CN201126337Y - 指示表全自动检定仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种指示表全自动检定仪。该指示表全自动检定仪主要包括计算机、工业摄像头、光栅式标准位移装置及电机驱动装置，工业摄像头通过与计算机内部图像采集卡相连，并固定在一个可移动支架上，使其对准被检表，被检表由一个可移动夹具固定，使其测杆与光栅式标准位移装置相连的测头相接触，测头由电机驱动装置来推动，从而使被检表产生位移，工业摄像头实时拍摄并识别指针式或数字式被检表读数，使得检定过程全自动进行。本实用新型的指示表全自动检定仪结构简单、性能稳定，并具有精度高、速度快、功能强、效率高、操作简、检定结果更客观，整个检定过程全自动进行，方便普及。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种指示表全自动检定仪。
背景技术
指示表包括指针式、数字式两大类，普通百分表、千分表广泛用于机械加工行业，对加工零件进行检测，因此，生产这些表的企业或计量部门需要对这些表的示值误差按照相关部门制定的规程进行性能检定。传统的检定方法是人工进行的，它存在工作量大、效率低、精度低、人为误差大、检定结果不客观等很多缺陷。为此，某些单位研制出一些基于图像技术的全自动检定仪，存在着摄像头像素太低、读数方法不科学、图像效果要求高以及性能不稳定等因素，特别是对于数显式指示表，根本无法从图像技术上来解决读数问题，因此通用性不好，不易推广。
实用新型内容
本实用新型提供一种新型的指示表全自动检定仪，该指示表全自动检定仪的被检表采用光栅式标准位移装置控制被检表发生位移，提供了一种性能稳定、精度高、速度快、能够智能识别指针式和数字式两种指示表的指示表全自动检定仪。
本实用新型解决以下技术问题所采用的技术方案是：指示表全自动检定仪，包括计算机、摄像头，所述指示表全自动检定仪还包括光栅式标准位移装置、电机驱动装置，摄像头通过图像采集卡与计算机相连并由支架固定，使摄像头对准被检表，被检表与光栅式标准位移装置相连，电机驱动装置驱动光栅式标准位移装置并给出一个标准量，被检表对应产生一个位移，由计算机通过摄像头拍照并识别被检表读数，从而自动完成数据处理。
本实用新型摄像头采用高清晰工业摄像头，优选高像素、速度快、抗干扰性强的模拟专业摄像机，识别被检表读数是指被检表图像经计算机获取后，经一系列复杂运算，最终得出读数，且读数分辨率为被检表十分之一格，利用高速图像采集卡与计算机相连接，该装置采用光栅式标准位移装置控制被检表发生位移，使得被检表的位移控制更为精确，从而使得检定仪的检定性能更稳定、精度更高；本实用新型的被检表包括数字式、指针式的百分表、千分表、标杆百分表、杠杆千分表、内径百分表、内径千分表、大量程百分表、各种量程数显表、英制表及其它长度类指示表。
所述支架为可沿左右、上下、前后三方向调节的可调节支架。工业摄像头固定在一个可调节的支架上，通过调节支架左右、前后、上下位置来改变图像大小，工业摄像头对光线自动调节，并通过调焦圈，使图像达到最佳效果。
所述图像采集卡是一种计算机PCI接口的高速图像采集卡；所述的光栅式标准位移装置是采用光栅技术的标准位移装置，所述的电机驱动装置是由微处理器控制电路、电机驱动器和步进电机组成，微处理器控制电路通过电机驱动器来驱动步进电机产生转动。
所述采用光栅技术的标准位移装置是一种由机械位移变化后经过玻璃光栅尺产生光线变化，经光电转化后并由放大调制采样电路计算出变化位移的装置；标准位移装置由光栅底座、滑块、导轨、测杆、支座、数只支架、平行光源、玻璃光栅尺、光电池、光栅信号放大采样电路构成；所述电机驱动装置是指步进电机固定在一支架上，步进电机工作轴通过连轴器与一丝杆相连，丝杆与螺母连接，螺母、滑块和测头连接为一体，导轨与光栅底座一起安装在仪器底座上，平行光源在安装光栅底座内并位于玻璃光栅尺正下方，光电池安装位于玻璃光栅尺正上方，光栅底座、数只支架固定在底座上；主控电路通过电机驱动器驱动步进电机转动，带动丝杆转动，从而使滑块产生相对位移，两块玻璃光栅尺之间也相对移动，并产生光线的变化，光电池接收不同的光线产生不同的电信号，经放大调制采样电路计算出位移变化量。
所述底座的一半是平面，整个光栅位移标准装置安装于其平面上，底座另一半是燕尾槽形状工作面导轨，被检表与夹具紧固其上；所述平行光源是由白色LED发光后经透镜产生一组平行的白光源；所述的玻璃光栅尺是带有细小刻度的两块玻璃尺；所述的电信号是当两块玻璃尺相对移动，下方的平行光通过两块玻璃尺后产生光线变化，经光电池转换后的两组相差九十度正弦波信号。
所述放大调制采样电路是指两路正弦波微弱信号经由运算放大器后，放大为幅度为2V左右后，经高速模数转换后得到两路数值，经计算最终得到位移变化量；所述测头的平面度高，并且在与滑块一起运动过程中其本身不旋转，使得被检表测杆与测头之间没有相对运动。
为了使光栅式标准位移装置工作稳定、精度高、工作寿命长，该装置使用了最新光栅技术，采用两块带有精密刻度的光栅玻璃尺，移动玻璃尺固定在可沿导轨运行的块上，固定玻璃尺装在其上方，两块光栅玻璃尺与导轨平行安装。平行光源通过两块带有精密刻度的光栅玻璃尺相对移动产生光线变化，经过光电池转化为电信号，由放大调制采样电路进行数据处理后，得到实际位移量。仪器工作期间，为了使光栅式标准位移装置定位更准确，本仪器采用了精密步进电机，经电机驱动器细分后，电机可以按十分之一微米的步距运行，定位误差小于一个步距。
检定表操作过程如下：装上被检表并固定好，保证被检表工作面方向朝上，调整摄像头位置，使被检表图像位于计算机检定软件所要求的位置范围内，调整对焦圈和光圈，达到检定理想效果。在计算机软件上点击“输入信息”，输入被检表信息后并按确定，然后转动手轮使被检表对零(对于数显表，按清零键即可)，点击“开始检定”后，计算机对仪器主控电路发出检定命令，仪器按照相应的规程自动运行。主控电路中微处理器控制电机按一定步距运行，计算机立即拍照并快速处理图像数据，读出被检表的读数，然后跟实际变化位移进行对比和计算，从而自动完成相关数据处理，并显示和打印检定结果。
本实用新型的有益效果是：被检表采用光栅式标准位移装置控制被检表发生位移，结构简单、性能稳定，并具有精度高、速度快、功能强、效率高、操作简、检定结果更客观，整个检定过程全自动进行。
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
附图说明
图1是本实用新型的组成框图；
图2是本实施例的内部结构示意图；
图3是本实施例的外部结构示意图。
具体实施方式
参见图1、图2所示，本实用新型的指示表全自动检定仪包括一台计算机、工业摄像头，计算机可以是任何微机或笔记本计算机，为了提高精度，本实施例实现方案采用了高清晰工业摄像头，它通过图像采集卡与计算机相连，并通过一个可调节的支架固定在仪器底座上，它的上下、左右、前后三方向位置通过固定支架的调整装置进行调整，被检表测杆与光栅式标准位移装置测头相接触，主控电路通过电机驱动器控制步进电机运转，带动光栅式标准位移装置产生位移变化，经光电转化后由放大调制采样电路计算出实际位移量，经接口电路送至计算机。被检表产生位移变化后计算机拍照并识别被检表的读数，从而自动完成数据处理。
图2是本实施例的内部结构示意图，图2中，手轮1与步进电机2一端轴相连，步进电机另一端轴通过连轴器3与丝杆5相连，丝杆上有一螺母4，螺母4、滑块6和测头10连接为一体，导轨9与光栅底座12一起安装在仪器底座14上，平行光源13位于光栅尺7正下方，光电池8位于光栅尺正上方。电机转动时带动丝杆旋转，从而使螺母、滑块、测头水平方向移动，光电池接收到光线变化并转化为两路正弦波信号，输出到放大调制采样电路，所有电路部分置于仪器底座内部，并通过一接插面板11与计算机互相通信。
图3是本实施例的外部结构示意图：图3中，仪器摄像部分由左右调节装置30、上下调节装置23、前后调节装置27、立柱21、九十度旋转结构24、摄像头22、镜头25、辅助光源26组成。仪器主机由手轮1、基准位移结构33、测头10、夹具28、导轨9、光栅底座12和支脚15组成。
仪器正常工作时，被检表安装到夹具上固定在工作面导轨上，保持工作面朝正上方，夹具可在导轨上左右滑动，被检表测杆与测头相接触，转动手轮可以使被检表对零。导轨、光栅尺、测头、底座处于平行状态。调节上下调节装置使得被检表成像大小符合检定要求，调节左右调节装置及前后调节装置，使图像位于居中位置，调节镜头光圈和调焦圈可改变图像质量并达到最佳效果，九十度旋转结构可以使摄像头顺时针旋转九十度，便于检定内径表，辅助光源采用环行LED白光照明，四只支脚安装在仪器底座上，便于调整仪器水平状态。
本实用新型的不限于上述实施方式，由本领域技术人员作出的各种变化或改型都属于本实用新型号的保护范围。
Claims (6)
1、指示表全自动检定仪，包括计算机、摄像头，其特征在于，所述指示表全自动检定仪还包括光栅式标准位移装置、电机驱动装置，摄像头通过图像采集卡与计算机相连并由支架固定，使摄像头对准被检表，被检表与光栅式标准位移装置相连，电机驱动装置驱动光栅式标准位移装置并给出一个标准量，被检表对应产生一个位移，由计算机通过摄像头拍照并识别被检表读数，从而自动完成数据处理。
2、根据权利要求1所述的指示表全自动检定仪，其特征在于，所述支架为可沿左右、上下、前后三方向调节的可调节支架。
3、根据权利要求1或2所述的指示表全自动检定仪，其特征在于，所述图像采集卡是一种计算机PCI接口的高速图像采集卡；所述的光栅式标准位移装置是采用光栅技术的标准位移装置，所述的电机驱动装置是由微处理器控制电路、电机驱动器和步进电机组成，微处理器控制电路通过电机驱动器来驱动步进电机产生转动。
4、根据权利要求3所述的指示表全自动检定仪，其特征在于，所述采用光栅技术的标准位移装置是一种由机械位移变化后经过玻璃光栅尺产生光线变化，经光电转化后并由放大调制采样电路计算出变化位移的装置；标准位移装置由光栅底座、滑块、导轨、测杆、支座、数只支架、平行光源、玻璃光栅尺、光电池、光栅信号放大采样电路构成；所述电机驱动装置是指步进电机固定在一支架上，步进电机工作轴通过连轴器与一丝杆相连，丝杆与螺母连接，螺母、滑块和测头连接为一体，导轨与光栅底座一起安装在仪器底座上，平行光源在安装光栅底座内并位于玻璃光栅尺正下方，光电池安装位于玻璃光栅尺正上方，光栅底座、数只支架固定在底座上；主控电路通过电机驱动器驱动步进电机转动，带动丝杆转动，从而使滑块产生相对位移，两块玻璃光栅尺之间也相对移动，并产生光线的变化，光电池接收不同的光线产生不同的电信号，经放大调制采样电路计算出位移变化量。
5、根据权利要求4所述的指示表全自动检定仪，其特征是在于，所述底座的一半是平面，整个光栅位移标准装置安装于其平面上，底座另一半是燕尾槽形状工作面导轨，被检表与夹具紧固其上；所述平行光源是由白色LED发光后经透镜产生一组平行的白光源；所述的玻璃光栅尺是带有细小刻度的两块玻璃尺；所述的电信号是当两块玻璃尺相对移动，下方的平行光通过两块玻璃尺后产生光线变化，经光电池转换后的两组相差九十度正弦波信号。
6、根据权利要求4所述的指示表全自动检定仪，其特征是在于，所述放大调制采样电路是指两路正弦波微弱信号经由运算放大器后，放大为幅度为2V左右后，经高速模数转换后得到两路数值，经计算最终得到位移变化量；所述测头的平面度高，并且在与滑块一起运动过程中其本身不旋转，使得被检表测杆与测头之间没有相对运动。
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