专利名称：一种影像式试验筛自动校准仪的制作方法
技术领域：
本发明为一种使用光学影像方式进行试验筛校准的全自动仪器，能高效地对试验筛进行校准。对于每个试验筛，除了可以按照现行校准规范进行抽样式校准外，还可采用全 检的方式对所有筛孔进行校准。
背景技术：
目前的试验筛校准通常采用万能工具显微镜等设备，以手工操作方式完成。一个 试验筛有大量的筛孔需要校准，依赖手工操作的方式，工作量繁重、效率低下、校准数据客 观性差，给各地计量部门带来了很大困难。由于现有测量手段的限制，((JJFl 175-2007试验筛校准规范》只能规定对部分筛孔 进行抽样式校准，得到的校准数据只能有定的代表性，不能全面反映被检试验筛的真实情 况。在进年来的文献中，陆续出现过有关试验筛自动校准的报道，基本只对图像处理 技术、筛孔和丝径测量、光电系统进行了研究，对于整体系统没有介绍。到目前为止还没有 过真正实用的试验筛自动校准仪器出现。
发明内容
本发明介绍了一种影像式试验筛自动校准仪，它以三轴CNC自动移动工作台[1] 为主体，配备显微镜[2]、CCD、照明系统[3]、电气控制卡[4]和个人计算机[5]。三轴CNC自动移动工作台[1]分为XY移动平台和Z轴，XY移动平台用于承载被 校准试验筛[6]，显微镜固定于Z轴上，Z轴的运动可以控制显微镜的聚焦清晰度。XYZ三 个轴均由直线导轨、丝杠和直流伺服控制系统组成，可以获得非常高的定位精度。三轴工作 台可在计算机的控制下，由电气控制卡[4]的驱动，实现程序控制，满足自动校准的需要。个人计算机[5]配备图像采集卡，接收由显微镜[2]和CCD所构成光学成像系统 捕获的试验筛图像数据；个人计算机[5]包括试验筛校准�？椋匝樯感Ｗ寄？橛址治� 孔提取�？楹蜕缚姿阉髂？�。筛孔提取�？槔猛枷翊砑际酰曰袢〉氖匝樯竿枷袷萁写恚崛〕錾� 孔四边形，并由此分析计算出试验筛的筛孔尺寸和丝径。筛孔搜索�？橐陨缚滋崛∧？橐丫玫降乃猩缚姿谋咝问菸谰荩刂迫� 移动工作台[1]移动到下一个筛孔位置，为筛孔提取模块提供初始提取位置；两个�？榻� 替工作，直到完成指定数量筛孔的校准。根据校准需要，个人计算机[5]通过向电气控制卡发送命令来移动XYZ三轴移动 工作台[1]，使得试验筛上待测区域移动到显微镜的可视区域内；照明系统[3]保证光学成 像系统获取到高质量的试验筛图像数据。本发明具有如下优点(1)自动化程度高，校准数据客观；
(2)完全符合现有的校准规范，并可做扩展校准；
图1是本发明的整体结构示意图。图2是本发明的试验筛校准模块的经向校准流程示意图。
具体实施例方式筛孔提取�？椴捎檬滞枷翊砑际酰愿鋈思扑慊型枷癫杉ɑ袢〉纳缚淄� 像进行处理，包括滤波、边缘检测等，然后对检测出的边缘进行拟合，得到筛孔四边形，由此 计算出筛孔的经向或纬向尺寸①首先使用高斯滤波器对采集的图像数据进行滤波；②采用Sobel算子进行边缘检测；③使用最小二乘法拟合四边形，提取出筛孔四边形；④以筛孔四边形的上下两边中点间距离作为筛孔的纬向尺寸；⑤以筛孔四边形的左右两边中点间距离作为筛孔的经向尺寸；在得到一个筛孔四边形后，筛孔搜索�？橐砸丫玫降纳缚资菸谰荩阉飨� 一个筛孔，如有必要会控制三轴移动工作台运动，以获取一个完整的筛孔。如此持续进行， 直到得到了所需个数的筛孔数据。在纬向校准筛孔时①筛孔搜索�？槎砸丫扑愕玫降乃猩缚姿谋咝紊媳咴岛拖卤咴档姆较蚪� 统计，以平均方向作为搜索方向；②筛孔搜索�？槎砸丫扑愕玫降乃猩缚姿谋咝紊媳咴岛拖卤咴档某ざ冉� 统计，以平均值作为平均筛孔纬向尺寸；③筛孔搜索�？榭刂迫嵋贫ぷ魈ǔ阉鞣较蛞贫骄缚孜诚虺叽绲木嗬耄� 以此位置作为筛孔提取�？榈某跏继崛∥恢茫辉诰蛐Ｗ忌缚资雹偕缚姿阉髂？槎砸丫扑愕玫降乃猩缚姿谋咝巫蟊咴岛陀冶咴档姆较蚪� 统计，以平均方向作为搜索方向；②筛孔搜索�？槎砸丫扑愕玫降乃猩缚姿谋咝巫蟊咴岛陀冶咴档某ざ冉� 统计，以平均值作为平均筛孔经向尺寸；③筛孔搜索�？榭刂迫嵋贫ぷ魈ǔ阉鞣较蛞贫骄缚拙虺叽绲木嗬耄� 以此位置作为筛孔提取�？榈某跏继崛∥恢茫蛔远匝樯感Ｗ寄？樾枰僮髡哐《ㄊ匝樯感Ｗ嫉钠鹗嘉恢茫？樽远凑招Ｗ脊娣兜囊螅悦扛鲂Ｗ嘉恢梦鹗嫉悖嵯蛏�10个筛孔，并记录10个丝径；再纵向扫描 10个筛孔，并记录10个丝径；以此数据为基础统计出校准规范要求的网孔最大尺寸偏差、 网孔平均尺寸偏差、平均丝径等数据。校准流程控制①操作者指定两个校准起始位置；②筛孔提取模块自动在一个测量起始位置提取出一个筛孔；
③筛孔搜索�？榭刂迫峁ぷ魈ㄑ鼐蜃远贫较乱桓錾缚孜恢茫崛〕鲂碌� 筛孔；④重复步骤③，完成经向筛孔的测量；⑤按照步骤③和④的方式，完成纬向筛孔的测量；⑥试验筛校准�？樽远拥诙霾饬科鹗嘉恢每迹凑詹街琚� ⑤的顺序完成测量；⑦根据测量的所有筛孔数据，统计出校准报告所需数据；试验筛校准�？椴痪窒抻谛Ｗ脊娣兑蟮男Ｗ挤绞剑箍梢圆捎萌旃ぷ髂Ｊ剑� 对试验筛内部全部筛孔完全扫描，测量出所有筛孔的经向和纬向尺寸、所有筛孔周围丝径 的尺寸。
权利要求
一种全自动影像式试验筛校准仪，由三轴移动工作台[1]、显微镜[2]、CCD、照明系统[3]、电气控制卡[4]、个人计算机[5]组成，其特征在于所述三轴移动工作台[1]的每个轴由直线导轨、丝杠和直流伺服控制系统组成；所述的个人计算机[5]具有全自动试验筛校准�？�。
2.如权利要求1所述的全自动影像式试验筛校准仪，所述全自动试验筛校准�？榘� 筛孔提取�？楹蜕缚姿阉髂？椋簧缚滋崛∧？樽远崛〕龅鼻巴枷袂虻纳缚姿谋咝危� 算筛孔数据；蹄孔搜索�？橐陨缚滋崛∧？橐丫玫降乃猩缚姿谋咝问菸谰荩刂� 三轴移动工作台[1]移动到下一个筛孔的位置，为筛孔提取�？樘峁┏跏继崛∥恢茫涣礁� �？榻惶婀ぷ鳎钡酵瓿芍付ㄊ可缚椎男Ｗ肌�
3.如权利要求2所述的全自动影像式试验筛校准仪，所述筛孔提取�？榘ㄊ褂酶� 斯滤波器对采集的筛孔图像数据进行滤波；采用Sobel算子进行边缘检测；使用最小二乘 法拟合四边形，提取出筛孔四边形；以筛孔四边形的上下两边中点间距离作为筛孔的纬向 尺寸；以筛孔四边形的左右两边中点间距离作为筛孔的经向尺寸。
4.如权利要求2所述的全自动影像式试验筛校准仪，所述筛孔搜索�？樵谖诚蛐Ｗ忌� 孔时，对已经计算得到的所有筛孔四边形上边缘和下边缘的方向进行统计，以平均方向作 为搜索方向；对已经计算得到的所有筛孔四边形上边缘和下边缘的长度进行统计，以平均 值作为平均筛孔纬向尺寸；筛孔搜索模块控制三轴移动工作台朝搜索方向移动平均筛孔纬 向尺寸的距离，以此位置作为筛孔提取�？榈某跏继崛∥恢�。
5.如权利要求2所述的全自动影像式试验筛校准仪，所述筛孔搜索�？樵诰蛐Ｗ忌� 孔时，对已经计算得到的所有筛孔四边形左边缘和右边缘的方向进行统计，以平均方向作 为搜索方向；对已经计算得到的所有筛孔四边形左边缘和右边缘的长度进行统计，以平均 值作为平均筛孔经向尺寸；筛孔搜索�？榭刂迫嵋贫ぷ魈ǔ阉鞣较蛞贫骄缚孜� 向尺寸的距离，以此位置作为筛孔提取�？榈某跏继崛∥恢�。
全文摘要
本发明介绍了一种全自动影像式试验筛校准仪，它以三轴CNC自动移动工作台为主体，配备显微镜、CCD、照明系统、电气控制卡和个人计算机。三轴工作台可在计算机的控制下，由电气控制卡的驱动，实现程序控制。个人计算机配备图像采集卡，接收由显微镜和CCD所构成光学成像系统捕获的试验筛图像数据；个人计算机包括试验筛校准�？椋缮缚滋崛∧？楹蜕缚姿阉髂？樽槌�。筛孔提取�？槔猛枷翊砑际酰崛〕錾缚姿谋咝危治黾扑闶匝樯傅纳缚壮叽绾退烤�。筛孔搜索�？橐砸丫玫降乃猩缚姿谋咝问菸谰荩刂迫嵋贫ぷ魈ㄒ贫较乱桓錾缚孜恢茫缚滋崛∧？樘峁┏跏继崛∥恢茫涣礁瞿？榻惶婀ぷ鳎钡酵瓿芍付ㄊ可缚椎男Ｗ�。
文档编号G01B11/00GK101839691SQ201010158350
公开日2010年9月22日 申请日期2010年4月28日 优先权日2010年4月28日
发明者徐一华, 杨聪 申请人:苏州天准精密技术有限公司
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