【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及圆孔定位，具体为一种平面圆孔定位方法及系统。
技术介绍
1、一些部件的平面上带有圆孔，在加工或使用过程中，会定位圆孔的精确位置并进行一定的处理或执行一定的动作。现有技术中检测圆孔的常用方法有两种。
2、第一种是使用3d激光器。3d激光器发射激光，然后激光在物体上反射回来，检测出距离，由于激光器发出的激光束有一个角度，根据安装高度能够确定检测的范围，也就是可检测的y轴长度，根据y轴范围内反射回来的激光时间不同，所以y轴上所有坐标都对应一个高度坐标，也就是z轴，3d激光器带有云台，会朝着水平方向摆动，摆动的方向也就是x轴，当x轴位置变化后，y轴和z轴的数据也会发生变化，从而产生3d图像，再根据图像分析出圆孔中心位置。激光器很贵，需配套软件，而且维护所需技术能力很高，会造成整个设备成本和维护成本提高很多，性价比不高。
3、第二种就是使用3d相机。3d相机机器视觉检测的原理基于三角测量和图像处理技术。它通过获取物体的多个视角图像，并利用相机的参数和几何关系，计算出物体在三维空间中的位置和形状。但是3d相机也很贵，需配套软件，而且维护所需技术能力很高，会造成整个设备成本和维护成本提高很多，性价比不高。另外相机会受到强光线的影响，不适用于户外。
4、综上所述，目前检测圆孔的方法所需成本太高，同时又对于维护人员技术要求很高，不便于大范围推广。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提出一种平面圆孔定位方法及系统，以降低圆孔定位设备成本以及技术成本
2、本专利技术采用的技术方案是：一种平面圆孔定位方法，包括以下步骤：
3、建立覆盖带孔部件的x-y-z三维坐标系，使带孔部件的待测平面平行于三维坐标系的xoy平面；
4、在三维坐标系内控制1号测距器和2号测距器沿x轴方向在待测平面的范围内同步移动，并跨越带孔部件被测平面上的圆孔，两个测距器在移动过程中连续检测其与带孔部件在z轴方向或圆孔轴向上的距离，使两个测距器经过圆孔边缘时所测值的大小能够产生突变；
5、1号测距器在x轴方向移动过程中依次记录到两个距离突变点f和g；
6、2号测距器在x轴方向移动过程中依次记录到两个距离突变点d和e；
7、实时监测两个测距器的x轴坐标，获取四个距离突变点在xoy平面上的坐标位置；
8、根据四个距离突变点的坐标位置，得到圆孔的圆心坐标(x0,y0)：
9、
10、y0＝(4e2-a2+d2)/8e+f
11、其中：d为弦de的长度值；a为弦fg的长度值；h为距离突变点f的x轴坐标值；g为距离突变点d的x轴坐标值；e为1号测距器和2号测距器在y轴方向上的间距；f为1号测距器到x轴的距离，且1号测距器到x轴的距离小于2号测距器到x轴的距离。
12、作为优选方案，每台测距器对部件测距时得到两个大小不同的数值，将较小数值作为圆孔表面圆心的z轴坐标，将较大数值作为圆孔底面圆心的z轴坐标。
13、作为优选方案，比较两台测距器测得圆孔圆心的z轴坐标值，若差值大于预设偏差值，重新进行测量；若差值小于预设偏差值，则将其中一台测距器的z轴坐标值作为有效坐标值。
14、作为优选方案，基于四个距离突变点在xoy平面上的坐标位置，计算并比较弦de中点的x轴坐标值和弦fg中点的x轴坐标值，若两个中点的x轴坐标值的差值大于预设偏差值，重新进行测量；若差值小于预设偏差值，则将其中一个中点的x轴坐标值作为圆孔圆心的x轴坐标。
15、作为优选方案，测距器在x轴方向移动过程中，记录到两组相邻且大小不同的测距值，取每组中两个测距值所在点位的连线的中点作为距离突变点。
16、作为优选方案，所述圆孔的半径或其中，b为圆孔圆心b到弦fg的距离。
17、一种平面圆孔定位系统，包括：
18、导轨：处在带孔部件的上方，且导轨的长度方向平行于x轴；
19、移动托架：沿x轴方向滑动设置在所述导轨上，用于带动测距器沿x轴方向跨越所述带孔部件被测平面上的圆孔；
20、伺服驱动机构：用于连接并带动所述移动托架沿导轨进行移动，并能实时反馈所述移动托架的x轴坐标；
21、测距器：包括沿着y轴方向依次固定在所述移动托架上的1号测距器和2号测距器，用于在移动过程中沿z轴方向对带孔部件的平面进行连续测距；
22、plc机柜；
23、储存器：内置至少一个应用程序，该应用程序被配置为用于plc机柜执行上述的圆孔定位方法。
24、作为优选方案，1号测距器和2号测距器的间距小于圆孔的直径，且1号测距器和2号测距器路径的中间部分处在所述圆孔的正上方。
25、作为优选方案，测距器为反射式激光测距传感器。
26、作为优选方案，伺服驱动机构为直线电机，直线电机的定子导轨沿所述导轨的长度方向设置，直线电机的动子与移动托架固定相连。
27、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
28、1.本专利技术主要利用两台激光测距器和一套伺服驱动机构对平面上的圆孔进行定位，相比于其他类型的圆心识别方式，例如3d相机、3d激光器等方式，该方式测量速度更快，硬件成本更低、安装更加简单，同时不需专用的配套数据分析软件，只使用plc常规编程即可完成圆心空间坐标的计算，更加利于用户的使用和维护。
29、2.本专利技术的系统根据实际情况进行布设，检测区域可大可小，比较灵活。
30、3.利用本专利技术的方法和系统可以自动化检测圆孔，人工劳动强度降低，工作效率高；该方式可用于远程化操作，使用在有毒有害的环境中，保证人员身体健康。
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1.一种平面圆孔定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种平面圆孔定位方法，其特征在于：每台测距器对部件测距时得到两个大小不同的数值，将较小数值作为圆孔表面圆心的Z轴坐标，将较大数值作为圆孔底面圆心的Z轴坐标。
3.根据权利要求1所述的一种平面圆孔定位方法，其特征在于：比较两台测距器测得圆孔圆心的Z轴坐标值，若差值大于预设偏差值，重新进行测量；若差值小于预设偏差值，则将其中一台测距器的Z轴坐标值作为有效坐标值。
4.根据权利要求1所述的一种平面圆孔定位方法，其特征在于：基于四个距离突变点在XOY平面上的坐标位置，计算并比较弦de中点的X轴坐标值和弦fg中点的X轴坐标值，若两个中点的X轴坐标值的差值大于预设偏差值，重新进行测量；若差值小于预设偏差值，则将其中一个中点的X轴坐标值作为圆孔圆心的X轴坐标。
5.根据权利要求1所述的一种平面圆孔定位方法，其特征在于：测距器在X轴方向移动过程中，记录到两组相邻且大小不同的测距值，取每组中两个测距值所在点位的连线的中点作为距离突变点。
6.根据权利要求1所述的
7.一种平面圆孔定位系统，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的一种平面圆孔定位系统，其特征在于：1号测距器(3)和2号测距器(4)的间距小于圆孔(6)的直径，且1号测距器(3)和2号测距器(4)路径的中间部分处在所述圆孔(6)的正上方。
9.根据权利要求7所述的一种平面圆孔定位系统，其特征在于：测距器为反射式激光测距传感器。
10.根据权利要求7所述的一种平面圆孔定位系统，其特征在于：伺服驱动机构(7)为直线电机，直线电机的定子导轨沿所述导轨(1)的长度方向设置，直线电机的动子与移动托架(2)固定相连。
...【技术特征摘要】
1.一种平面圆孔定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种平面圆孔定位方法，其特征在于：每台测距器对部件测距时得到两个大小不同的数值，将较小数值作为圆孔表面圆心的z轴坐标，将较大数值作为圆孔底面圆心的z轴坐标。
3.根据权利要求1所述的一种平面圆孔定位方法，其特征在于：比较两台测距器测得圆孔圆心的z轴坐标值，若差值大于预设偏差值，重新进行测量；若差值小于预设偏差值，则将其中一台测距器的z轴坐标值作为有效坐标值。
4.根据权利要求1所述的一种平面圆孔定位方法，其特征在于：基于四个距离突变点在xoy平面上的坐标位置，计算并比较弦de中点的x轴坐标值和弦fg中点的x轴坐标值，若两个中点的x轴坐标值的差值大于预设偏差值，重新进行测量；若差值小于预设偏差值，则将其中一个中点的x轴坐标值作为圆孔圆心的x轴坐标。
5.根据权利要求1所述的一种平面圆孔定位方...
【专利技术属性】
技术研发人员：王国栋，唐洪，罗佳辉，
申请(专利权)人：洛阳涧光特种装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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