杆材偏心距離量測方法及杆材偏心距離量測裝置的製作方法

2023-05-30 14:00:41

專利名稱：杆材偏心距離量測方法及杆材偏心距離量測裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種量測方法與量測裝置，特別是涉及一種用來量測杆材的杆材偏心距離量測方法及杆材偏心距離量測裝置。
背景技術：
一般杆材，例如長形的釘子、螺絲或軸杆等，都具有一個桿身與一個端面，而為了達到良好的安裝精準度與工作順暢性，該端面的一個中心點必須精確地位於該桿身的軸心上。舉螺絲為例，其都包含一個長條形的桿身、一個連接在該桿身一端的螺頭，及一個自該螺頭表面凹陷的工作槽。該工作槽可提供工具卡設，並用旋轉的方式安裝，因此該工作槽的中心點與該桿身的軸心必須在同一條直線上，如此螺絲才能夠被穩固且精準的安裝。為了使該工作槽的中心點可位於該桿身的軸心上，在生產的過程中，必須量測該工作槽中心點與該桿身的軸心間的誤差，也就是偏心距離，並利用該偏心距離的數據進一步調整生產設備，如衝壓設備，提高螺絲的精準度。傳統上是利用一個具有一根探針的千分表來進行偏心距離的測量，並用手持的方式將該探針沿該工作槽的邊緣移動，並紀錄下數據的變化，進一步的計算出偏心距離。然而，在工作槽尺寸較小時，會因為探針不夠精細而使精準度不足，此外，當工作槽的形狀較複雜時，也增加了數據在計算上的複雜度，必須花費大量的時間來計算，因此，傳統偏心距離的量測方法具有精準度不足且效率低的缺點。由此可見，上述現有的杆材偏心距離量測方法及杆材偏心距離量測裝置在方法、 產品結構及使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般方法及產品又沒有適切的方法及結構能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新的杆材偏心距離量測方法及杆材偏心距離量測裝置，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前業界極需改進的目標。

發明內容
本發明的目的在於，克服現有的杆材偏心距離量測方法存在的缺陷，而提供一種新的杆材偏心距離量測方法，所要解決的技術問題是使其可以提高精準度及量測效率，非常適於實用。本發明的另一個目的在於，克服現有的杆材偏心距離量測裝置存在的缺陷，而提供一種新的杆材偏心距離量測裝置，所要解決的技術問題是使其可以用來實現具有較高精準度及量測效率的杆材偏心距離的量測，從而更加適於實用。本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種杆材偏心距離量測方法，是利用一個杆材偏心距離量測裝置來量測一個待測杆材的偏心距離，該杆材偏心距離量測裝置包含一個滾動單元、一個包括一個鏡頭的影像擷取單元，及一個包括一個顯示模塊的影像處理單元，該待測杆材包含一個包括一個杆軸心的桿身，及一個位於該桿身的一端的端面，該偏心距離為該桿身的杆軸心與該端面的一個中心點間的距離，該杆材偏心距離量測方法包含以下步驟(A)使該待測杆材的桿身置放在該滾動單元上，並使該待測杆材繞該桿身的杆軸心旋轉；(B)利用該影像擷取單元接續地擷取數筆影像資料，每一筆影像資料都包括一個對應於該端面的端面影像；(C)將所述影像資料傳送給該影像處理單元；(D)該影像處理單元計算出一個近似圓，該近似圓的圓心等效於該杆軸心的位置；以及(E)將該近似圓的一個近似圓半徑的長度顯示在該影像處理單元的顯示模塊上，該近似圓半徑的長度即為該待測杆材的偏心距離。本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。較佳地，前述的杆材偏心距離量測方法置，其中在步驟(A)中，該待測杆材的端面是位於該影像擷取單元的鏡頭與該滾動單元間，在步驟(B)中，該鏡頭是與該桿身平行地朝向該端面。較佳地，前述的杆材偏心距離量測方法置，其中在步驟⑶中，該影像處理單元是在所述影像資料中設定一個座標，並對應該座標計算在每一筆影像資料中對應於該端面的一個端面影像的一個影像中心點的座標號。本發明的目的及解決其技術問題還採用以下技術方案來實現。依據本發明提出的一種杆材偏心距離量測裝置，用來量測一個待測杆材的偏心距離，該待測杆材包含一個包括一個杆軸心的桿身，及一個位在於該桿身的一端的端面，該偏心距離為該桿身的杆軸心與該端面的一個中心點間的距離，該杆材偏心距離量測裝置包含一個滾動單元，可供該桿身裝設並帶動該桿身繞該杆軸心旋轉；一個影像擷取單元，與該滾動單元相間隔地裝設在該滾動單元的一側，並可接續地擷取數筆影像資料；以及一個影像處理單元，與該影像擷取單元電連接，並包括一個可利用所述影像資料計算出該待測杆材的偏心距離的運算模組模塊，及一個與該運算模組模塊電連接並可顯示該偏心距離的顯示模組模塊。本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。較佳地，前述的杆材偏心距離量測裝置，其中所述的滾動單元具有兩個間隔設置且可滾動的滾筒，該影像擷取單元包括一個朝向該待測杆材的端面的鏡頭、一個裝設在該鏡頭周圍且可發光的光源，及一個可將光轉換為電信號的感光件。本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。由以上技術方案可知，為達到上述目的，本發明提供了一種一種偏心距離量測方法，是利用一個杆材偏心距離量測裝置來量測一個待測杆材的偏心距離，該待測杆材包含一個包括一個杆軸心的桿身，及一位於該桿身的一端的端面。而該偏心距離為該桿身的杆軸心與該端面的一個中心點間的距
1 O所述杆材偏心距離量測裝置包含一個滾動單元、一個影像擷取單元，及一個影像處理單元。該滾動單元可供該桿身裝設，並可帶動該桿身繞該杆軸心旋轉。該影像擷取單元與該滾動單元相間隔地裝設在該滾動單元的一側，並可接續地擷取數筆影像資料。該影像處理單元與該影像擷取單元電連接，並包括一個運算模塊，及一個顯示模塊。該運算模塊可利用所述影像資料計算出該待測杆材的偏心距離，而該顯示模塊與該運算模塊電連接， 並可顯示該偏心距離。所述杆材偏心距離量測裝置的滾動單元具有兩個間隔設置且可滾動的滾筒，該影像擷取單元包括一個朝向該待測杆材的端面的鏡頭、一個裝設在該鏡頭周圍且可發光的光源，及一個可將光轉換為電信號的感光件。
該偏心距離量測方法包含以下步驟(A)使該待測杆材的桿身置放在該滾動單元上，並使該待測杆材繞該桿身的杆軸心旋轉，該待測杆材的端面是位於該影像擷取單元的鏡頭與該滾動單元間；(B)利用該影像擷取單元接續地擷取數筆影像資料，每一筆影像資料都包括一個對應於該端面的端面影像，該鏡頭是與該桿身平行地朝向該端面；(C)將所述影像資料傳送給該影像處理單元；(D)該影像處理單元計算出一個近似圓，該近似圓的圓心等效於該杆軸心的位置， 所述影像處理單元是在所述影像資料中設定一個座標，並對應該座標計算在每一筆影像資料中對應於該端面的一個端面影像的一個影像中心點的座標號；及(E)將該近似圓的一個近似圓半徑的長度顯示在該影像處理單元的顯示模塊上， 該近似圓半徑的長度也就是為該待測杆材的偏心距離。藉由上述技術方案，本發明杆材偏心距離量測方法及杆材偏心距離量測裝置至少具有下列優點及有益效果本發明利用滾動單元使待測螺杆可繞杆軸心旋轉，並利用影像擷取單元接續的擷取數筆影像資料，再用影像運算單元計算出待測杆材的偏心距離，以達到精準且有效率地量測該待測杆材的偏心距離的目的。綜上所述，本發明是有關於一種杆材偏心距離量測方法及杆材偏心距離量測裝置。該杆材偏心距離量測方法，可利用一個滾動單元、一個影像擷取單元及一個影像處理單元來量測一個待測杆材的偏心距離，本發明的杆材偏心距離量測方法，包含以下步驟使該待測杆材的桿身置放在該滾動單元上，並使該待測杆材繞該桿身的一個杆軸心旋轉。接著利用該影像擷取單元接續地擷取數筆影像資料，並將所述影像資料傳送給該影像處理單元。該影像處理單元計算出一個近似圓，並且該近似圓的圓心等效於該杆軸心的位置。最後，將該近似圓的一個近似圓半徑的長度，顯示在該影像處理單元的一個顯示模塊上，該近似圓半徑的長度即為該待測杆材的偏心距離。本發明還提供了一種杆材偏心距離量測裝置。本發明在技術上有顯著的進步，並具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進步、實用的新設計。上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段， 而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和其他目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附圖，詳細說明如下。


圖1是顯示本發明杆材偏心距離量測方法的一個較佳實施例的一桿材偏心距離量測裝置的側視圖。圖2是主要顯示本實施例的一個待測杆材裝設在兩個滾筒間的情形的部分剖視圖。圖3是一類似圖2的主要顯示該待測杆材的一個桿身裝設在所述滾筒間的情形的部分剖視圖。圖4是顯示本發明杆材偏心距離量測方法的多個步驟的流程方框圖。圖5是主要顯示本發明杆材偏心距離量測方法的其中一筆影像資料的示意圖。
具體實施例方式為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的杆材偏心距離量測方法及杆材偏心距離量測裝置其具體實施方式
、方法、步驟、結構、特徵及其功效，詳細說明如後。有關本發明的前述及其他技術內容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實施例的詳細說明中將可清楚呈現。通過具體實施方式
的說明，當可對本發明為達成預定目的所採取的技術手段及功效獲得一更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說明之用，並非用來對本發明加以限制。請參閱圖1、圖2、圖3及圖5所示，圖1是顯示本發明杆材偏心距離量測方法的一個較佳實施例的一個杆材偏心距離量測裝置的側視圖。圖2是主要顯示本實施例的一個待測杆材裝設在兩個滾筒間的情形的部分剖視圖。圖3是一類似圖2的主要顯示該待測杆材的一個桿身裝設在所述滾筒間的情形的部分剖視圖。圖5是主要顯示本發明杆材偏心距離量測方法的其中一筆影像資料的示意圖。本發明杆材偏心距離量測方法的一個較佳實施例，可利用一個杆材偏心距離量測裝置來測量一個待測杆材2的偏心距離。需要注意的是， 本實施例的待測杆材2是一個螺絲，並且包含一個包括一個杆軸心211的桿身21、一個連接在該桿身21 —端的螺頭22、一個自該螺頭22表面凹陷的工作槽M，及一個位於該桿身 21的一端的端面23。該端面23位於該工作槽M內，且形狀對應於該工作槽24，而該端面 23包括一個位於中心的中心點231。該偏心距離量測裝置包含一個底座3、一個裝設在該底座3上的滾動單元4、一個裝設在該底座3上間隔地位於該滾動單元4 一側的影像擷取單元5，及一個與該影像擷取單元5電連接的影像處理單元6。該滾動單元4包括一個可轉動的動力件41、一個滾動座42，及兩個間隔地裝設在該滾動座42上的滾筒43。所述滾筒43是長筒形，且平行設置，並可被該動力件41帶動而旋轉。在本較佳實施例中，該動力件41是一個馬達。該影像擷取單元5包括一個鏡頭51、一個裝設在該鏡頭51周圍且可發光的光源 52、一個可將光轉換成電信號並儲存的感光件53，及一個可儲存數字資料的儲存件M。該鏡頭51朝向所述滾筒43設置。該影像擷取單元5可接續的攝像，並將擷取的數筆影像資料8儲存在該儲存件M中。在本較佳實施例中，該影像擷取單元5是一臺高精準度的數字攝影器材，而該影像擷取單元5的構造與原理並非本發明的特色，故在此不加說明。該影像處理單元6與該影像擷取單元5電連接，並包括一個可運算處理所述影像資料8的運算模塊62，及一個與該運算模塊62電連接的顯示模塊63。請參閱圖1、圖2、圖4及圖5所示，圖4是顯示本發明杆材偏心距離量測方法的多個步驟的流程方框圖。該杆材偏心距離量測方法，包含以下步驟進行步驟71 將該待測杆材2的桿身21置放在該滾動單元4的所述滾筒43間， 並使所述滾筒43轉動而帶動該待測杆材2繞該杆軸心211旋轉。該待測杆材2是以該螺頭22朝向該鏡頭51的方式放置，且該螺頭22突出所述滾筒43，並位於該鏡頭51與該滾筒 43間，且隨著該桿身21持續地旋轉。進行步驟72 啟動該影像擷取單元5，使其接續地擷取數筆影像資料8。每一筆影像資料8都包括了一個對應於該螺頭22的螺頭影像81、一個對應於該端面23的端面影像82。進行步驟73 將該影像擷取單元5擷取的影像資料8傳送給該影像處理單元6。進行步驟74 該影像處理單元6的運算模塊62在所述影像資料8上設定一個座標91。進行步驟75 該運算模塊62對照該座標91，計算出每一筆影像資料8中該端面影像82的一個影像中心點83的座標號。而在本較佳實施例中，因為該端面23的形狀與位置是對應於該工作槽24，因此該影像中心點83在計算上等效於該工作槽M的中心點。進行步驟76 該運算模塊62利用所述影像中心點83的座標號，計算出一個近似圓92，該近似圓92的一個圓心93等效於該杆軸心211的位置。而該近似圓92可利用影像處理技術中的最佳圓(best circle)方法來取得，然而不限於此方法，也可利用該圓心93 與所述影像資料8中的影像中心點83間的距離的偏差值最小的方式來計算。進行步驟77 該近似圓92的一個近似圓半徑94的長度也就是該待測杆材2的偏心距離，並將其顯示在該顯示模塊63上。進一步說明的是，因為所述滾筒43夾持該桿身21，並滾動地帶動該待測杆材2，使其繞該桿身21的杆軸心211旋轉，此時該螺頭22也同步地繞該杆軸心211旋轉。在該螺頭22的工作槽M位置偏移時，也就是該端面23的中心點231與該杆軸心211未位於同一條線上的情況下，該端面23的中心會以該杆軸心211為圓心93，並沿圓形路徑移動，而該端面23中心點231與該杆軸心211的距離，也就是偏心距離，也就是該端面23的中心點231 的路徑的半徑。因此本發明是在該待測杆材2旋轉的過程中，用數字影像的方式紀錄多個端面23 中心的位置，並利用數字影像處理技術，計算出該近似圓92的半徑，而所述近似圓92也就是近似該端面23的中心點231的移動路徑。值得一提的是，在執行本發明時，可先調整所述影像資料8的比例，使其與實際尺寸相等，或先取得影像資料8與實際尺寸落差的比例，再進一步換算為實際長度。此外，通常螺頭22上會標示一個定位記號(圖未示)，以在成型該工作槽M時作為定位的基準，因此在利用該偏心距離進行校正時，可利用其中一筆影像資料8，並以該定位記號為基準計算出該偏心距離在兩個相垂直方向上的分量，達到精確掌握偏移的方向， 並用以校正的目的。而本發明除了可用來測量該待測杆材2的工作槽對的偏心距離，還可以計算出該螺頭22的中心點(圖未示)的座標號，用以量測該螺頭22的偏心距離，因此確實可更有效率地提高杆材成型的精準度。此外，本發明也可應用在如釘子或軸杆等杆材上，並利用其端面23的幾何中心來計算偏心距離，而在此情況下的端面23也就是該杆材的截面。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1.一種杆材偏心距離量測方法，是利用一個杆材偏心距離量測裝置來量測一個待測杆材的偏心距離，該杆材偏心距離量測裝置包含一個滾動單元、一個包括一個鏡頭的影像擷取單元，及一個包括一個顯示模塊的影像處理單元，該待測杆材包含一個包括一個杆軸心的桿身，及一個位於該桿身的一端的端面，該偏心距離為該桿身的杆軸心與該端面的一個中心點間的距離，該杆材偏心距離量測方法的特徵在於該杆材偏心距離量測方法包含以下步驟(A)使該待測杆材的桿身置放在該滾動單元上，並使該待測杆材繞該桿身的杆軸心旋轉；(B)利用該影像擷取單元接續地擷取數筆影像資料，每一筆影像資料都包括一個對應於該端面的端面影像；(C)將所述影像資料傳送給該影像處理單元；(D)該影像處理單元計算出一個近似圓，該近似圓的圓心等效於該杆軸心的位置；以及(E)將該近似圓的一個近似圓半徑的長度顯示在該影像處理單元的顯示模塊上，該近似圓半徑的長度即為該待測杆材的偏心距離。
2.根據權利要求1所述的杆材偏心距離量測方法，其特徵在於在步驟(A)中，該待測杆材的端面是位於該影像擷取單元的鏡頭與該滾動單元間，在步驟(B)中，該鏡頭是與該桿身平行地朝向該端面。
3.根據權利要求1所述的杆材偏心距離量測方法，其特徵在於在步驟(D)中，該影像處理單元是在所述影像資料中設定一個座標，並對應該座標計算在每一筆影像資料中對應於該端面的一個端面影像的一個影像中心點的座標號。
4.一種杆材偏心距離量測裝置，用來量測一個待測杆材的偏心距離，該待測杆材包含一個包括一個杆軸心的桿身，及一個位於該桿身的一端的端面，該偏心距離為該桿身的杆軸心與該端面的一個中心點間的距離，該杆材偏心距離量測裝置的特徵在於該杆材偏心距離量測裝置包含一個滾動單元，可供該桿身裝設並帶動該桿身繞該杆軸心旋轉； 一個影像擷取單元，與該滾動單元相間隔地裝設在該滾動單元的一側，並可接續地擷取數筆影像資料；以及一個影像處理單元，與該影像擷取單元電連接，並包括一個可利用所述影像資料計算出該待測杆材的偏心距離的運算模塊，及一個與該運算模塊電連接並可顯示該偏心距離的顯示模塊。
5.根據權利要求4所述的杆材偏心距離量測裝置，其特徵在於該滾動單元具有兩個間隔設置且可滾動的滾筒，該影像擷取單元包括一個朝向該待測杆材的端面的鏡頭、一個裝設在該鏡頭周圍且可發光的光源，及一個可將光轉換為電信號的感光件。
全文摘要
本發明是有關於一種杆材偏心距離量測方法及杆材偏心距離量測裝置。該杆材偏心距離量測方法，可利用一個滾動單元、一個影像擷取單元及一個影像處理單元來量測一個待測杆材的偏心距離，本發明的杆材偏心距離量測方法，包含以下步驟使該待測杆材的桿身置放在該滾動單元上，並使該待測杆材繞該桿身的一個杆軸心旋轉。接著利用該影像擷取單元接續地擷取數筆影像資料，並將所述影像資料傳送給該影像處理單元。該影像處理單元計算出一個近似圓，並且該近似圓的圓心等效於該杆軸心的位置。最後，將該近似圓的一個近似圓半徑的長度，顯示在該影像處理單元的一個顯示模塊上，該近似圓半徑的長度即為該待測杆材的偏心距離。
文檔編號G01B11/27GK102455170SQ20101051721
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月15日 優先權日2010年10月15日
發明者林暉凱, 黃煒展 申請人:三星科技股份有限公司