[发明专利]一种用于检验力矩器的设备

说明书

技术领域

本发明属于视觉测量技术领域，具体涉及一种用于检验力矩器的设备。

背景技术

挠性陀螺力矩器正交性决定了两个敏感轴的正交性，是挠性陀螺性能的关键参数之一。我国航天领域挠性陀螺力矩器检验是人工在显微镜下寻找U形口与4个线圈上的参考点，手工检测U型口中心与4个分别以0°、90°、180°、270°为基准的线圈中心的角度偏差值，然后计算任意两角度偏差的差值。

目前该检测均采用人工检测的方式，人工检测150个/月/人，操作过程中边检测边记录、并计算数据，存在工作效率较低，检测精度不高的情况，目前很多研究所挠性陀螺生产量较大，这一检测工序成为制约生产的瓶颈之一。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种自动化程度高，节约人力成本并大大提高工作效率的用于检验力矩器的设备。

本发明的原理：

该用于检验力矩器的设备在力矩器检测工艺要求基础上，深入研究人工检测具体操作流程及挠性陀螺力矩器工作原理，以视觉实时测量系统为核心，通过视觉系统与机械结构、电气设备的有效配合，实时采集力矩器图像，完成力矩器4个线圈与U型口中心角度偏差的自动测量、合格品判定过程。

本发明的具体技术方案是：

本发明提供了一种用于检验力矩器的设备，包括控制箱体、视觉系统、旋转机构以及控制系统；

所述视觉系统用于采集力矩器图像并处理得到最终的测量数据；所述旋转机构带动其上安装的力矩器旋转，同时旋转速度与视觉系统采集力矩器图像拍照速度相适配；

视觉系统安装在控制箱体的上表面；旋转机构的一部分位于控制箱体内，另一部分伸出控制箱体上表面，伸出控制箱体上表面的部分安装待测量力矩器；

控制系统(3)负责与视觉系统(2)及旋转机构(4)分别进行通讯，从而促使旋转机构与视觉系统的有效配合，完成控制旋转机构(4)带动力矩器稳定旋转、控制视觉系统获取力矩器图像的时间节拍以及控制光源开关等工作。

上述视觉系统包括相机以及两个线光源；

相机安装在控制箱体的上表面，相机的镜头正对待测量力矩器；两个线光源分别安装在待测量力矩器两侧，相机光轴通过两个线光源之间的狭缝垂直出射至待测量力矩器上，确保待测量力矩器影像能被相机摄取。

所述相机为8k线扫相机，最大行频13kHz；相机镜头采用高分辨率60mm镜头，并添加75mm扩展筒，视野范围缩小在4cm，成像效果接近于1:1；所述线光源是用于提供光照，剔除其它光线的干扰，利于视觉系统得到清晰度较高的图像。

上述旋转机构包括旋转轴、位置传感器以及减速电机；减速电机位于控制箱体内，减速电机的输出端穿过箱体上表面与旋转轴下端连接；旋转轴的上端用于安装待测量力矩器；位置传感器安装在旋转轴的侧面。

上述控制系统包括PLC、通讯板、硬接线系统、触摸屏、开关电源以及继电器等；

所述PLC为控制系统的核心，用于接收、存储并处理视觉系统以及旋转机构发送来的数据，从而控制视觉系统进行线光源开关、相机拍照、图像处理以及旋转机构进行旋转的具体动作；

所述工控机用于控制相机进行图像采集，并展示整个视觉软件操作界面，便于操作人员进行操作与数据读取；

所述通讯板包括两个通讯接口，一个通讯接口负责与工控机进行通讯，告知工控机何时到拍照位，从而确定相机采集图像时间，同时接收工控机信号，确定旋转机构何时开始旋转；另一个通讯接口负责与触摸屏进行通讯，从而实现操作者点击启动按钮即整个控制系统开始运行，选择运行模式则旋转机构控制模式变换，同时在触摸屏上显示当前减速电机运行速度以及角度；

所述硬接线系统包含两个，一个通过I/O口输出控制减速电机工作，从而控制旋转机构的旋转，并通过输入获取电机转速信息；一个通过I/O口输入获取位置传感器信号，确定旋转机构旋转零点；

所述触摸屏与PLC进行通讯，用于提供模式选择、控制系统的启动以及对旋转机构动作的参数调整与测试，测试过程中在屏幕上方实时显示测试工件的旋转角度和速度；

所述开关电源用于控制整个控制系统电源的开关动作；

所述继电器用于与控制程序配合进行视觉系统中两个线光源的开关，确保图像采集前光源关闭，采集中光源常亮，采集后光源再次关闭。

为了方便调整相机位置，使相机的光轴能够准确照射在旋转轴的力矩器上，该测量设备还包括安装在相机与控制箱体之间的二维精密滑台，二维精密滑台控制相机在平行与箱体上表面的平面内滑动。