基于視頻分劃技術的軸承同軸度檢測應用研究

摘要：本文基于視頻分化技術給出直接對石墨軸承同軸度進行檢驗的裝置和新方法,并提供了詳細視頻分劃生成 硬件電路原理圖,該電路可實現(xiàn)單片機對SRAM寫圖形信號,在地址刷新電路作用下把SRAM中的圖形數(shù)據(jù)并行輸出,經(jīng)過并串轉(zhuǎn)換與CCD的視頻信號疊加在 顯示器上顯示,實現(xiàn)視頻分劃生成技術,通過單片機軟件編程實現(xiàn)自動檢測功能。

關鍵詞：CCD;石墨軸承;視頻分劃;質(zhì)量檢測

視 頻分劃生成技術通過電子技術和單片機技術實現(xiàn)圖形與圖像的疊加,運用疊加的圖形作為瞄準測量標記進行人工或自動測量。石墨軸承度是目前長壽命電能表中的關 鍵轉(zhuǎn)動件,其質(zhì)量好壞直接影響電能表的質(zhì)量特性。電能表廠商目前最好的檢測方法是運用工具顯微鏡檢測石墨軸承的質(zhì)量,但對石墨內(nèi)外圓的同軸度測量,用工具 顯微鏡就比較麻煩。本文為實現(xiàn)石墨軸承內(nèi)外圓同軸度的檢驗提供了一種較簡便的方法。

石墨軸承檢驗原理

將 石墨軸承放置于檢測工作臺上,通過人工自動定心裝置,使石墨軸承定位于正確的位置上,采用背光透射照明,保證石墨軸承的中心與CCD光軸基本重合,圖像清 晰。通過攝像物鏡與CCD接收石墨軸承的圖像,把視頻圖像信號送往視頻疊加器,在顯示器上顯示。CCD視頻圖像經(jīng)視頻疊加器,對三個同心圓環(huán)進行疊加,三 個同心圓環(huán)的中心同步可調(diào);內(nèi)圓作為基準圓,檢測時對準石墨軸承的內(nèi)圓;兩個外圓直徑對應石墨軸承的同軸度公差且同步可調(diào),以保證標準公差不變。檢測時, 只要石墨軸承的外邊緣落在兩個外圓之間,判定為石墨軸承的同軸度合格。

主要指標與功能

石墨軸承檢驗的主要技術指標是圖形分辨率和檢測分辨率。指標分別為512×512像素和0.03mm。主要功能是自動判定內(nèi)外圓同軸度合格性(人工上料,半自動定位)。

精度分析

這里,攝像頭水平方向分辨率為Sx,垂直方向分辨率為Sy,圖形分辨率為512 ×512 像素,本裝置CCD 攝像機視場范圍為7.95mm ×6.04mm ,則：

S_x=7.95/512=15.5mm,

S_y=6.04/512=11.8mm。

設人眼對準誤差為d1,對準石墨軸承的方法是用同心圓環(huán)中內(nèi)圓作為合適的圓瞄準石墨圓環(huán)的內(nèi)圓。兩個外圓的半徑差作為公差范圍,石墨圓環(huán)的外圓落在兩個圓環(huán)內(nèi),判別誤差為一個像素, S_x較大,

同心圓調(diào)整誤差,調(diào)整同心圓與石墨軸承內(nèi)圓套準的誤差為一個像素。

由于干擾產(chǎn)生的誤差為一個像素d3=±15.5mm。由于上述均為隨機誤差, 根據(jù)隨機誤差綜合原則有：

單片機實現(xiàn)的視頻疊加器

根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析可以知道,理論上只要干擾隨機誤差大于±26.8mm就可以判定內(nèi)外圓同軸度合格。這里,系統(tǒng)設定。 視頻疊加器是本系統(tǒng)的關鍵,視頻圖像信號通過CCD攝取輸入,制式為PAL制式。視頻圖形信號由視頻疊加器產(chǎn)生,它的掃描方式和圖像信號一致同步。該系統(tǒng) 要求產(chǎn)生三個同心圓環(huán)圖形,該圖形通過按鈕調(diào)節(jié),在顯示器所顯示的CCD攝取圖像上自由移動,且半徑自動放大和縮小。本系統(tǒng)采用AT89C51和地址刷新 電路設計視頻圖形圖像疊加器。