
,P
ln
，其中：n为各兜孔的子点集总数；并求得分割后各子点集的坐标值边界，以获得各子点集区域的面积估算值；
[0021](2)、分别计算各子点集的最小外接矩形，并根据其相应的最小外接矩形计算该子点集所对应的兜孔宽度值和长度值：
[0022](2.1)、根据最小外接矩形的对角点连接线，求子点集P
l1
所对应的兜孔中心的坐标O
l1
(X
ol1
,Y
ol1
)，其中：X
ol1
为该兜孔中心在X方向的坐标，Y
ol1
为该兜孔中心在Y方向的坐标；
[0023](2.2)、根据该兜孔中心坐标O
l1
和兜孔中心到该子点集P
l1
最小外接矩形的最小距离坐标P(X
P
,Y
P
)，求该兜孔相对于坐标系的偏转角θ；并分别搜寻兜孔中心O
l1
到该子点集P
l1
最小外接矩形X方向的最小距离点P
X1
和Y方向的最小距离点P
Y1
：
[0024][0025]其中：X
P
为兜孔中心到子点集P
l1
最小外接矩形的最小距离点P的X方向坐标，Y
P
为兜孔中心到子点集P
l1
最小外接矩形的最小距离点P的Y方向坐标，兜孔中心坐标O
l1
到P
X1
之间的距离与cos(θ)的乘积为兜孔的半宽，兜孔中心坐标O
l1
到P
Y1
之间的距离与cos(θ)的乘积则为兜孔的半长；
[0026](2.3)、重复步骤(2.1)和(2.2)依次获取得到其他子点集所对应的兜孔宽度值和长度值。
[0027]可选的，对待检测保持架中的兜孔特征尺寸与该保持架中兜孔特征的设计尺寸进行对比分析的过程具体如下：
[0028]Ⅰ、判断所求得的兜孔的宽度值和长度值是否满足该待检测保持架的设计要求：将求取得到的所有兜孔的宽度值和长度值分别与该待检测保持架相对应的兜孔设计值进行对比分析，以确认该待检测保持架的兜孔尺寸是否合格；若合格，则待待检测保持架由传送
组件的运送至下料组件的位置，并进行下料；若不合格，则由计算机向报警组件和剔除组件分别发出相应的指令，并剔除该待检测保持架；
[0029]Ⅱ、判断兜孔的分布是否满足该待检测保持架的设计要求：设兜孔特征中所有子点集的兜孔中心坐标分别为O
l1
,O
l2
,
…
,O
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
表示为保持架的圆弧段，I1与I之差I2则表示为保持架的直线段；(六)、对I1和I2基于Sobel算子进行边缘提取，得到待检测保持架的圆弧边缘点集P
a
和直线边缘点集P
l
。7.根据权利要求6所述的轴承分段保持架的测量方法，其特征在于，对待检测保持架中的兜孔特征进行搜索和计算的具体过程如下：(1)、根据直线边缘点集P
l
中各点的分布情况，对直线边缘点集P
l
进行欧式聚类分割，形成各兜孔的子点集P
l1
,P
l2
,
…
,P
ln
，其中：n为各兜孔的子点集总数；并求得分割后各子点集的坐标值边界，以获得各子点集区域的面积估算值；(2)、分别计算各子点集的最小外接矩形，并根据其相应的最小外接矩形计算该子点集所对应的兜孔宽度值和长度值：(2.1)、根据最小外接矩形的对角点连接线，求子点集P
l1
所对应的兜孔中心的坐标O
l1
(X
ol1
,Y
ol1
)，其中：X
ol1
为该兜孔中心在X方向的坐标，Y
ol1
为该兜孔中心在Y方向的坐标；(2.2)、根据该兜孔中心坐标O
l1
和兜孔中心到该子点集P
l1
最小外接矩形的最小距离坐标P(X
P
,Y
P
)，求该兜孔相对于坐标系的偏转角θ；并分别搜寻兜孔中心O
l1
到该子点集P
l1
最小外接矩形X方向的最小距离点P
X1
和Y方向的最小距离点P
Y1
：其中：X
P
为兜孔中心到子点集P
l1
最小外接矩形的最小距离点P的X方向坐标，Y
P
为兜孔中心到子点集P
l1
最小外接矩形的最小距离点P的Y方向坐标，兜孔中心坐标O
l1
到P
X1
之间的距离与cos(θ)的乘积为兜孔的半宽，兜孔中心坐标O
l1
到P
Y1
之间的距离与cos(θ)的乘积则为兜孔的半长；(2.3)、重复步骤(2.1)和(2.2)依次获取得到其他子点集所对应的兜孔宽度值和长度值。8.根据权利要求7所述的轴承分段保持架的测量方法，其特征在于，对待检测保持架中的兜孔特征尺寸与该保持架中兜孔特征的设计尺寸进行对比分析的过程具体如下：Ⅰ、判断所求得的兜孔的宽度值和长度值是否满足该待检测保持架的设计要求：将求取得到的所有兜孔的宽度值和长度值分别与该待检测保持架相对应的兜孔设计值进行对比分析，以确认该待检测保持架的兜孔尺寸是否合格；若合格，则待待检测保持架由传送组件的运送至下料组件的位置，并进行下料；若不合格，则由计算机向报警组件和剔除组件分别发出相应的指令，并剔除该待检测保持架；Ⅱ、判断兜孔的分布是否满足该待检测保持架的设计要求：设兜孔特征中所有子点集的兜孔中心坐标分别为O
l1
,O
l2
,
…
,O
ln
且O
l1
和O
ln
正好落在理论的分布圆上，根据O
l1
和O
ln
的坐标以及兜孔分布中心径的设计值，求理论分布圆心O
′
的坐标；并通过兜孔中心坐标O
...

【专利技术属性】
技术研发人员：许正根，徐望荣，刘俊，麻成标，刘华，董明晶，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：