CN104729409A - 紧固件局部热处理区域尺寸测量系统及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种紧固件局部热处理区域尺寸测量系统，包括旋转台、紧固件、工作台、摄像机、数据处理单元、显示单元和电机；旋转台置于工作台上，其底部与电机轴连；紧固件固定安装于旋转台上；摄像机固定安装于工作台上，且其镜头正对紧固件的待测区域；电机、摄像机和显示单元分别与数据处理单元信号连接。本发明所述的紧固件局部热处理区域尺寸测量系统降低了测量的难度，简化了测量方法；提高了尺寸测量的精度和效率；该系统自动判断待测区域的尺寸合格与否，并将结果通过显示单元显示出来，实现了测量结果的可视化，一般的检测人员即可进行操作使用，简化了测量人员的测量工作。

Description

紧固件局部热处理区域尺寸测量系统及其测量方法

技术领域

本发明属于测量领域，尤其是涉及一种紧固件局部热处理区域尺寸测量系统及其测量方法。

背景技术

航空航天领域，对紧固件的性能要求很为严格，某些紧固件要求在其特定的部位，经热处理之后强度降低，从而在安装过程中，局部发生变形达到锁紧紧固的目的。这些需要发生特定变形的区域往往需要采用局部热处理进行处理，其安装和使用性能对热处理区域尺寸的均匀性、一致性有严格要求，所以紧固件局部热处理区域尺寸的测量与控制尤为重要。经过局部热处理加工之后，紧固件表面会有比较明显的热处理痕迹，目前，主要是采用普通游标卡尺进行测量。在目前的工艺条件下，局部热处理之后，热处理痕迹不是绝对均匀的，且分布在圆形曲面上，而不是分布在平面中，测量时需要旋转紧固件来测量整圈的热处理尺寸，由于普通游标卡尺两个测量爪在一个平面上，紧固件不易放置，测量基准不易保证，且由于人为操作的测量误差，导致测量精度不高，且效率极度低下。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种紧固件局部热处理区域尺寸测量系统及其测量方法，以解决紧固件局部热处理尺寸测量精度低、效率低下的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种紧固件局部热处理区域尺寸测量系统，包括旋转台、紧固件、工作台、摄像机、数据处理单元、显示单元和电机；

所述旋转台置于所述工作台上，其底部与所述电机轴连；

所述紧固件固定安装于所述旋转台上；

所述摄像机固定安装于所述工作台上，且其镜头正对所述紧固件的待测区域；

所述电机、所述摄像机和所述显示单元分别与所述数据处理单元信号连接。

进一步的，所述摄像机的中心与所述紧固件的轴线共面。

进一步的，所述紧固件与所述摄像机之间横向间隔设有两块挡板，所述两块挡板之间构成一正对所述摄像机的空间，且该空间的中心与所述紧固件的轴线共面。

进一步的，所述两块挡板的外表面为黑色。

进一步的，所述两块挡板正对所述紧固件的一侧设有补光灯，其高度与所述紧固件相匹配，且与所述数据处理单元信号连接。

进一步的，所述旋转台的上表面中部向上突起形成凸台，所述紧固件通过所述凸台固定安装于所述旋转台上。

相对于现有技术，本发明所述的紧固件局部热处理区域尺寸测量系统具有以下优势：

(1)本发明所述的测量系统中的数据处理单元将待测的空间图像转换为平面图像，降低了测量的难度，简化了测量方法；数据处理单元通过信号对电机和摄像机以及显示单元进行控制，增加了各部件之间动作的协调性，提高了生产过程中紧固件局部热处理区域尺寸测量的精度和效率；同时通过测量待测区域的尺寸，数据处理单元利用相应算法自动判断该尺寸合格与否，并将结果通过显示单元显示出来，实现了测量结果的可视化，一般的检测人员即可进行操作使用，简化了测量人员的测量工作，省去了测量人员手动比较的工作量，提高了测量效率。

(2)本发明所述的测量系统增设挡板结构，将干扰摄像机进行图像采集的光线进行了屏蔽，使采集到的图像清晰度得到提高，进一步提高测量精度，同时在挡板上设置了受数据处理单元控制的补光灯，确保系统在光线不足的情况下测量工作的顺利进行，并能根据外界条件自动调节补光灯的光线以满足摄影机图像采集所需。

本发明的另一目的在于提出一种紧固件局部热处理区域尺寸测量系统的测量方法，以解决使用上述紧固件局部热处理区域尺寸测量系统进行测量时以达到提高测量精度，提高测量效率的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种紧固件局部热处理区域尺寸测量系统的测量方法，包括以下步骤：

步骤一：将所述紧固件的待测区域沿其周向划分成多块区域；

步骤二：将所述摄像机对焦在所述紧固件的外壁上；

步骤三：所述数据处理单元向所述电机发出指令，控制电机带动所述旋转台及所述紧固件旋转，同时控制摄像机以与所述电机的转速相匹配的帧数进行待测区域的图像采样；

步骤四：所述数据处理单元利用相应的计算算法将所述摄像机采集的每一帧图像的中间固定区域截取出来，通过相应的计算算法，将空间图像转每一帧获得的固定区域的换成平面图像；

步骤五：所述数据处理单元利用数值算法将每一帧固定区域的平面图像按原顺序将其首尾进行连接形成待测区域的平面展开图像，并显示在所述显示单元上；

步骤六：对待测区域的平面展开图像进行尺寸测量，完成对待测区域的尺寸测量，并将测量结果显示在所述显示单元上。

进一步的，在所述步骤六中利用手动测量方式对待测区域的平面展开图像进行尺寸测量。

进一步的，在所述步骤六中利用所述数据处理单元对待测区域的平面展开图像的尺寸进行自动测量。

所述的一种紧固件局部热处理区域尺寸测量系统的测量方法与上述紧固件局部热处理区域尺寸测量系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的紧固件局部热处理区域尺寸测量系统的俯视图；

图2为本发明实施例所述的紧固件局部热处理区域尺寸测量系统正视图；

图3为本发明实施例所述的紧固件局部热处理区域尺寸测量方法的紧固件待测区域示意图；

图4为本发明实施例所述的紧固件局部热处理区域尺寸测量方法的待测区域的平面展开图。

附图标记说明：

1-旋转台，2-紧固件，3-补光灯，4-挡板，5-摄像机，6-数据处理单元，7-显示单元，8-工作台，9-电机，10-固定区域，11-待测区域，12-上轮廓线，13-下轮廓线，14-平面图像，L1-最小值，L2-最大值，L3-最小间距，L4-最大间距。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1、2所示，一种紧固件局部热处理区域尺寸测量系统，包括旋转台1、紧固件2、工作台8、摄像机5、数据处理单元6、显示单元7和电机9；

所述旋转台1置于所述工作台8上，其底部与所述电机9轴连；

所述紧固件2固定安装于所述旋转台1上；

所述摄像机5固定安装于所述工作台8上，且其镜头正对所述紧固件2的待测区域(10)；

所述电机9、所述摄像机5和所述显示单元7分别与所述数据处理单元6信号连接；通过数据处理单元6的统一控制，增强了各部件之间动作的协调性，提高了紧固件局部热处理区域尺寸测量的精度和效率。

如图2所示，所述摄像机5的中心与所述紧固件2的轴线共面；提高了摄像机5采集图像的质量，便于后续处理过程的有效进行。

如图1、2所示，所述紧固件2与所述摄像机5之间横向间隔设有两块挡板4，所述两块挡板4之间构成一正对所述摄像机5的空间，且该空间的中心与所述紧固件2的轴线共面；挡板4的设置阻挡了摄像机5图像采集过程中的多余光线，提高摄像机5采集的图像质量。

所述两块挡板4的外表面为黑色；对挡板4进行表面处理后，降低挡板4的反光率，进一步提高了摄像机5采集的图像质量，便于数据处理单元6对图像的后续处理。

所述两块挡板4正对所述紧固件2的一侧设有补光灯3，其高度与所述紧固件2相匹配，且与所述数据处理单元6信号连接；在光线不足的时候补光灯3用以对待测紧固件的采样区域补光，以满足摄像机5采集的图像对光线的需求，同时数据处理单元6控制补光灯3光线的强弱，以满足不同情况下的补光需求。

所述旋转台1的上表面中部向上突起形成凸台，所述紧固件2通过所述凸台固定安装于所述旋转台1上；凸台设计减小了紧固件2与旋转台1的安装接触面积，提高紧固件2的安装的稳定性和精度。

一种紧固件局部热处理区域尺寸测量系统的测量方法，包括以下步骤：

步骤一：将所述紧固件2的待测区域10沿其周向划分成多块区域；

步骤二：将所述摄像机5对焦在所述紧固件2的外壁上，并保证对焦位置中心清晰；

步骤三：所述数据处理单元6向所述电机9发出指令，控制电机9带动所述旋转台1及所述紧固件2旋转，同时控制摄像机5以与所述电机9的转速相匹配的帧数进行待测区域10的图像采样，旋转一周后，摄像机5完成对紧固件2周向各个区域内的图像采集；

步骤四：所述数据处理单元6利用相应的计算算法将所述摄像机5采集的如图3所示的每一帧图像的中间固定区域11截取出来，并通过相应的计算算法，将每一帧获得的固定区域11的空间图像转换成平面图像14；

步骤五：所述数据处理单元6利用数值算法将每一帧处理后固定区域11的平面图像14按原顺序将其首尾进行连接形成待测区域10的平面展开图像，并显示在所述显示单元7上，如图4所示，由上轮廓线(12)、下轮廓线(13)和固定区域11的平面图像14构成了待测区域10的平面展开图像；

步骤六：对待测区域10的平面展开图像进行尺寸测量，完成对待测区域10的尺寸测量，并将测量结果显示在所述显示单元7上。

在所述步骤六中利用手动测量方式对待测区域10的平面展开图像进行尺寸测量，如图4所示，通过鼠标拖动平面展开图像上两条水平线段分别置于上轮廓线(12)、下轮廓线(13)上任意位置，利用数据处理单元6测量出两直线间的距离，即获得此位置的尺寸，并通过显示单元7显示出来。

在所述步骤六中还能利用所述数据处理单元6对待测区域10的平面展开图像的尺寸进行自动测量，如图4所示，通过将四条水平线段与上轮廓线12上的最高点以及下轮廓线13的最低点相切，进而测量出局部热处理区域的最小尺寸值和最大尺寸值，并根据最小间距尺寸值L3和最大尺寸间距值L4自动判断其局部热处理尺寸合格与否，还能够自动计算测量最小尺寸平均值L1和最大尺寸平均值L2，根据两平均值的大小也能够自动判断局部热处理尺寸是否合格，测量结果则直接通过显示单元7显示出来。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种紧固件局部热处理区域尺寸测量系统，其特征在于：包括旋转台(1)、紧固件(2)、工作台(8)、摄像机(5)、数据处理单元(6)、显示单元(7)和电机(9)；

所述旋转台(1)置于所述工作台(8)上，其底部与所述电机(9)轴连；

所述紧固件(2)固定安装于所述旋转台(1)上；

所述摄像机(5)固定安装于所述工作台(8)上，且其镜头正对所述紧固件(2)的待测区域(10)；

所述电机(9)、所述摄像机(5)和所述显示单元(7)分别与所述数据处理单元(6)信号连接。

2.根据权利要求1所述的紧固件局部热处理区域尺寸测量系统，其特征在于：所述摄像机(5)的中心与所述紧固件(2)的轴线共面。

3.根据权利要求1或2所述的紧固件局部热处理区域尺寸测量系统，其特征在于：所述紧固件(2)与所述摄像机(5)之间横向间隔设有两块挡板(4)，所述两块挡板(4)之间构成一正对所述摄像机(5)的空间，且该空间的中心与所述紧固件(2)的轴线共面。

4.根据权利要求3所述的紧固件局部热处理区域尺寸测量系统，其特征在于：所述两块挡板(4)的外表面为黑色。

5.根据权利要求3所述的紧固件局部热处理区域尺寸测量系统，其特征在于：所述两块挡板(4)正对所述紧固件(2)的一侧设有补光灯(3)，其高度与所述紧固件(2)相匹配，且与所述数据处理单元(6)信号连接。

6.根据权利要求1所述的紧固件局部热处理区域尺寸测量系统，其特征在于：所述旋转台(1)的上表面中部向上突起形成凸台，所述紧固件(2)通过所述凸台固定安装于所述旋转台(1)上。

7.一种根据权利要求1所述的紧固件局部热处理区域尺寸测量系统的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：将所述紧固件(2)的待测区域(10)沿其周向划分成多块区域；

步骤二：将所述摄像机(5)对焦在所述紧固件(2)的外壁上；

步骤三：所述数据处理单元(6)向所述电机(9)发出指令，控制电机(9)带动所述旋转台(1)及所述紧固件(2)旋转，同时控制摄像机(5)以与所述电机(9)的转速相匹配的帧数进行待测区域(10)的图像采样；

步骤四：所述数据处理单元(6)利用相应的计算算法将所述摄像机(5)采集的每一帧图像的中间固定区域(11)截取出来，通过相应的计算算法，将每一帧获得的固定区域(11)的空间图像转换成平面图像(14)；

步骤五：所述数据处理单元(6)利用数值算法将每一帧固定区域(11)的平面图像(14)按原顺序将其首尾进行连接形成待测区域(10)的平面展开图像，并显示在所述显示单元(7)上；

步骤六：对待测区域(10)的平面展开图像进行尺寸测量，完成对待测区域(10)的尺寸测量，并将测量结果显示在所述显示单元(7)上。

8.根据权利要求7所述的测量方法，其特征在于：在所述步骤六中利用手动测量方式对待测区域(10)的平面展开图像进行尺寸测量。

9.根据权利要求7所述的测量方法，其特征在于：在所述步骤六中利用所述数据处理单元(6)对待测区域(10)的平面展开图像的尺寸进行自动测量。