CN114111601A - 一种利用线阵ccd技术检测装配孔位置偏移量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用线阵CCD技术检测装配孔位置偏移量的方法，包括S1建立坐标系、S2建立线阵CCD、S3偏移量判断、S4 CCD交点坐标记录、S5偏移量计算等步骤，利用装配孔位置偏移量l0的计算公式，即可得出装配孔位置偏移量l0的具体大小。本发明一种利用线阵CCD技术检测装配孔位置偏移量的方法，通过CCD成像技术，可以进行非接触测量，并且可以达到较高的精度，能够有效检测出装配孔的位置偏移量，解决零件在装配时的对中问题，具有检测效率高、速度快的特点；而且记录过程不易出错，生产成本低，能够及时对检测结果进行有效统计分析比对，生产车间也能够根据分析结构对生产工艺进行及时调整，反馈速度快，使用方便快捷。

Description

一种利用线阵CCD技术检测装配孔位置偏移量的方法
技术领域
本发明涉及检测技术领域，具体为一种利用线阵CCD技术检测装配孔位置偏移量的方法。
背景技术
零件在装配时的位置误差是影响零件装配精度的关键，对于精度要求较高的设备，对零件位置误差的检测更加重要。对于孔状零件或装配孔，检测位置误差，以此来解决零件装配时的对中问题。
目前，对于孔状零件或装配孔的位置偏移量的检测，大多是通过人工进行检测记录，检测速度慢，效率低，而且记录过程容易出错，增加企业生产成本；同时，人工检测记录的方式，不能及时有效地将检测信息进行有效对比分析，生产也不能根据分析结果及时调整生产工艺，反馈速度慢。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种利用线阵CCD技术检测装配孔位置偏移量的方法，以解决以上缺陷。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种利用线阵CCD技术检测装配孔位置偏移量的方法，包括以下步骤：
S1、建立坐标系：
将带有装配孔的标准装配件固定在固定装置上，并以装配孔圆心的理想位置为R0，分别建立X轴、Y轴坐标系；
S2、建立线阵CCD：
在装配孔后放置两个平行且距离为L的线阵CCD传感器，且其中一条CCD线与X轴重合，另一条CCD线为y＝L，且R0的坐标为(0，L/2)，L不大于装配孔的半径r，然后移走标准装配件；
S3、偏移量判断：
将待检测装配件固定在固定装置上，观察待检测装配件上的实际装配孔孔壁与两条CCD线的交点数量，若交点小于三个，则装配孔偏移量过大，无实际测量意义，无需对装配孔偏移量多少进行具体计算；若交点为三个或四个，则继续；
S4、CCD交点坐标记录：
若交点为四个，其坐标分别为A(a，L)、B(b，L)、C(c，0)、D(d，0)；若交点为三个，则A(a，L)与B(b，L)重合，或C(c，0)与D(d，0)重合，即a＝b或c＝d；通过线阵CCD传感器可读出A、B、C、D的具体坐标，即得到a、b、c、d、L的具体数值；
S5、偏移量计算：
利用a、b、c、d、L的具体数值并通过装配孔位置偏移量l0的计算公式，即可得出装配孔位置偏移量l0的具体大小；所述l0的计算公式为：
Figure BDA0003396724580000031
或
Figure BDA0003396724580000032
优选地，在S5偏移量计算步骤中，所述l0的计算公式，其推导的具体过程为：
H1：由S2步骤可知，两条线阵CCD在坐标系中的方程分别为：
y＝0 (1)，和y＝L (2)；
H2：假设待检测装配件上的装配孔的实际圆心坐标为O1(x0,y0)，则实际装配孔的孔壁上任意一点在坐标系中的方程为：
(x-x0)2+(y-y0)2＝r2 (3)，
其中x、y、r分别为实际装配孔的孔壁上任意一点的横坐标、纵坐标、以及其半径；
H3：方程(3)与方程(2)在坐标系中的交点分别为A(a，L)、B(b，L)，与方程(1)在坐标系中的交点分别为C(c，0)、D(d，0)，可知装配孔的实际圆心O1在AB或CD的中线上，可得圆心横坐标为：
Figure BDA0003396724580000033
或
Figure BDA0003396724580000034
H4、将A、B、C三点的坐标代入装配孔的孔壁的方程(3)中，得到：
Figure BDA0003396724580000035
由方程(4)、(5)、(6)、(7)得：
Figure BDA0003396724580000041
或
Figure BDA0003396724580000042
H5、装配孔的理想圆心R0(0，L/2)，装配孔的实际圆心为O1(x0,y0)，则装配孔的位置偏移量l0为O1与R0之间的实际距离，
Figure BDA0003396724580000043
并推导出：
即
Figure BDA0003396724580000044
或
Figure BDA0003396724580000045
本发明的有益效果在于：
本发明一种利用线阵CCD技术检测装配孔位置偏移量的方法，通过CCD成像技术，可以进行非接触测量，并且可以达到较高的精度，能够有效检测出装配孔的位置偏移量，解决零件在装配时的对中问题，具有检测效率高、速度快的特点；而且记录过程不易出错，生产成本低，能够及时对检测结果进行有效统计分析比对，生产车间也能够根据分析结构对生产工艺进行及时调整，反馈速度快，使用方便快捷。
附图说明
图1：本发明的CCD成像检测方法示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明，需要说明的是，仅仅是对本发明构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应视为落入本发明的保护范围。
如图1所示，一种利用线阵CCD技术检测装配孔位置偏移量的方法，包括以下步骤：
S1、建立坐标系：将带有装配孔的标准装配件固定在固定装置上，并以装配孔圆心的理想位置为R0，分别建立X轴、Y轴坐标系；
S2、建立线阵CCD：在装配孔后放置两个平行且距离为L的线阵CCD传感器，且其中一条CCD线与X轴重合，另一条CCD线为y＝L，且R0的坐标为(0，L/2)，L不大于装配孔的半径r，然后移走标准装配件；
S3、偏移量判断：
将待检测装配件固定在固定装置上，观察待检测装配件上的实际装配孔孔壁与两条CCD线的交点数量，若交点小于三个，则装配孔偏移量过大，无实际测量意义，无需对装配孔偏移量多少进行具体计算；若交点为三个或四个，则继续；
S4、CCD交点坐标记录：
若交点为四个，其坐标分别为A(a，L)、B(b，L)、C(c，0)、D(d，0)；若交点为三个，则A(a，L)与B(b，L)重合，或C(c，0)与D(d，0)重合，即a＝b或c＝d；通过线阵CCD传感器可读出A、B、C、D的具体坐标，即得到a、b、c、d、L的具体数值；
S5、偏移量计算：
首先，对装配孔位置偏移量l0的计算公式进行推导，其推导的具体过程为：
H1：由S2步骤可知，两条线阵CCD在坐标系中的方程分别为：
y＝0 (1)，和y＝L (2)；
H2：假设待检测装配件上的装配孔的实际圆心坐标为O1(x0,y0)，则实际装配孔的孔壁上任意一点在坐标系中的方程为：
(x-x0)2+(y-y0)2＝r2 (3)，
其中x、y、r分别为实际装配孔的孔壁上任意一点的横坐标、纵坐标、以及其半径；
H3：方程(3)与方程(2)在坐标系中的交点分别为A(a，L)、B(b，L)，与方程(1)在坐标系中的交点分别为C(c，0)、D(d，0)，可知装配孔的实际圆心O1在AB或CD的中线上，可得圆心横坐标为：
Figure BDA0003396724580000061
或
Figure BDA0003396724580000062
H4、将A、B、C三点的坐标代入装配孔的孔壁的方程(3)中，得到：
Figure BDA0003396724580000063
由方程(4)、(5)、(6)、(7)得：
Figure BDA0003396724580000071
或
Figure BDA0003396724580000072
H5、装配孔的理想圆心R0(0，L/2)，装配孔的实际圆心为O1(x0,y0)，则装配孔的位置偏移量l0为O1与R0之间的实际距离，
Figure BDA0003396724580000073
并推导出：
Figure BDA0003396724580000074
或
Figure BDA0003396724580000075
然后，利用a、b、c、d、L的具体数值并通过装配孔位置偏移量l0的计算公式，即可得出装配孔位置偏移量l0的具体大小。
通过上述利用线阵CCD技术检测装配孔位置偏移量的方法，对若干个待检测装配件上的装配孔位置进行检测，得到的测量数据如下：
Figure BDA0003396724580000076
Figure BDA0003396724580000081
在实际操作时，两条CCD的距离L小于或等于圆孔半径最优，此时有四个交点的概率最高，由于拟合一个圆最少需要三个点，当线阵CCD与圆孔孔壁的交点小于三个时，其偏移量则认为圆孔偏差过大，失去测量的实际意义。
本发明一种利用线阵CCD技术检测装配孔位置偏移量的方法，通过CCD成像技术，可以进行非接触测量，并且可以达到较高的精度，能够有效检测出装配孔的位置偏移量，解决零件在装配时的对中问题，具有检测效率高、速度快的特点；而且记录过程不易出错，生产成本低，能够及时对检测结果进行有效统计分析比对，生产车间也能够根据分析结构对生产工艺进行及时调整，反馈速度快，使用方便快捷。
上述是对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种利用线阵CCD技术检测装配孔位置偏移量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、建立坐标系：
将带有装配孔的标准装配件固定在固定装置上，并以装配孔圆心的理想位置为R0，分别建立X轴、Y轴坐标系；
S2、建立线阵CCD：
在装配孔后放置两个平行且距离为L的线阵CCD传感器，且其中一条CCD线与X轴重合，另一条CCD线为y＝L，且R0的坐标为(0，L/2)，L不大于装配孔的半径r，然后移走标准装配件；
S3、偏移量判断：
将待检测装配件固定在固定装置上，观察待检测装配件上的实际装配孔孔壁与两条CCD线的交点数量，若交点小于三个，则装配孔偏移量过大，无实际测量意义，无需对装配孔偏移量多少进行具体计算；若交点为三个或四个，则继续；
S4、CCD交点坐标记录：
若交点为四个，其坐标分别为A(a，L)、B(b，L)、C(c，0)、D(d，0)；若交点为三个，则A(a，L)与B(b，L)重合，或C(c，0)与D(d，0)重合，即a＝b或c＝d；通过线阵CCD传感器可读出A、B、C、D的具体坐标，即得到a、b、c、d、L的具体数值；
S5、偏移量计算：
利用a、b、c、d、L的具体数值并通过装配孔位置偏移量l0的计算公式，即可得出装配孔位置偏移量l0的具体大小；所述l0的计算公式为：
Figure FDA0003396724570000021
或
Figure FDA0003396724570000022
2.根据权利要求1所述的一种利用线阵CCD技术检测装配孔位置偏移量的方法，其特征在于，在S5偏移量计算步骤中，所述l0的计算公式，其推导的具体过程为：
H1：由S2步骤可知，两条线阵CCD在坐标系中的方程分别为：
y＝0 (1)，和y＝L (2)；
H2：假设待检测装配件上的装配孔的实际圆心坐标为O1(x0,y0)，则实际装配孔的孔壁上任意一点在坐标系中的方程为：
(x-x0)2+(y-y0)2＝r2 (3)，
其中x、y、r分别为实际装配孔的孔壁上任意一点的横坐标、纵坐标、以及其半径；
H3：方程(3)与方程(2)在坐标系中的交点分别为A(a，L)、B(b，L)，与方程(1)在坐标系中的交点分别为C(c，0)、D(d，0)，可知装配孔的实际圆心O1在AB或CD的中线上，可得圆心横坐标为：
Figure FDA0003396724570000023
H4、将A、B、C三点的坐标代入装配孔的孔壁的方程(3)中，得到：
Figure FDA0003396724570000031
由方程(4)、(5)、(6)、(7)得：
Figure FDA0003396724570000032
或
Figure FDA0003396724570000033
H5、装配孔的理想圆心R0(0，L/2)，装配孔的实际圆心为O1(x0,y0)，则装配孔的位置偏移量l0为O1与R0之间的实际距离，
Figure FDA0003396724570000034
并推导出：
Figure FDA0003396724570000035
或
Figure FDA0003396724570000036
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