基于視頻分劃技術(shù)的軸承同軸度檢測(cè)應(yīng)用研究

摘要：本文基于視頻分化技術(shù)給出直接對(duì)石墨軸承同軸度進(jìn)行檢驗(yàn)的裝置和新方法,并提供了詳細(xì)視頻分劃生成 硬件電路原理圖,該電路可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)SRAM寫(xiě)圖形信號(hào),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(guò)并串轉(zhuǎn)換與CCD的視頻信號(hào)疊加在 顯示器上顯示,實(shí)現(xiàn)視頻分劃生成技術(shù),通過(guò)單片機(jī)軟件編程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)功能。

關(guān)鍵詞：CCD;石墨軸承;視頻分劃;質(zhì)量檢測(cè)

視 頻分劃生成技術(shù)通過(guò)電子技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖形與圖像的疊加,運(yùn)用疊加的圖形作為瞄準(zhǔn)測(cè)量標(biāo)記進(jìn)行人工或自動(dòng)測(cè)量。石墨軸承度是目前長(zhǎng)壽命電能表中的關(guān) 鍵轉(zhuǎn)動(dòng)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(cè)方法是運(yùn)用工具顯微鏡檢測(cè)石墨軸承的質(zhì)量,但對(duì)石墨內(nèi)外圓的同軸度測(cè)量,用工具 顯微鏡就比較麻煩。本文為實(shí)現(xiàn)石墨軸承內(nèi)外圓同軸度的檢驗(yàn)提供了一種較簡(jiǎn)便的方法。

石墨軸承檢驗(yàn)原理

將 石墨軸承放置于檢測(cè)工作臺(tái)上,通過(guò)人工自動(dòng)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(guò)攝像物鏡與CCD接收石墨軸承的圖像,把視頻圖像信號(hào)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(duì)三個(gè)同心圓環(huán)進(jìn)行疊加,三 個(gè)同心圓環(huán)的中心同步可調(diào);內(nèi)圓作為基準(zhǔn)圓,檢測(cè)時(shí)對(duì)準(zhǔn)石墨軸承的內(nèi)圓;兩個(gè)外圓直徑對(duì)應(yīng)石墨軸承的同軸度公差且同步可調(diào),以保證標(biāo)準(zhǔn)公差不變。檢測(cè)時(shí), 只要石墨軸承的外邊緣落在兩個(gè)外圓之間,判定為石墨軸承的同軸度合格。

主要指標(biāo)與功能

石墨軸承檢驗(yàn)的主要技術(shù)指標(biāo)是圖形分辨率和檢測(cè)分辨率。指標(biāo)分別為512×512像素和0.03mm。主要功能是自動(dòng)判定內(nèi)外圓同軸度合格性(人工上料,半自動(dòng)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(jī)視場(chǎng)范圍為7.95mm ×6.04mm ,則：

S_x=7.95/512=15.5mm,

S_y=6.04/512=11.8mm。

設(shè)人眼對(duì)準(zhǔn)誤差為d1,對(duì)準(zhǔn)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(zhǔn)石墨圓環(huán)的內(nèi)圓。兩個(gè)外圓的半徑差作為公差范圍,石墨圓環(huán)的外圓落在兩個(gè)圓環(huán)內(nèi),判別誤差為一個(gè)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(zhǔn)的誤差為一個(gè)像素。

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

單片機(jī)實(shí)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(jī)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(shè)定。 視頻疊加器是本系統(tǒng)的關(guān)鍵,視頻圖像信號(hào)通過(guò)CCD攝取輸入,制式為PAL制式。視頻圖形信號(hào)由視頻疊加器產(chǎn)生,它的掃描方式和圖像信號(hào)一致同步。該系統(tǒng) 要求產(chǎn)生三個(gè)同心圓環(huán)圖形,該圖形通過(guò)按鈕調(diào)節(jié),在顯示器所顯示的CCD攝取圖像上自由移動(dòng),且半徑自動(dòng)放大和縮小。本系統(tǒng)采用AT89C51和地址刷新 電路設(shè)計(jì)視頻圖形圖像疊加器。