轴类工件外径的下照明影像测量仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种轴类工件外径的下照明影像测量仪，包括底座、平台、光源、显微镜和相机，显微镜通过安装支架固定在底座上，光源设在显微镜镜头下方的底座上，光源为多粒相串联的发光二极管，发光二极管呈环形排列并且其照明方向朝向环形的轴线，每粒发光二极管的轴线倾斜于底座，平台位于光源上方，平台的中间嵌装有一块透明片，透明片的位置和光源的位置相对应，透明片上设有一块轴类工件安放座，相机位于显微镜上方并且和显微镜相连，相机再通过数据线和计算机相连，光源的电压输入端经过一个PWM数字可调电路和计算机相连。本实用新型专利技术光照亮度均匀且可调，具有高速度、动态范围大、信息量丰富等优点，大大提高测量效率和测量精度。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种轴类工件外径测量装置，尤其涉及一种非接触测量且测量精度高、测量速度快的轴类工件外径的下照明影像测量仪。
技术介绍
对轴类工件外径进行测量，利用传统的一些测量工具如千分尺、游标卡尺或量规等进行测量，不可避免地都有着精度低、劳动强度大、可靠性差这些缺点。而三坐标机等高精度仪器则必然降低检测速率，不利于高效率测量。测微仪法、仪器测量法是比较折中的方法，相比于三坐标机而言操作相对简单，同时又能保证精度，成本也较低。电子显微技术在21世纪得到快速的发展。随着电子显微镜及影像测量技术的发展，用于影像测量的显微工作台也应运而生。而现有显微镜大多数都是采用上照明的方式，在影像测量中，若采用上照明的方式，就存在反光及边缘锐化不明显的情况，影响测量精度。此外，载物台若没有精密定位装置，则会存在找视场不方便、工件定位不方便的问题，增加了测量的难度。
技术实现思路
本技术主要解决原有轴类工件外径的测量操作不方便，无法满足大批量测量需求的技术问题；同时解决原有显微镜影像测量一般均采用上照明方式，存在反光及边缘锐化不明显的情况，影响测量精度的技术问题；提供一种轴类工件外径的下照明影像测量仪，其避免了反光及边缘锐化不明显的情况，而且其下照明光源实现PWM数字可调，以减少人为调光的不便和误差，提高测量精度，操作简单，测量效率高，智能化程度高，满足大批量测量的需求。本技术另一目的是提供一种轴类工件外径的下照明影像测量仪，其光源采用独特排列的LED光源，从而在光源上方获得均匀光照面，提高测量精度。本技术又一目的是提供一种轴类工件外径的下照明影像测量仪，其具备轴类工件的精密定位装置，使得轴类工件定位方便，也便于找到视场，使轴类工件外径的测量更加方便。本技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的本技术包括底座、平台、光源、显微镜和相机，显微镜通过安装支架固定在底座上，光源设在显微镜镜头下方的底座上，光源为多粒相串联的发光二极管，所述的发光二极管呈环形排列并且其照明方向朝向环形的轴线，每粒发光二极管的轴线倾斜于所述的底座，平台位于光源上方，平台的中间嵌装有一块透明片，透明片的位置和光源的位置相对应，透明片上设有一块轴类工件安放座，所述的相机位于所述的显微镜上方并且和显微镜相连，相机的镜头对准显微镜的观察口，所述的相机再通过数据线和计算机相连，所述的光源的电压输入端经过一个PWM数字可调电路和所述的计算机相连。计算机上安装有轴类工件外径测量软件，相机采用CXD数码相机。显微镜的放大倍率为0. 7 4. 5倍，连续可调，方便不同要求下的测量。显微镜上还可装上连续变倍环，以利于扩大测量范围。轴类工件安放座上先后放置轴类标准件和被测轴类工件，轴类标准件和被测轴类工件的外径图像经过显微镜放大后成像于CCD像敏面上，像敏面将照在每个像敏单元上的图像照度信号转变为少数载流子密度信号存储于像敏单元中，然后在转移脉冲的作用下，再转移到CCD的移位寄存器中，并在驱动脉冲的作用下顺序地移出器件，成为视频信号，视频信号再由后部处理电路进行处理或计算，成为电视信号或检测信号，然后通过数字接口存入计算机内存，由计算机再作一系列处理和运算。本技术采用在工件下方进行照明的结构，避免了反光及边缘锐化不明显的情况，有效提高测量精度。发光二极管能够高效率地直接将电能转化为光能，是新一代固体冷光源，而且拥有较长使用寿命，同时具备省电、高耐震、光源具方向性及光害少等优点。多粒发光二极管均朝斜上方方向照射，有利于使位于光源上方的工件得到均匀的光照。通过计算机上安装的轴类工件外径测量软件对PWM数字可调电路的输入端信号进行控制，再由PWM数字可调电路的输出端对光源的工作电压进行控制，方便地实现对光源亮度的调节，以减少人为调光的不便和误差，便于在计算机显示屏上得到清晰的图像。测量时，先采集并保存一幅轴类标准件的边缘静态图像，再采集并保存一幅被测轴类工件的边缘静态图像，由计算机通过处理和运算获得被测轴类工件的外径。本技术实现非接触式测量，可以 保证将工件表面的微小变化通过图像表现出来，并且得到图像方便，具有高速度、动态范围大、信息量丰富等优点，测量效率及测量精度大大提高，非常适用于批量测量。作为优选，所述的发光二极管有12粒，12粒发光二极管呈半径为2厘米的环形排列，每粒发光二极管的轴线和所述的底座之间的夹角为45度。通过对发光二极管数量、所排列的环形曲线半径、发光二极管的倾斜角度以及发光面与照射目标面的距离等四个因素五个水平的光学CAD正交仿真试验,得出上述发光二极管的分布及安装结构为最佳方案，使得在光源上方能得到均匀光照面，提高测量精度。作为优选，所述的轴类工件安放座呈长条状的块体，块体的顶面设有沿块体的长度方向延伸的V型槽。V型槽用来放置轴类标准件和被测轴类工件，起到很好的定位作用，确保在测量过程中轴类标准件和被测轴类工件不会滚动及移位，提高测量精度。作为优选，所述的平台上设有一个手轮，手轮下方套设有一个大齿轮，大齿轮下方有一个小齿轮，小齿轮轴从下往上穿过手轮中心并且小齿轮轴的顶端露出于手轮外，所述的平台背面设有和大齿轮啮合的X向齿条，所述的底座上设有和小齿轮啮合的Y向齿条。大齿轮和小齿轮构成双层齿轮结构，旋转手轮，带动大齿轮旋转，使平台作X向移动；旋转位于手轮上方的小齿轮轴，带动小齿轮旋转，使平台作Y向移动。能方便地将放置于轴类工件安放座上的轴类标准件及被测轴类工件的边缘视频移入计算机显示屏上显示的视场中心，从而快速地实现测量过程中的准确定位。齿轮传动具备外廓尺寸小、结构紧凑、效率高、传动比恒定、寿命长等特点。作为优选，所述的透明片为毛玻璃片。透光及照射效果更好。本技术的有益效果是通过在平台下方设置光源，实现下照明影像测量，避免了反光及边缘锐化不明显的情况。光源采用独特排列的LED光源，且LED光源实现PWM数字可调，以减少人为调光的不便和误差，从而在光源上方获得均匀光照面。通过双层齿轮结构和X方向齿条、Y方向齿条的的啮合传动，能方便地调整平台的左、右位置，使得轴类工件定位方便，便于被测边缘进入测量视场中心。本技术实现轴类工件外径的非接触式测量，具有高速度、动态范围大、信息量丰富等优点，测量效率及测量精度大大提高，非常适用于批量测量。附图说明图I是本技术的一种立体结构示意图。图2是本技术中平台和光源的安装结构的一种立体结构示意图。图3是本技术中平台和手轮的安装结构的一种局部剖视结构示意图。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本技术的技术方案作进一步具体的说明。实施例本实施例的轴类工件外径的下照明影像测量仪，如图I所示，包括底座I、平台2、光源3、显微镜4、相机5和计算机16。显微镜4通过安装支架固定在底座I上，光源3安装在显微镜4镜头下方的底座I上。平台2位于光源3上方，平台2的中间开有一方孔，方孔内装有一块毛玻璃片作为透明片6，毛玻璃片的位置和光源3的位置相对应，毛玻璃片上安放有一块轴类工件安放座7，轴类工件安放座7呈长条状的块体，块体的顶面开有一个沿块体的长度方向延伸的V型槽9。相机5位于显微镜4上方并且和显微镜4相连，相机的镜头对准显微镜的观察口，相机5再通过数据线和计算机16相连，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轴类工件外径的下照明影像测量仪，其特征在于包括底座(I)、平台(2)、光源(3)、显微镜(4)和相机(5)，显微镜(4)通过安装支架固定在底座(I)上，光源(3)设在显微镜(4)镜头下方的底座(I)上，光源(3)为多粒相串联的发光二极管(8)，所述的发光二极管(8)呈环形排列并且其照明方向朝向环形的轴线，每粒发光二极管(8)的轴线倾斜于所述的底座(1)，平台(2)位于光源(3)上方，平台(2)的中间嵌装有一块透明片(6)，透明片(6)的位置和光源(3)的位置相对应，透明片(6)上设有一块轴类工件安放座(7)，所述的相机(5)位于所述的显微镜(4)上方并且和显微镜(4)相连，所述的相机(5)再通过数据线和计算机(16)相连，所述的光源(3)的电压输入端经过一个PWM数字可调电路和所述的计算机(16) 相连。2.根据权利要求I所述的轴类工件外径的下照明影像测量仪，其特征在于所述的发光二极管(8)有12粒，1...

【专利技术属性】
技术研发人员：范伟军，杭盼盼，贺楚红，徐燕，邵静云，上官锦士，朱佳佳，
申请(专利权)人：中国计量学院，
类型：实用新型
国别省市：