[发明专利]一种基于图像辅助的微小零件回转调心方法

摘要

一种基于图像辅助的微小零件回转调心方法。属于精密测量及加工技术领域。该方法借助图像辅助设备实现各种超精密加工、检测设备上安装零件非接触、无损伤调心。将待调心的微小零件安装在二维位移调心台面上，计算机系统捕获一幅图像a，假定该待调心的微小零件的回转中心坐标为(xc,yc)；求得外圆圆心的位置坐标(x1,y1)，将求得的外圆轮廓圆心特征点(x1,y1)标识在图像a上；将回转主轴旋转已知的角度θ，再捕获一幅新图像b；确定新图像b上的新位置坐标(x2,y2)及外圆轮廓半径；计算出待调心的微小零件的回转中心位置(xc,yc)；使得动态图像c上的待调心的微小零件的外圆圆心坐标(x3,y3)与回转中心坐标(xc,yc)的位置重合。本发明适合于易破损变形等微小零件的回转调心。

主权项

1.一种基于图像辅助的微小零件回转调心方法，其特征是：所述的回转调心方法是借助于图像辅助设备实现的，所述的图像辅助设备包括CCD视频显微镜（1）、二维位移调心台面（3）、回转主轴（4）及计算机系统（5），二维位移调心台面（3）安装在回转主轴（4）上，二维位移调心台面（3）通过回转主轴（4）的转动驱动旋转，CCD视频显微镜（1）通过数据线与计算机系统（5）连接，CCD视频显微镜（1）位于二维位移调心台面（3）的正上方，所述的回转调心方法按以下步骤实现：步骤一：首先将待调心的微小零件（2）安装在二维位移调心台面（3）上，并将回转主轴（4）停止在任意一个位置上，计算机系统（5）捕获一幅所述的待调心的微小零件（2）的图像a，假定在图像a上待调心的微小零件（2）的回转中心坐标为(x_c, y_c)；步骤二：在图像a上选定外圆轮廓边缘上的三个特征点，由所选定的三个特征点，计算出此外圆轮廓的圆心位置及半径大小，并在上述初步确定了圆心、半径的基础上，在图像a上选取数个外圆轮廓边缘点，进一步用最小二乘拟合的方法精确求得外圆圆心的位置坐标 (x₁, y₁)，并将求得的外圆轮廓圆心特征点(x₁, y₁)标识在图像a上；步骤三：将回转主轴（4）按着顺时针或逆时针方向旋转一个已知的角度θ，再捕获一幅该待调心的微小零件（2）的新图像b；步骤四：根据步骤二中的方法确定特征点(x₁, y₁)在所述的新图像b上的新位置坐标(x₂, y₂)，并计算出外圆轮廓的半径大小；步骤五：由二维刚体运动几何关系，有将上式整理为矩阵形式，有其中，，于是由此计算出待调心的微小零件（2）的回转中心位置(x_c, y_c)；步骤六：在动态图像c上标识出该待调心的微小零件（2）的回转中心坐标(x_c, y_c)，并按步骤四计算的半径大小将一个理想圆标识在动态图像c上，这样，调节二维位移调整台面（3）的位置，使得动态图像c上的待调心的微小零件（2）的外圆轮廓边缘与标识的理想圆重合，待调心的微小零件（2）的外圆圆心坐标(x₃, y₃)也即与待调心的微小零件（2）的回转中心坐标 (x_c, y_c)的位置重合；此时，该待调心的微小零件（2）即围绕其回转中心坐标(x_c, y_c)旋转，从而实现了待调心的微小零件（2）的回转调心。