一種pcb微型銑刀參數檢測方法
2023-09-14 02:45:40 2
一種pcb微型銑刀參數檢測方法
【專利摘要】本發明公開一種PCB微型銑刀參數檢測方法，其步驟是：第一步，將待檢測微型銑刀旋轉一周，在微型銑刀旋轉的同時，採用CMOS相機採集圖像；第二步，通過圖像處理軟體將所採集的圖像拼接，最終得到一幅待檢測微型銑刀圓周表面的展開圖；第三步，在得到的展開圖中就能很方便地得到微型銑刀的各個參數。本發明在微型銑刀檢測中，使用類似於線掃描技術和圖像拼接技術，通過專用的圖像處理軟體，進行優化測量算法和調節光源，得到一個質量很高的拼接圖片，然後對該拼接圖片進行處理和解析，最終可以得到高精度的各種參數數據，確實實現全面檢測微型銑刀參數。
【專利說明】—種PCB微型銑刀參數檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種PCB微型銑刀參數檢測方法。
【背景技術】
[0002]為了企業的發展需要，本發明人大力發展PCB微型銑刀生產業務，產量得到了很大的提高，但是，在PCB銑刀的檢測過程中，因為它的類型和品種非常多，在尋找其特徵上存在很多困難，所以，在檢測方面就成為了提高產量的瓶頸。
[0003]當前，微型銑刀的檢測方法主要是人工採用卡尺測量，或利用人的肉眼通過顯微鏡觀察微型銑刀的加工表面，得到各個測量參數，但是這個方法效率極為低下，而且精度也不高；即使採用外購基恩士或者鐳射等專用銑刀檢測設備，也只能檢測僅有的刃徑和全長等幾個參數，無法獲取在三維立體空間中的參數。目前市面上還沒有能夠全面檢測微型銑刀參數的設備。
[0004]為了提高微型銑刀的檢測效率，本發明人專門研發一種高效的微型銑刀參數檢測方法，本案由此產生。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提供一種PCB微型銑刀參數檢測方法，以全面檢測微型銑刀參數。
[0006]為了實現上述目的，本發明的技術方案如下:
一種PCB微型銑刀參數檢測方法，其步驟是:
第一步，將待檢測微型銑刀旋轉一周，在微型銑刀旋轉的同時，採用CMOS相機採集圖
像；
第二步，通過圖像處理軟體將所採集的圖像拼接，最終得到一幅待檢測微型銑刀圓周表面的展開圖；
第三步，在得到的展開圖中就能很方便地得到微型銑刀的各個參數。
[0007]所述第一步之前，先將待檢測微型銑刀裝在檢測機構上，檢測機構包括機臺、V塊、壓輪、背面相機、背面光源、正面相機、正面光源和旋轉工作頭，待檢測微型銑刀的上段藉助壓輪的壓緊貼合在V塊的V型槽中，待檢測微型銑刀的下端固定在旋轉工作頭上而由旋轉工作頭帶動以V型槽為基準旋轉，背面相機和背面光源配合併正對待檢測微型銑刀，正面相機和正面光源配合併正對待檢測微型銑刀。
[0008]所述檢測機構旋轉工作頭，由控制電路、編碼器、聯軸器、雙軸步進電機、剛性轉軸、彈性夾頭組件和夾頭控制板配合壓輪組成，壓輪正對V塊安裝在機臺上，壓輪和V塊之間留有容納待檢測微型銑刀的間隙，夾頭控制板位於此間隙下方，彈性夾頭組件插置在夾頭控制板的鬆緊孔中，彈性夾頭組件中心正對此間隙具有插孔，彈性夾頭組件下方通過夾套連接在第一聯軸器的一端上，第一聯軸器的另一端通過剛性轉軸與第二聯軸器的一端連接，第二聯軸器的另一端和第三聯軸器的一端分別連接在雙軸步進電機的兩個輸出軸上，編碼器連接在第三聯軸器的另一端上，編碼器和雙軸步進電機與控制電路連接，控制電路根據編碼器反饋的信號控制雙軸步進電機工作。
[0009]所述第一聯軸器採用軸向零間隙聯軸器，第二聯軸器採用薄片式彈性聯軸器，第三聯軸器採用十字型聯軸器。
[0010]所述彈性夾頭組件由夾頭、螺紋頂杆、套筒、夾頭殼、夾頭蓋、內錐套、滾珠襯套、彈性擋圈、平墊圈、小壓簧和大壓簧組成，夾頭的中心形成插孔，螺紋頂杆插在插孔的下段，夾頭的下端固定用於連接第一聯軸器的夾套，夾頭的上端插置在夾頭殼的頂部通孔中，夾頭殼的底部藉助彈性擋圈固定有夾頭蓋，夾頭的上端還套在滾珠襯套和小壓簧中，小壓簧的兩端抵在滾珠襯套的下端和夾頭蓋上，滾珠襯套的上端抵在夾頭殼頂部通孔的孔緣上，內錐套則套在滾珠襯套和小壓簧外，內錐套的兩端抵在夾頭殼頂部通孔的孔緣和夾頭蓋上，彈性擋圈的下方設置平墊圈，套筒套在夾頭的中段上，大壓簧套在套筒外且兩端抵在平墊圈和夾套上。
[0011]所述插孔呈上小下大狀，螺紋頂杆則呈上細下粗狀。
[0012]所述第一步中,採用CMOS相機採集100幅圖像,所述第二步中,通過圖像處理軟體將所採集的100幅圖像拼接，最終得到一幅待檢測微型銑刀圓周表面的展開圖。
[0013]採用上述方案後，本發明在微型銑刀檢測中，使用類似於線掃描技術和圖像拼接技術，通過專用的圖像處理軟體，進行優化測量算法和調節光源，得到一個質量很高的拼接圖片，然後對該拼接圖片進行處理和解析，最終可以得到高精度的各種參數數據，確實實現全面檢測微型銑刀參數。
[0014]以下結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明拍攝得到的拼接前原始圖片；
圖2是本發明拍攝得到的拼接前原始圖片被拉長以後；
圖3是本發明得到有效刃長參數的示意圖；
圖4是本發明得到齒形參數的示意圖；
圖5是本發明得到右旋數個數參數的示意圖；
圖6是本發明得到右旋角參數的示意圖；
圖7是本發明得到齒寬(部分)參數的示意圖；
圖8是本發明得到右旋溝寬(部分)參數的示意圖；
圖9是本發明得到左旋角參數的示意圖；
圖10是本發明得到重疊參數的示意圖；
圖11是本發明背光處理得到外徑、迴旋外徑、全長測量參數的示意圖；
圖12是本發明使用的檢測機構立體示意圖；
圖13是本發明使用的檢測機構側視圖；
圖14是本發明使用的檢測機構旋轉工作頭主要結構示意圖。
[0016]標號說明
編碼器I雙軸步進電機2 第一聯軸器21
第二聯軸器22 第三聯軸器23 剛性轉軸3彈性夾頭組件4夾套40插孔41
夾頭42套筒43夾頭殼44
夾頭蓋441彈性擋圈442平墊圈443
頂部通孔444內錐套45滾珠襯套46
小壓簧47大壓簧48螺紋頂杆49
夾頭控制板5壓輪6V塊7
待檢測微型銑刀8 機臺9旋轉工作頭90
背面相機91背面光源92正面相機93 正面光源94。
【具體實施方式】
[0017]本發明揭示的一種PCB微型銑刀參數檢測方法如下所述。
[0018]第一步，先將待檢測微型銑刀旋轉一周，在微型銑刀旋轉的同時，採用CMOS相機採集圖像，如圖1所示。
[0019]為了儘量保證旋轉的角位移均勻，本發明先將待檢測微型銑刀8裝在檢測機構上,如圖12至圖14所示，檢測機構包括機臺9、V塊7、壓輪6、背面相機91、背面光源92、正面相機93、正面光源94和旋轉工作頭90，待檢測微型銑刀8的上段藉助壓輪6的壓緊貼合在V塊成7的V型槽中，待檢測微型銑刀8的下端固定在旋轉工作頭90上，待檢測微型銑刀8由旋轉工作頭90帶動以V塊7的V型槽為基準旋轉，背面相機91和背面光源92配合併正對待檢測微型銑刀8進行背面圖像採集，正面相機93和正面光源94配合併正對待檢測微型銑刀9進行正面圖像採集。
[0020]旋轉工作頭90的作用是帶動待檢測微型銑刀8以V塊7的V型槽為基準旋轉，其具體結構不受本文限制。本文中較佳實施例的旋轉工作頭，由控制電路(常見構件，圖中未標出)、編碼器1、聯軸器、雙軸步進電機2、剛性轉軸3、彈性夾頭組件4和夾頭控制板5配合壓輪6組成。
[0021]壓輪6正對V塊7安裝在機臺9上。壓輪6和V塊7之間留有容納待檢測微型銑刀8的間隙。此實施例採用平推式壓輪。
[0022]夾頭控制板5位於容納待檢測微型銑刀8的間隙下方。此實施例夾頭控制板5採用雙聯氣缸控制。
[0023]彈性夾頭組件4下方通過聯軸器2與步進電機3的輸出軸聯接。
[0024]彈性夾頭組件4插置在夾頭控制板5的鬆緊孔中。彈性夾頭組件4中心正對容納待檢測微型銑刀8的間隙具有插孔41。彈性夾頭組件4下方通過夾套40連接在第一聯軸器21的一端上。彈性夾頭組件4是依靠彈力將待檢測微型銑刀夾緊的構件，其具體結構有很多種，配合圖2所示，此實施例是:彈性夾頭組件4由夾頭42、螺紋頂杆49、套筒43、夾頭殼44、夾頭蓋441、內錐套45、滾珠襯套46、彈性擋圈442、平墊圈443、小壓簧47和大壓簧48組成，夾頭42的中心形成插孔41，螺紋頂杆49插在插孔41的下段，夾頭42的下端固定夾套40用於連接第一聯軸器21，夾頭42的上端插置在夾頭殼44的頂部通孔444中，夾頭殼44的底部藉助彈性擋圈442固定有夾頭蓋441，夾頭42的上端還套在滾珠襯套46和小壓簧47中，小壓簧47的兩端抵在滾珠襯套46的下端和夾頭蓋441上，滾珠襯套46的上端抵在夾頭殼44頂部通孔444的孔緣上，內錐套45則套在滾珠襯套46和小壓簧47外，內錐套45的兩端抵在頂部通孔444的孔緣和夾頭蓋441上，彈性擋圈442的下方設置平墊圈443，套筒43套在夾頭42的中段上，大壓簧48套在套筒43外且兩端抵在平墊圈443和夾套40上。為了達到更好的夾持效果，此實施例中，插孔41呈上小下大狀，螺紋頂杆49則呈上細下粗狀，具體地說:夾頭42為三瓣式夾頭，當夾頭控制板5向下壓夾頭殼44時，大壓簧48被壓縮，三瓣式夾頭42張開，此時插孔41呈上大下小狀，待檢測微型銑刀8可自由取放；當夾頭控制板5向上復位時，大壓簧48回復，三瓣式夾頭42夾緊，此時插孔41呈上小下大狀，待檢測微型銑刀8被夾緊。
[0025]第一聯軸器21的另一端通過轉軸剛性3與第二聯軸器22的一端連接，第二聯軸器22的另一端和第三聯軸器23的一端分別連接在雙軸步進電機2的兩個輸出軸上。各聯軸器提供運動構件之間柔性聯接。此實施例第一聯軸器21採用軸向零間隙聯軸器，第二聯軸器22採用薄片式彈性聯軸器，第三聯軸器23採用十字型聯軸器。
[0026]編碼器I連接在第三聯軸器23的另一端上，編碼器I可以反饋旋轉角度。編碼器I和雙軸步進電機2與控制電路連接，控制電路根據編碼器I反饋的信號控制雙軸步進電機2工作。
[0027]本發明運用銑刀檢測時，藉助編碼器1、聯軸器和雙軸步進電機2帶動彈性夾頭組件4上的待檢測微型銑刀8高精度旋轉，徑向跳動與軸向跳動在0.002mm以內，實現自動檢測，提升檢測效果。另外，彈性夾頭組件4獨立設置，通過夾套40可以方便地拆卸，便於維修、更換。
[0028]第二步，再通過圖像處理軟體將所採集的圖像處理(如圖2所示)，拼接，最終得到一幅待檢測微型糹先刀圓周表面的展開圖，如圖3所不。
[0029]具體可以將微型銑刀旋轉一周，每次只採集20個像素寬度上的細長圖片，採集100幅圖像，再將100張的20個像素寬度的圖片進行拼接，最終處理所用圖像由該100幅圖像拼接而成。
[0030]首先根據所輸入外徑標稱值計算幅小圖像的行數:Num =外徑*PI/ps/n，其中，ps為每個像素所對應的大小，η即每周所採集圖像，PI為圓周率，在此，ps為5.78 μ m (每個像素實際大小)，η為100，外徑單位為μπι ;工作中，所採集圖像大小為3840ps*20 ps，即20行(如圖3所示外圍矩形100)，對於每張採集到的圖像，根據上述所求的行數Num從20行中截取圖像(如圖3所示內部矩形101)，並拼接。
[0031 ] 第三步，在得到的展開圖中就能很方便地得到微型銑刀的各個參數。
[0032]具體視覺處理過程如下述。
[0033]正面圖像:圖1所示為正面相機所採集銑刀圖像，根據銑刀標稱外徑計算拼接所需的圖像行數，如圖2所示小矩形區域，並截取。共採集100幅圖像完成正面圖像的拼接，結果如圖3所示。
[0034]完成圖像拼接後，根據如下順序依次求得銑刀待測參數:右旋角、有效刃長、右旋數、魚尾角、右旋溝深、齒寬、左旋角、重疊；其中，右旋角即圖3所示右旋線與X軸的夾角；有效刃長即銑刀刃部最小齒溝的前腳(靠近銑刀尾部的齒溝腳)到魚尾尖的距離，即圖4中所示的銑刀魚尾尖邊界到圖5所示銑刀最小刃前腳邊界的距離；右旋數即銑刀右旋的個數，由圖6所示區域個數得到；魚尾角即銑刀魚尾尖部分兩條切溝所成的角，由圖7所式切溝的輪廓線，將下方的輪廓線沿X軸向上翻轉，所得的輪廓線與上方的輪廓線之間所稱的鈍角即魚尾角；圖8所示齒溝的最小外接矩形垂直右旋線方向的邊長即右旋溝深；圖9所示區域即銑刀刃部，該區域沿右旋方向的大小即齒寬；圖10所示由齒溝中心連線所得直線與X軸方向夾角即左旋角；圖11所示標識區域為齒溝的前腳和後腳，它們是分別位於上下兩條右旋區域，且距離最近的兩個齒溝的後腳與前腳，這兩個腳沿X軸的距離即銑刀的重疊。
[0035]背面圖像:銑刀旋轉一周，由背面相機採集多幅圖像，如圖12所示，在該圖中依次測量銑刀的全長、實際外徑、最大迴旋外徑。圖中的矩形框即銑刀的最小外接矩形，其右邊界結合機械安裝及標定即可得銑刀全長；矩形的高度即銑刀的實際外徑，銑刀旋轉一周中，所得該值的最大值作為實際外徑的最終值；在旋轉一周中，所得的矩形上邊界行坐標最小值和下邊界行坐標最大值之差即銑刀的最大迴旋外徑。
[0036]以上僅為本發明的一個較佳實施例，並非對本發明的保護範圍的限定。凡依本案的設計思路所做的等同變化，均落入本案的保護範圍。
【權利要求】
1.一種PCB微型銑刀參數檢測方法，其特徵在於步驟是: 第一步，將待檢測微型銑刀旋轉一周，在微型銑刀旋轉的同時，採用CMOS相機採集圖像； 第二步，通過圖像處理軟體將所採集的圖像拼接，最終得到一幅待檢測微型銑刀圓周表面的展開圖； 第三步，在得到的展開圖中得到微型銑刀的各個參數。
2.如權利要求1的一種PCB微型銑刀參數檢測方法，其特徵在於:所述第一步之前，先將待檢測微型銑刀裝在檢測機構上，檢測機構包括機臺、V塊、壓輪、背面相機、背面光源、正面相機、正面光源和旋轉工作頭，待檢測微型銑刀的上段藉助壓輪的壓緊貼合在V塊的V型槽中，待檢測微型銑刀的下端固定在旋轉工作頭上而由旋轉工作頭帶動以V型槽為基準旋轉，背面相機和背面光源配合併正對待檢測微型銑刀，正面相機和正面光源配合併正對待檢測微型銑刀。
3.如權利要求2的一種PCB微型銑刀參數檢測方法，其特徵在於:所述檢測機構旋轉工作頭，由控制電路、編碼器、聯軸器、雙軸步進電機、剛性轉軸、彈性夾頭組件和夾頭控制板配合壓輪組成，壓輪正對V塊安裝在機臺上，壓輪和V塊之間留有容納待檢測微型銑刀的間隙，夾頭控制板位於此間隙下方，彈性夾頭組件插置在夾頭控制板的鬆緊孔中，彈性夾頭組件中心正對此間隙具有插孔，彈性夾頭組件下方通過夾套連接在第一聯軸器的一端上，第一聯軸器的另一端通過剛性轉軸與第二聯軸器的一端連接，第二聯軸器的另一端和第三聯軸器的一端分別連接在雙軸步進電機的兩個輸出軸上，編碼器連接在第三聯軸器的另一端上，編碼器和雙軸步進電機與控制電路連接，控制電路根據編碼器反饋的信號控制雙軸步進電機工作。
4.如權利要求3的一種PCB微型銑刀參數檢測方法，其特徵在於:所述第一聯軸器採用軸向零間隙聯軸器，第二聯軸器採用薄片式彈性聯軸器，第三聯軸器採用十字型聯軸器。
5.如權利要求4的一種PCB微型銑刀參數檢測方法，其特徵在於:所述彈性夾頭組件由夾頭、螺紋頂杆、套筒、夾頭殼、夾頭蓋、內錐套、滾珠襯套、彈性擋圈、平墊圈、小壓簧和大壓簧組成，夾頭的中心形成插孔，螺紋頂杆插在插孔的下段，夾頭的下端固定用於連接第一聯軸器的夾套，夾頭的上端插置在夾頭殼的頂部通孔中，夾頭殼的底部藉助彈性擋圈固定有夾頭蓋，夾頭的上端還套在滾珠襯套和小壓簧中，小壓簧的兩端抵在滾珠襯套的下端和夾頭蓋上，滾珠襯套的上端抵在夾頭殼頂部通孔的孔緣上，內錐套則套在滾珠襯套和小壓簧外，內錐套的兩端抵在夾頭殼頂部通孔的孔緣和夾頭蓋上，彈性擋圈的下方設置平墊圈，套筒套在夾頭的中段上，大壓簧套在套筒外且兩端抵在平墊圈和夾套上。
6.如權利要求3的一種PCB微型銑刀參數檢測方法，其特徵在於:所述插孔呈上小下大狀，螺紋頂杆則呈上細下粗狀。
7.如權利要求3的一種PCB微型銑刀參數檢測方法，其特徵在於:所述第一步中，採用CMOS相機採集100幅圖像，所述第二步中，通過圖像處理軟體將所採集的100幅圖像拼接，最終得到一幅待檢測微型銑刀圓周表面的展開圖。
【文檔編號】G01B11/02GK103575212SQ201210281614
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月9日 優先權日:2012年8月9日
【發明者】吳衝滸, 凌秉達, 張建城 申請人:廈門鎢業股份有限公司