本发明专利技术公开了一种活塞环尺寸在线检测与自动补偿方法，属于机床领域，包括以下步骤：对总活塞环进行预加工；测量一组活塞环组件的轴向厚度；将一组活塞环组件的轴向厚度传送给数控系统，数控系统根据轴向厚度计算刀具的下刀点坐标以及轴向进给量并进行数据储存；数控系统控制机床主轴转动以带动下一组活塞环组件转动，并驱动相机组件沿轴向移动，使得下一组活塞环组件的裂口位置与相机组件正对；重复上述步骤，直至完成对最后一组活塞环组件的轴向厚度测量以及对应刀具的下刀点坐标、轴向进给量的数据存储；数控系统根据刀具的每一下刀点坐标以及轴向进给量，对每一组活塞环组件的厚度依次进行补偿加工。本申请测量精度高、检测效率高、成本低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机床领域，尤其是涉及一种活塞环尺寸在线检测与自动补偿方法以及用于上述活塞环尺寸在线检测与自动补偿方法的机床。
技术介绍
1、由于车用发动机向高强度、高输出功率、轻量化方向发展，活塞环因此厚度变薄、重量变轻。活塞环高度变小(薄型化)后，活塞环与缸套之间的密封性加强，可以减少机油进入燃烧室的机率，进而能降低排放污染。目前，薄型活塞环已在车用柴油机和汽油机领域逐步得以应用。
2、现有技术中，有的厂家通过计算活塞环轴向厚度的理论值，来控制刀具的下刀点坐标以及轴向进给量，这样导致测量精度较低，容易造成加工误差的累积，无法满足客户的使用需求；有的厂家通过使用微米千分尺测量活塞环的轴向厚度，这种接触式测量容易导致活塞环出现翘曲不平现象，对活塞环造成损坏，无法保证测量结果的准确性，且人工成本较高，检测效率较低。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种高效且测量精度较高的活塞环尺寸在线检测与自动补偿方法。
2、本专利技术的目的采用如下技术方案实现：
3、一种活塞环尺寸在线检测与自动补偿方法，包括以下步骤：
4、s1、对总活塞环进行预加工：总活塞环包括多组活塞环组件，多组活塞环组件沿轴向安装在机床主轴上，且多组活塞环组件之间相互紧贴，每组活塞环组件由多个活塞环沿轴向叠压而成，每组活塞环组件中的每一活塞环的裂口位于同一直线上，至少相邻两组所述活塞环组件的裂口沿轴向错开排布，通过刀具对每组活塞环组件进行预加工；</p>5、s2、测量一组活塞环组件的轴向厚度；
6、数控系统控制所述机床主轴转动以带动所述一组活塞环组件的裂口位置正对上方的相机组件，通过所述相机组件采集所述一组活塞环组件的裂口处的图像并传送给测量信息处理系统；
7、所述测量信息处理系统从裂口图像中提取出裂口区域；
8、对裂口区域进行像素边缘提取；
9、对像素边缘提取后的图像进行霍夫变换，以获取裂口封闭区域；
10、将裂口封闭区域左侧边界的像素值转化为所述一组活塞环组件的起点坐标值a，将裂口封闭区域右侧边界的像素值转化为所述一组活塞环组件的终点坐标值b，从而获取所述一组活塞环组件的轴向厚度d1＝b-a；
11、s3、将所述一组活塞环组件的轴向厚度传送给所述数控系统，所述数控系统根据所述轴向厚度计算刀具的下刀点坐标以及轴向进给量并进行数据储存；
12、s4、数控系统控制机床主轴转动以带动下一组活塞环组件转动，并驱动所述相机组件沿轴向移动，使得下一组活塞环组件的裂口位置与所述相机组件正对，所述相机组件采集到所述下一组活塞环组件的裂口处的图像；
13、s5、重复步骤s2，得到所述下一组活塞环组件的终点坐标c，测量所述下一组活塞环组件的轴向厚度d2＝c-b，重复步骤s3；
14、s6、重复步骤s4-s5，直至完成对最后一组活塞环组件的轴向厚度测量以及对应刀具的下刀点坐标以及轴向进给量的数据存储；
15、s7、数控系统根据刀具的每一下刀点坐标以及轴向进给量，对每一组活塞环组件的厚度依次进行补偿加工。
16、进一步的，所述测量信息处理系统从裂口图像中提取出裂口区域具体包括以下步骤：
17、对初始图像进行切割处理；
18、对切割后的图像进行变换，变换为灰度图像；
19、对所述灰度图像进行直方图均衡化处理，以提高灰度图像的亮度；
20、进行二值运算，使图像转化为二值图像；
21、对所述二值图像进行形态学处理，提取出裂口区域。
22、进一步的，所述步骤s2还包括滤波去噪步骤，所述滤波去噪步骤位于所述测量信息处理系统从裂口图像中提取出裂口区域步骤与所述对裂口区域进行像素边缘提取步骤之间，具体为：根据图像与噪声类型选取中值滤波进行平滑预处理；用像素点邻域灰度值的中值来代替该像素点的灰度值，让周围的像素值接近真实的值从而消除孤立的噪声点。
23、进一步的，所述步骤s2还包括边界绘制与可视化展示步骤，所述边界绘制与可视化展示步骤位于所述对像素边缘提取后的图像进行霍夫变换步骤之后，具体为：对图像的数据处理算法结果进行可视化展示，将检测边界在原图上进行绘制。
24、进一步的，所述步骤s1具体包括以下步骤：
25、s11、将一组活塞环组件沿轴向安装在机床主轴上；
26、s12、在定制界面上输入每组活塞环组件中活塞环的数量、活塞环的轴向厚度、活塞环的直径信息，通过机床配置的雷尼绍测头对每组活塞环组件进行测量；
27、s13、数控系统根据每组活塞环组件的总厚度计算刀具的轴向进给量，先对活塞环的外圆面进行预加工；
28、s14、将下一组活塞环组件沿轴向安装在机床主轴上，保证其与上一组活塞环组件紧密连接，并保证至少相邻两组所述活塞环组件的裂口沿轴向错开排布；重复步骤s12-s13，直至对多组活塞环组件均完成外圆面的预加工；
29、s15、数控系统驱动刀具主轴带动摆臂及刀具移动，让出检测光路。
30、进一步的，在所述步骤s13中，先选用普通材质刀具进行粗加工，然后再选用圆弧刃金刚石刀具进行精加工。
31、进一步的，在所述步骤s13中，所述圆弧刃金刚石刀具的刀尖圆弧半径为3mm-7mm。
32、进一步的，在所述步骤s1中，总活塞环包括5～8组活塞环组件，每组活塞环组件包括7～10个活塞环。
33、进一步的，在所述步骤s7中，刀具对每一活塞环外圆面的单边切削量为0.1～0.5mm。
34、本专利技术还提供一种机床，用于实施上述任意一种活塞环尺寸在线检测与自动补偿方法，包括机床主轴、拍照组件、测量信息处理系统、数控系统、刀具，所述机床主轴用于带动每组活塞环组件转动，所述拍照组件用于获取每组活塞环组件的裂口处的图像，并传送给所述测量信息处理系统，所述测量信息处理系统获取每组活塞环组件的起点坐标值以及终点坐标值，并将每组活塞环组件的轴向厚度传送给所述数控系统，所述数控系统根据轴向厚度计算所述刀具的下刀点坐标以及轴向进给量并进行数据储存，在对所有活塞环组件拍照完成后，所述数控系统控制所述刀具对每一组活塞环组件的厚度依次进行补偿加工。
35、相比现有技术，本专利技术活塞环尺寸在线检测与自动补偿方法包括以下步骤：s1、对总活塞环进行预加工；s2、测量一组活塞环组件的轴向厚度；s3、将一组活塞环组件的轴向厚度传送给数控系统，数控系统根据轴向厚度计算刀具的下刀点坐标以及轴向进给量并进行数据储存；s4、数控系统控制机床主轴转动以带动下一组活塞环组件转动，并驱动相机组件沿轴向移动，使得下一组活塞环组件的裂口位置与相机组件正对，相机组件采集到下一组活塞环组件的裂口处的图像；s5、重复步骤s2，得到下一组活塞环组件的终点坐标c，测量下一组活塞环组件的轴向厚度d2＝c-b，重复步骤s3；s6、重复步骤s4-s5，本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种活塞环尺寸在线检测与自动补偿方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的活塞环尺寸在线检测与自动补偿方法，其特征在于：所述测量信息处理系统从裂口图像中提取出裂口区域具体包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的活塞环尺寸在线检测与自动补偿方法，其特征在于：所述步骤S2还包括滤波去噪步骤，所述滤波去噪步骤位于所述测量信息处理系统从裂口图像中提取出裂口区域步骤与所述对裂口区域进行像素边缘提取步骤之间，具体为：根据图像与噪声类型选取中值滤波进行平滑预处理；用像素点邻域灰度值的中值来代替该像素点的灰度值，让周围的像素值接近真实的值从而消除孤立的噪声点。
4.根据权利要求1所述的活塞环尺寸在线检测与自动补偿方法，其特征在于：所述步骤S2还包括边界绘制与可视化展示步骤，所述边界绘制与可视化展示步骤位于所述对像素边缘提取后的图像进行霍夫变换步骤之后，具体为：对图像的数据处理算法结果进行可视化展示，将检测边界在原图上进行绘制。
5.根据权利要求1所述的活塞环尺寸在线检测与自动补偿方法，其特征在于：所述步骤S1具体包括以下步骤：</p>6.根据权利要求5所述的活塞环尺寸在线检测与自动补偿方法，其特征在于：在所述步骤S13中，先选用普通材质刀具进行粗加工，然后再选用圆弧刃金刚石刀具进行精加工。
7.根据权利要求6所述的活塞环尺寸在线检测与自动补偿方法，其特征在于：在所述步骤S13中，所述圆弧刃金刚石刀具的刀尖圆弧半径为3mm-7mm。
8.根据权利要求1所述的活塞环尺寸在线检测与自动补偿方法，其特征在于：在所述步骤S1中，总活塞环包括5～8组活塞环组件，每组活塞环组件包括7～10个活塞环。
9.根据权利要求1所述的活塞环尺寸在线检测与自动补偿方法，其特征在于：在所述步骤S7中，刀具对每一活塞环外圆面的单边切削量为0.1～0.5mm。
10.一种机床，包括机床主轴、拍照组件、测量信息处理系统、数控系统、刀具，其特征在于：用于实施如权利要求1-9任意一项所述的活塞环尺寸在线检测与自动补偿方法，所述机床主轴用于带动每组活塞环组件转动，所述拍照组件用于获取每组活塞环组件的裂口处的图像，并传送给所述测量信息处理系统，所述测量信息处理系统获取每组活塞环组件的起点坐标值以及终点坐标值，并将每组活塞环组件的轴向厚度传送给所述数控系统，所述数控系统根据轴向厚度计算所述刀具的下刀点坐标以及轴向进给量并进行数据储存，在对所有活塞环组件拍照完成后，所述数控系统控制所述刀具对每一组活塞环组件的厚度依次进行补偿加工。
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【技术特征摘要】
1.一种活塞环尺寸在线检测与自动补偿方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的活塞环尺寸在线检测与自动补偿方法，其特征在于：所述测量信息处理系统从裂口图像中提取出裂口区域具体包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的活塞环尺寸在线检测与自动补偿方法，其特征在于：所述步骤s2还包括滤波去噪步骤，所述滤波去噪步骤位于所述测量信息处理系统从裂口图像中提取出裂口区域步骤与所述对裂口区域进行像素边缘提取步骤之间，具体为：根据图像与噪声类型选取中值滤波进行平滑预处理；用像素点邻域灰度值的中值来代替该像素点的灰度值，让周围的像素值接近真实的值从而消除孤立的噪声点。
4.根据权利要求1所述的活塞环尺寸在线检测与自动补偿方法，其特征在于：所述步骤s2还包括边界绘制与可视化展示步骤，所述边界绘制与可视化展示步骤位于所述对像素边缘提取后的图像进行霍夫变换步骤之后，具体为：对图像的数据处理算法结果进行可视化展示，将检测边界在原图上进行绘制。
5.根据权利要求1所述的活塞环尺寸在线检测与自动补偿方法，其特征在于：所述步骤s1具体包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的活塞环尺寸在线检测与自动补偿方法，其特征在于：在所述步骤s13中，先选用普通材质刀具...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱春雷，杨春华，
申请(专利权)人：纽威数控装备苏州股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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