CN109341538A - 一种测量轴承偏移量的测量方法 - Google Patents

Abstract

一种测量轴承偏移量的方法,属于轴承测量技术领域。特证是在轴承座前方安放有工业摄像机和激光测距器，并分别与计算机连接。特征是在轴承工作之前对轴承的初始位置状态进行一次摄像和测距。在轴承工作之后再对轴承的位置进行一次摄像和取距。将前后两次的轴承位置信息进行整理，两次测量的位置信息的差值即是轴承的偏移量。优点是本发明具有较强的针对性，主要针对轴承工作时容易发生轴向位置偏移和垂直轴向的偏心问题而设计的测量装置，且操作容易、装置的结构简单，所有原件都可在市场上买到。

Description

一种测量轴承偏移量的测量方法

技术领域

本发明属于轴承测量技术领域，具体涉及一种测量轴承偏移量的测量方法

背景技术

在测量物体位置以及位置变化的工具中，可以利用光学成像原理进行精准测量。根据现代图像采集技术，如CCD相机，能够高清成像，精确、清晰地捕捉物体移动的细节动作。另外，激光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性等特征，能极大程度地提高测量的精确度，因此被广泛地应用在各种测距的装置中。

大型轧机在工作时，油膜轴承是保证其正常工作的核心基础件，在轧辊的工作压力冲击下不可避免会发生偏移。如果偏移得不到及时校正会严重影响生产的顺利进行。

发明内容

本发明提供一种精确测量轴承偏移量的测量方法，可有效地克服现有技术存在的缺点。

本发明是这样实现的，所述测量轴承偏移量的装置是在轴承座前方位安放有包括图像采集单元的工业摄像机和包括有激光测距单元的激光测距器，并通过有线或无线分别与具有图像处理单元、数据存储单元、数据处理单元和数据显示单元的计算机相连接。,.所述测量轴承偏移量的方法，其特征是:在轴承工作之前的初始位置进行第一次测量和轴承工作完成之后进行第二次测量,

一、第一次测量分为以下步骤：

①在轴承端面上确定大于三个标识点，标识点需均匀分布并且不能分布在同一条水平线上。通过工业摄像机对轴承端面上的标识点进行摄像并将轴承端面上的标识点的位置信息发送到计算机内的图像处理单元，待图像处理单元将各个标记点位置信息处理完毕，将处理完之后的信息发送到数据存储单元和激光测距单元，数据存储单元对信息进行存储，激光测距单元对标记点进行打点测距并将测量值保存到数据存储单元；

②计算机将上述图像处理单元的图像信息和激光测距单元的测距信息进行整理存储并设为标准的参考模板，记为M₁。

二、第二次测量分为以下步骤：

①通过工业摄像机对工作之后的轴承端面上的标记点进行扫描拍摄，并将采集到的各个标记点的信息发送到计算机中的图像处理单元进行图像处理，并将处理完的图像信息发送到数据存储单元和激光测距单元，数据存储单元对图像信息进行实时存储，激光测距单元进行二次打点测距，并将测量到的数据发送到数据存储单元进行存储；

②计算机将上述图像处理单元二次处理的图像信息和激光测距单元测量的距离信息进行整理存储，并记为M₂；

③数据处理单元将上述M₂相对于M₁的轴向偏移量和轴承垂直于轴向的偏移量，即M₂相对于M₁的偏移量进行差值计算，并将最终计算结果输送到计算机的数据显示单元。

本发明的优点及积极效果是：

本发明具有较强的针对性，主要针对轧机轴承工作时容易发生轴向位置偏移和垂直轴向的偏心问题，而设计的测量装置，且操作容易、装置的结构简单，所有原件都可在市场上买到。本发明装置解决了长期以来不能测量轴承偏心问题，降低了机器设备的损耗和影响生产顺利进行的潜在风险。

附图说明

图1是测量轴承偏移量的测量装置示意图。

图2是轴承座初始位置端面上标记点分布示意图。

图3是轴承座工作之后端面的标记点位置分布示意图。

图4是本发明装置基本操作的程序流程图。

图中：1——初始位置的轴承座，1’——偏移后的轴承座，2——工业摄像机，3——激光测距器，4——计算机，T1——图像采集单元，T2——激光测距单元，T3——图像处理单元，T4——数据存储单元，T5——数据处理单元，T6——数据显示单元，T1,T2,T3,T4,T5,T6分别为计算机内部的功能模块，C1、C2、C3、C4——偏移前的标记点，C1’,C2’,C3’,C4’——偏移后的标记点。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细描述：

现以轧机轴承工作前后为例，对其位移量进行测量：

一、第一次测量包括以下内容：

①对轴承初始位置信息的确定：如图2所示，首先要在轴承端部上确定C1,C2,C3,C44个标记点，C1,C2,C3,C4需均匀分布在轴承座端部外表面上。待标记点确定后，通过工业摄像机2对轴承座1所处位置进行拍摄取照，并将轴承上标记点的位置信息发送到图像处理单元T3，待图像处理单元T3将各个标记点位置信息处理完毕后，将处的信息同时发送到数据存储单元T4进行参考模板存储；通过激光测距器3对轴承座1上的标记点C1,C2,C3,C4进行打点测距并将测量值保存到数据存储单元T4；所述图像处理单元T3根据空间中不共线三点确定一个平面原理，可将所述的CCD相机拍摄到的标记点位置信息形成一个平面，即XOY平面，并且可直接形成各个标记点的坐标值。所述激光测距单元T2根据所述图像处理单元T3发送的平面信息确定XOY平面的位置信息并进行打点测距；

②所述数据存储单元T4将图像处理单元T3的图像信息和激光测距单元T2测量的距离信息整理为标准的参考模板，将此模板记为M₁；

二、第二次测量包括以下步骤：

①针对轴承第二次位置信息采集，通过工业摄像机2再次对轴承座端部的标记点C1,C2,C3,C4进行扫描拍摄，并将采集到的各个标记点位置信息发送到图像处理单元T3进行图像信息处理，待图像处理单元T3将所接收到的信息处理完毕，将处理完的图像信息发送到数据存储单元T4和激光测距单元T2，数据存储单元T4进行实时信息存储，激光测距单元T2进行二次打点并进行距离测量，激光测距单元T2将测量数据发送到数据存储单元T4进行数据存储。

②所述数据存储单元T4对图像处理单元T3第二次整理的图像信息和激光测距单元T2第二次测量的距离信息进行整合存储，标记为M₂。所述数据处理单元T5从数据存储单元T3读取M₂与M₁的信息并分别将轴承M₂相对于M₁的轴向偏移量和轴承垂直于轴向的M₂相对于M₁的偏移量进行精确的差值计算，并将最终计算结果输出到数据显示单元T6。

针对轴承座端面做垂直于轴向偏移而言，所述图像处理单元T3根据空间中三点确定一个平面原理，可将所述的图像采集单元T2可将标记点位置信息形成一个平面，即XOY平面，并且通过图像处理单元T3建立坐标轴，并且生成各个标记点的坐标值。所述第一次测量所形成的平面记作X₁OY₁，所述二次测量所形成的平面记作X₂OY₂,针对于轴承做垂直于轴向的偏移而言，X₁OY₁与X₂OY₂同属一个平面，然它们几何图形的中心位置不同。

如图3所示，针对所述平面X₂OY₂相对于X₁OY₁的平移量和旋转角，做如下计算。平移量计算：设X₁OY₁平面上的点为A₁(x₁,y₁)，其平面中心设为坐标原点。X₂OY₂平面上的点为A₂(x₂,y₂)，那么平面X₂OY₂相对X₁OY₁在y方向上的变化量为：

Δy＝|y₁-y₂|

图3中设置竖直向上为y轴正向。故Δy＝y₁-y₂＞0，轴承座向下移动；Δy＝y₁-y₂＜0，轴承座向上移动(方向设置不唯一)。

在x方向上的变化量为：

Δx＝|x₁-x₂|

图3中设置水平向右为x轴正向。故Δx＝x₁-x₂＞0，轴承座向左移动；Δx＝x₁-x₂＜0,轴承座向右移动。

偏移方向：

与x轴正向夹角为

旋转角计算如下：将X₂OY₂的平面中心置为坐标轴原点，此时A₂为(x'₂，y'₂)。直线OA₁相对x轴正向夹角为：

OA₂相对x轴正向夹角为：

那么面X₂OY₂相对面X₁OY₁旋转角为：

Δθ＝|θ₂-θ₁|

针对轴承轴向偏移而言，所述激光测距单元T2根据所述图像处理单元T3发送的几何平面信息确定XOY平面的位置信息并进行打点测距。测距方法如下:

由位移公式s＝v·t可得激光测距单元T2距X₁OY₁平面距离为距X₂OY₂平面为由此可得轴承座距轴向偏移量为Δs＝|s₁-s₂|。

所述图像采集单元T1和图像处理单元T3可测量轴承座的垂直于轴向的平移量和旋转角，激光测距单元T2可测量轴承轴座的轴向偏移量。

本发明针对轧机轴承工作时发生位置偏移而设计的测量装置。主要针对轧机轴承工作时发生轴向位置偏移和垂直轴向的偏心问题。要实现精准测量，本装置要经过两个阶段，轧机工作之前，要通过第一次测量进行轴承标准参考位置校正，即要确定轴承座1的初始位置信息，将轴承座1初始位置作为标准参考位置，轴承座1初始位置信息通过图像采集单元T1以及激光测距单元T2进行获取并通过数据存储单元T4将初始位置信息保存，待轧机工作完之后再次进入第二次测量，将第二次测量的轴承位置信息保存到数据存储单元T4，最后，通过数据处理单元T5从数据存储单元T4中读取第二次测量和第一次测量的数据信息并将两次测量的差值进行整理并输出到信息显示单元T6，实现精确测量。

本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思，通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种测量轴承偏移量的方法，是在轴承座（1）的前方位安放有包括图像采集单元（T1）的工业摄像机（2）和包括有激光测距单元（T2）的激光测距器（3），并通过有线或无线分别与具有图像处理单元（T3）、数据存储单元（T4）、数据处理单元（T5）和数据显示单元（T6）的计算机（4）相连接,其特征是:在轴承工作之前的初始位置进行第一次测量和在轴承工作完成之后进行第二次测量：

一、第一次测量分为以下步骤：

①在轴承端面上确定大于三个的标识点，各个标识点需均匀分布并且不能分布在同一条水平线上，通过工业摄像机（2）对轴承端面上的各个标识点进行摄像取照，并将轴承端面上的各个标识点的位置信息通过图像采集单元（T1）发送到计算机（4）内的图像处理单元（T3），待图像处理单元（T3）将各个标记点位置信息处理完毕，将处理完之后的信息发送到数据存储单元（T4）和激光测距单元（T2），数据存储单元（T4）对信息进行存储，激光测距单元（T2）对各个标记点进行打点测距并将测量值保存到数据存储单元（T4）；

②计算机（4）将上述图像处理单元（T3）的图像信息和激光测距单元（T2）的测距信息进行整理存储并设为标准的参考模板，记为M₁；

二、第二次测量分为以下步骤：

①通过工业摄像机（2）对工作之后的轴承端面上的各个标记点进行扫描拍摄，并将采集到的各个标记点的信息发送到计算机中的图像处理单元（T3）进行图像处理，并将处理完的图像信息发送到数据存储单元（T4）和激光测距单元（T2），数据存储单元（T4）对图像信息进行实时存储，激光测距单元（T2）进行二次打点测距，并将测量到的数据发送到数据存储单元（T4）进行存储;

②计算机将上述图像处理单元（T3）二次处理的图像信息和激光测距单元（T2）测量的距离信息进行整理存储，并记为M₂；

③数据处理单元（T5）将上述M₂相对于M₁的轴向偏移量和轴承垂直于轴向的偏移量，即M₂相对于M₁的偏移量进行差值计算，并将最终计算结果输送到计算机的数据显示单元（T6）。