CN112837980B - 螺旋线的调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及螺旋线的调整方法，包括：通过视觉传感器对螺旋线成像；对比成像与一基准图像，若成像中的螺旋线的图像与基准图像中的螺旋线的图像的重合度符合预设初始位置，则螺旋线到达预设初始位置；否则，通过取线针绕自身轴线转动和/或沿自身轴向运动调整螺旋线，直至螺旋线到达预设初始位置。在处于预设初始位置的成像中选取螺旋线端部的部分区域作为选取区域，若成像中的螺旋线选取区域的灰度值与基准图像中的螺旋线选取区域的灰度值比较结果符合预设条件，则螺旋线到达安装位置；否则，通过取线针绕自身轴线转动和/或沿自身轴向运动调整螺旋线，直至判断螺旋线到达安装位置。本发明调整螺旋线简单且准确，可靠性高。

Description

螺旋线的调整方法

技术领域

本发明涉及真空电子产品的调整方法，尤其涉及螺旋线的调整方法。

背景技术

行波管是在国防和国民经济中广泛应用的电子器件，其具有良好的功率、频带和增益性能。行波管内的高频结构是其中的核心器件，起到降低电磁波的相速度的作用，使电子和电磁波发生有效的相互作用。

目前的高频结构一般包括管壳、夹持杆及螺旋线。在螺旋线装配到夹持杆和管壳之前，需要对螺旋线进行调整，使螺旋线端部满足装配条件，满足装配条件之后，才能对螺旋线进行装配。目前调整螺旋线端部位置方法，调整较为麻烦，用时较长，而且调整的所需的部件较多，不利于装配。

发明内容

本发明提供了一种螺旋线的调整方法，通过取线针穿取螺旋线送入视觉传感器，并通过取线针绕自身轴向自转带动螺旋线转动，通过取线针沿自身轴向移动从而带动螺旋线移动，不论是转动取线针还是移动取线针都是通过取线针完成，不必将转动螺旋线和移动螺旋线的调整通过多个部件进行，并且通过视觉传感器对调整过程中的螺旋线状态进行收集比对，大大提高了螺旋线调整的准确性。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

螺旋线的调整方法，通过取线针穿取螺旋线并送入视觉传感器成像区，包括：取线针绕自身轴线转动，通过摩擦力带动螺旋线绕自身轴线转动，取线针沿自身轴向移动，带动螺旋线随取线针移动；通过视觉传感器对螺旋线成像；对比成像与一基准图像，若成像中的螺旋线的图像与基准图像中的螺旋线的图像的重合度符合预设初始位置，则判断螺旋线到达预设初始位置；否则，通过取线针绕自身轴线转动提供摩擦力使得螺旋线转动第一偏移角度和/或通过取线针沿自身轴向运动使得螺旋线移动第一偏移距离，直至判断螺旋线到达预设初始位置。在处于预设初始位置的成像中选取螺旋线端部的部分区域作为选取区域，若成像中的螺旋线选取区域的灰度值与基准图像中的螺旋线选取区域的灰度值比较结果符合预设条件，则判断螺旋线到达安装位置；否则，通过取线针绕自身轴线转动提供摩擦力使得螺旋线转动第二偏移角度和/或通过取线针沿自身轴向运动使得螺旋线移动第二偏移距离，直至判断螺旋线到达安装位置。

本申请螺旋线的调整方法包括两部分，第一部分为将螺旋线送入视觉传感器到预设初始位置，第二部分为将螺旋线从预设初始位置调整至安装位置。第一部分中，取线针穿取螺旋线并送入视觉传感器，通过视觉传感器进行成像，将视觉传感器的成像与提前获取的基准图像进行重合度对比，如果重合度符合预设初始位置的标准，则进行第二部分的调整；如果重合度不符合预设初始位置的标准，根据视觉传感器的成像与基准图像的重合度的差距，通过取线针对螺旋线进行相应的调整，直至螺旋线到达预设初始位置。第二部分在螺旋线达到预设初始位置的基础上，在处于预设初始位置的成像中选取螺旋线端部的部分区域作为选取区域，通过视觉传感器对成像中螺旋线选取区域的灰度值与基准图像中的螺旋线选取区域的灰度值比较，如果比较结果符合预设条件，则螺旋线到达安装位置；如果比较结果不符合预设条件，这根据比较结果与预设条件的差距，通过取线针对螺旋线进行细节上的调整，直至比较结果符合预设条件，螺旋线到达安装位置。第一部分的调整是预调整，将螺旋线的位置调整至允许误差存在的合理范围内，为第二部分调整做准备，第二部分的调整是精密调整，使得螺旋线的调整更加精确，在第一部分调整的基础之上定位更加准确。

进一步的，确定成像中的螺旋线的轴线并与基准图像中的螺旋线的轴线重合，取成像中的螺旋线的端头一基准点与基准图像中的螺旋线的端头相对应的基准点，对比螺旋线的图像与基准图像中的螺旋线的图像的重合度。成像中的螺旋线的端头一基准点与基准图像中的螺旋线的端头相应的基准点之间存在相对位置关系，计算出相对位置关系从而通过取线针对螺旋线作出调整。

进一步的，在成像中选取螺旋线端部一弯折部分所在区域，并确定为选取区域，选取螺旋线在选取区域中获取每个像素点的灰度值，计算平均灰度值，将成像中的螺旋线选取区域的平均灰度值与基准图像中的螺旋线选取区域的平均灰度值比较，判断该比较结果是否符合预设条件。将在螺旋线端部一弯折部分所在区域确定为选取区域，端部的螺距较螺旋线主体的螺距大，端部和主体的特征差别大，特征明显，且弯折部分在成像中较为明显，容易确定，方便区域的选取。

进一步的，取线针沿自身轴向移动螺旋线至预设初始位置，分为三个阶段：加速启动阶段，取线针处于加速阶段不绕自身轴线转动；匀速移动阶段，取线针处于匀速阶段能够绕自身轴线转动；减速停止阶段，取线针处于加速阶段不绕自身轴线转动。分为三个阶段，在加速启动阶段和减速停止阶段取线针只沿自身轴向移动，不绕自身轴线转动，可以使这两个阶段螺旋线调整更加稳定，不会绕取线针与螺旋线的接触处所在直线晃动。在匀速移动阶段，取线针在沿自身轴向移动的过程能够绕自身轴线转动，不会使得螺旋线在沿取线针轴向震动，从而取线针转动螺旋线更加平稳。

进一步的，取线针处于匀速移动阶段且绕自身轴线转动时，取线针绕自身轴线转动，分为两个阶段：第一角速度阶段，取线针以第一角速度转动80％的第一偏移角度；第二角速度阶段，取线针以小于第一角速度的第二角速度转动 20％的第一偏移角度。以第一角速度转动80％的第一偏移角度，以小于第一角速度的第二角速度转动20％的第一偏移角度，先快转可以提高效率节省时间，节约时间成本；再慢转可以保证精确度与准确性，操作的可靠性高。

进一步的，取线针沿自身轴向移动螺旋线自预设初始位置至安装位置阶段的匀速运动的速度小于取线针沿自身轴向移动螺旋线至预设初始位置的匀速运动的速度。取线针的移动速度在预调整过程中快于精密调整过程，可以提高调整速度，节省调整所需时间，精密调整过程中移动速度慢也保证了调整的精确度与准确性。

进一步的，取线针绕自身轴线将螺旋线自预设初始位置至安装位置阶段的角速度小于取线针绕自身轴线将螺旋线转动至预设初始位置的角速度。取线针转动的角速度在预调整过程中快于精密调整过程，在预调整过程中可以节省时间，提高调整效率，在精密调整过程中取线针转动的角速度慢有助于精准的将螺旋线调整至安装位置。

附图说明

图1为本发明一种实施例示意图。

图2为本发明取线针穿取螺旋线的示意图。

图3为本发明基准图像中螺旋线安装位置示意图。

图4为本发明成像中螺旋线尚未到达预设初始位置情形之一示意图。

图5为本发明成像中螺旋线到达预设初始位置情形之一示意图。

图6为图5中E区域的放大图。

图7为基础图像中的螺旋线端部和选取区域示意图

图8为成像中的螺旋线端部和选取区域示意图

图中，1、取线针；2、取线针自身轴线；3、螺旋线；4、螺旋线轴线；

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

如图1至图4所示，通过取线针1穿取螺旋线3并送入视觉传感器成像区：

S11，通过视觉传感器对螺旋线3成像。成像方式可以是拍照，也可以是实时监测成像。

S12,在对螺旋线3进行调整之前，通过视觉传感器获取处于安装位置的螺旋线3的基准图像(如图3中P所示)，将S11中螺旋线3成像和基准图像比较，如果S11螺旋线3成像中螺旋线3的图像与基准图像中的螺旋线3的图像的重合度符合预设初始位置，则螺旋线3到达预设初始位置(如图5、图6所示)。如图4所示，如果S11螺旋线3成像中螺旋线3的图像与基准图像中的螺旋线3的图像的重合度不符合预设初始位置，通过解析计算出S11螺旋线3 的图像与基准图像中的螺旋线3的图像相差的角度为第一偏移角度，相差的距离为第一偏差距离。进行S121,如果解析后仅角度相差，则通过取线针1绕自身轴线22(沿箭头B方向)转动提供摩擦力使得螺旋线3转动第一偏移角度；如果解析后仅距离相差，则通过取线针1沿自身轴向(箭头A方向)运动使得螺旋线3移动第一偏移距离；如果解析后既有角度相差，也有距离相差，则通过取线针1绕自身轴线2(沿箭头B方向)转动提供摩擦力使得螺旋线3转动第一偏移角度，且通过取线针1沿自身轴向(箭头A方向)运动使得螺旋线3 移动第一偏移距离；前述关于角度和距离的调整，直至螺旋线3到达预设初始位置。

S13，如图7、图8所示，在处于预设初始位置的成像中选取螺旋线3端部 X2的部分区域作为选取区域Y2，选取处于安装位置的基准图像中的螺旋线3 端部X1的部分区域作为选取区域Y1。

S14，分别测定成像中的螺旋线3选取区域Y2的灰度值和基准图像中的螺旋线3选取区域Y1的灰度值，将成像中的螺旋线3选取区域Y2的灰度值与基准图像中的螺旋线3选取区域Y1的灰度值进行比较，如果在成像中的螺旋线3 选取区域Y2的灰度值与基准图像中的螺旋线3选取区域Y1的灰度值的比较结果符合预设条件，如在成像中的螺旋线3选取区域Y2的灰度值达到了基准图像中的螺旋线3选取区域Y1的灰度值的70％以上，则认为符合了预设条件，则螺旋线3到达安装位置。如果在成像中的螺旋线3选取区域Y2的灰度值与基准图像中的螺旋线3选取区域Y1的灰度值的比较结果不符合预设条件，则解析计算出成像中的螺旋线3选取区域Y2的灰度值与基准图像中的螺旋线3选取区域Y1的灰度值的偏差，偏差的角度为第二偏移角度，偏差的距离为第二偏移距离，进行S141,如果解析后仅角度相差，则通过取线针1绕自身轴线2 (沿箭头B方向)转动提供摩擦力使得螺旋线3转动第二偏移角度；如果解析后仅距离相差，则通过取线针1沿自身轴向(箭头A方向)运动使得螺旋线3 移动第二偏移距离；如果解析后既有角度偏差，也有距离偏差，则通过取线针 1绕自身轴线2(沿箭头B方向)转动提供摩擦力使得螺旋线3转动第二偏移角度，且通过取线针1沿自身轴向(箭头A方向)运动使得螺旋线3移动第二偏移距离；前述关于角度和距离的调整，直至螺旋线3到达安装位置。

本申请螺旋线3的调整方法包括两部分，第一部分为将螺旋线3送入视觉传感器到预设初始位置，第二部分为将螺旋线3从预设初始位置调整至安装位置。在第一部分的调整中，通过成像中螺旋线3的图像与基准图像中的螺旋线 3的图像的重合度先对比，进行解析计算，分情况对螺旋线3进行调整，完成螺旋线3的预调整，为第二部分的精密调整提供了方便，在第二部分的调整过程中，通过对成像中的螺旋线3选取区域Y2的灰度值和基准图像中的螺旋线3 选取区域Y1的灰度值对比，根据偏差来进行相应的调整，不论是第一部分的调整还是第二部分的调整，都很灵活有针对性，节省了调整时间，提高了生产效率，操作可靠性和有效性也得到保证。

如图5、图6所示，P为基准图像中的螺旋线3，Q为成像中的螺旋线3。确定成像中的螺旋线3的轴线4并与基准图像中的螺旋线3的轴线重合，取成像中的螺旋线3的端头一基准点N并与基准图像中的螺旋线3的端头相对应的基准点M，对比螺旋线3的图像与基准图像中的螺旋线3的图像的重合度。成像中的螺旋线3的端头一基准点N与基准图像中的螺旋线3的端头相应的基准点M之间存在相对位置关系，计算出相对位置关系从而通过取线针1对螺旋线 3作出相应调整，根据相差角度或者相差距离，取线针1转动或者移动。

如图7、图8所示，在成像中选取螺旋线3端部X2一弯折部分所在区域，并确定为选取区域Y2，选取螺旋线3在选取区域Y2中获取每个像素点的灰度值，计算平均灰度值，将成像中的螺旋线3选取区域Y2的平均灰度值与基准图像中的螺旋线3选取区域Y1的平均灰度值比较，判断该比较结果是否符合预设条件。将在螺旋线3端部一弯折部分所在区域确定为选取区域，实际生产中螺旋线3端部的螺距较螺旋线3主体的螺距大，端部和主体的特征差别大，特征明显，且弯折部分在成像中较为明显，容易确定，方便区域的选取。选取区域并不限于图7、图8中所示的位置，也可以是螺旋线端部其他方便选取和方便灰度值对比的位置。

取线针1沿自身轴向(箭头A方向)移动螺旋线3至预设初始位置，分为三个阶段：加速启动阶段，取线针1处于加速阶段不绕自身轴线2(沿箭头B 方向)动；匀速移动阶段，取线针1处于匀速阶段能够绕自身轴线2(沿箭头 B方向)转动；减速停止阶段，取线针1处于加速阶段不绕自身轴线2(沿箭头B方向)转动。分为三个阶段，在加速启动阶段和减速停止阶段取线针1只沿自身轴向(箭头A方向)移动，不绕自身轴线2(沿箭头B方向)转动，可以使这两个阶段螺旋线3调整更加稳定，不会绕取线针1与螺旋线3的接触处所在直线晃动。在匀速移动阶段，取线针1在沿自身轴向(箭头A方向)移动的过程能够绕自身轴线2(沿箭头B方向)转动，不会使得螺旋线3在沿取线针1轴向震动，从而取线针1转动螺旋线3更加平稳。将取线针1沿自身轴向 (箭头A方向)移动螺旋线3至预设初始位置，分为三个阶段，可以增加操作的可靠性，减少操作过程中的晃动，使得调整螺旋线3更加准确与稳定。

取线针1处于匀速移动阶段且绕自身轴线2(沿箭头B方向)转动时，取线针1绕自身轴线2(沿箭头B方向)转动，分为两个阶段：第一角速度阶段，取线针1以第一角速度转动80％的第一偏移角度；第二角速度阶段，取线针1 以小于第一角速度的第二角速度转动20％的第一偏移角度。以第一角速度转动 80％的第一偏移角度，以小于第一角速度的第二角速度转动20％的第一偏移角度，先快转可以提高效率节省时间，节约时间成本；再慢转可以保证精确度与准确性，操作的可靠性高。

取线针1沿自身轴向(箭头A方向)移动螺旋线3自预设初始位置至安装位置阶段的匀速运动的速度小于取线针1沿自身轴向(箭头A方向)移动螺旋线3至预设初始位置的匀速运动的速度。取线针1的移动速度在预调整过程中快于精密调整过程，可以提高调整速度，节省调整所需时间，精密调整过程中移动速度慢也保证了调整的精确度与准确性。

取线针1绕自身轴线2(沿箭头B方向)将螺旋线3自预设初始位置至安装位置阶段的角速度小于取线针1绕自身轴线2(沿箭头B方向)将螺旋线3 转动至预设初始位置的角速度。取线针1转动的角速度在预调整过程中快于精密调整过程，在预调整过程中可以节省时间，提高调整效率，在精密调整过程中取线针1转动的角速度慢有助于精准的将螺旋线3调整至安装位置。

上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术领域技术人员的公知技术。

Claims (7)

1.螺旋线的调整方法，通过取线针穿取螺旋线并送入视觉传感器成像区，其特征在于，包括：

所述取线针绕自身轴线转动，通过摩擦力带动所述螺旋线绕自身轴线转动，所述取线针沿自身轴向移动，带动所述螺旋线随所述取线针移动；

通过视觉传感器对所述螺旋线成像；

对比所述成像与一基准图像，若所述成像中的所述螺旋线的图像与所述基准图像中的螺旋线的图像的重合度符合预设初始位置，则判断所述螺旋线到达预设初始位置；否则，通过所述取线针绕自身轴线转动提供摩擦力使得所述螺旋线转动第一偏移角度和/或通过所述取线针沿自身轴向运动使得所述螺旋线移动第一偏移距离，直至判断所述螺旋线到达预设初始位置；

在处于预设初始位置的成像中选取所述螺旋线端部的部分区域作为选取区域，若所述成像中的所述螺旋线选取区域的灰度值与所述基准图像中的所述螺旋线选取区域的灰度值比较结果符合预设条件，则判断所述螺旋线到达安装位置；否则，通过所述取线针绕自身轴线转动提供摩擦力使得所述螺旋线转动第二偏移角度和/或通过所述取线针沿自身轴向运动使得所述螺旋线移动第二偏移距离，直至判断所述螺旋线到达安装位置。

2.如权利要求1所述的螺旋线调整方法，其特征在于，

确定成像中的螺旋线的轴线并与基准图像中的螺旋线的轴线重合，取成像中的螺旋线的端头一基准点与基准图像中的螺旋线的端头相对应的基准点，对比螺旋线的图像与基准图像中的螺旋线的图像的重合度。

3.如权利要求1所述的螺旋线调整方法，其特征在于，

在所述成像中选取所述螺旋线端部一弯折部分所在区域，并确定为所述选取区域，选取所述螺旋线在所述选取区域中获取每个像素点的灰度值，计算平均灰度值，将所述成像中的所述螺旋线选取区域的平均灰度值与所述基准图像中的所述螺旋线选取区域的平均灰度值比较，判断该比较结果是否符合所述预设条件。

4.如权利要求1所述的螺旋线调整方法，其特征在于，

所述取线针沿自身轴向移动所述螺旋线至所述预设初始位置，分为三个阶段：

加速启动阶段，所述取线针处于加速阶段不绕自身轴线转动；

匀速移动阶段，所述取线针处于匀速阶段能够绕自身轴线转动；

减速停止阶段，所述取线针处于加速阶段不绕自身轴线转动。

5.如权利要求4所述的螺旋线调整方法，其特征在于，

所述取线针处于所述匀速移动阶段且绕自身轴线转动时，所述取线针绕自身轴线转动，分为两个阶段：

第一角速度阶段，所述取线针以第一角速度转动80％的所述第一偏移角度；

第二角速度阶段，所述取线针以小于第一角速度的第二角速度转动20％的所述第一偏移角度。

6.如权利要求1所述的螺旋线调整方法，其特征在于，

所述取线针沿自身轴向移动所述螺旋线自所述预设初始位置至所述安装位置阶段的匀速运动的速度小于所述取线针沿自身轴向移动所述螺旋线至所述预设初始位置的匀速运动的速度。

7.如权利要求1所述的螺旋线调整方法，其特征在于，

所述取线针绕自身轴线将所述螺旋线自所述预设初始位置转动至所述安装位置阶段的角速度小于所述取线针绕自身轴线将所述螺旋线转动至所述预设初始位置的角速度。