一种自动对焦指示表全自动检定仪的制作方法

1.本发明涉及指示表检定技术领域，具体为一种自动对焦指示表全自动检定仪。


背景技术：

2.指示表(包括指针式百分表、数显式百分表、指针式千分表、数显式千分表、内径百分表、指针式大量程百分表，数显式大量程百分表、杠杆表等)是机械加工和测量中非常常用的直线位移计量器具，广泛应用于工业计量的各个领域。指示表检定仪是计量检定指示表的专用仪器；目前国内大量使用的指示表检定仪有纯机械、光栅半自动、光栅数控、光栅全自动四大类，这些不同种类的检定装置，分别有各自的特点和不足。
3.因被检指示表的表盘尺寸很多，必须使用变焦镜头，通过调节镜头的焦距、光圈大小和ccd相机与被检指示表的距离，满足机器视觉自动识别表盘信息的成像要求；但是，检定员往往没有专业的摄影经验，检定指示表时，需要根据表盘手动调节镜头的焦距、光圈等，这种调节的效果和熟练度因检定员文化水平和经验不同而差异很大，大大降低了光栅全自动检定仪的效果；在调整焦距、光圈的同时，还存在拍摄指示表表盘光线不理想的问题；为达到理想的拍摄效果，需要人工调节光源的遮光板，具体打光效果也因人而异；开始检定前，检定员必须手动调整被检指示表指针对准零位，准备时间较长，存在人为的对零误差，所以这里设计了一种自动对焦指示表全自动检定仪及定位方法，以便于解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种自动对焦指示表全自动检定仪，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自动对焦指示表全自动检定仪，包括基座，所述基座的一端固定连接有检定仪测控箱，所述检定仪测控箱的内部一端固定连接有电机支架，所述电机支架的一侧设置有滑块，所述检定仪测控箱的外部一侧设置有指示表，所述基座的一侧固定连接有横轴调节支架，所述横轴调节支架的一侧指示表的上方设置有自动对焦数字相机。
6.在进一步的实施例中，所述电机支架的内部中间固定连接有步进电机，所述步进电机的输出端固定连接有传动轴，所述传动轴的另一端基座上固定连接有直线导轨，所述直线导轨上滑动连接有滑块，所述滑块的另一端固定连接有测头，所述测头的另一端贯穿检定仪测控箱一端侧壁，通过步进电机运转便于后续调节检定。
7.在进一步的实施例中，所述滑块的内部中间设置有传动丝杆和轴套，所述滑块与传动丝杆螺纹连接，所述传动轴的另一端与传动丝杆的一端固定连接，所述滑块的顶部固定连接有光栅尺，所述光栅尺的顶部固定连接有光栅读数头固定支架，所述光栅读数头固定支架的内部中间固定连接有光栅读数头，通过光栅尺便于采集信号，便于精准调节滑块的移动距离。
8.在进一步的实施例中，所述基座上检定仪测控箱的一端固定连接有滑轨，所述滑
轨上固定连接有指示表夹具，所述指示表夹具的一侧安装有指示表，所述测头的另一端与指示表一端测杆贯穿指示表夹具的一端对应且匹配，通过与指示表一端测杆对应匹配的测头，便于后续进行调节检定。
9.在进一步的实施例中，所述横轴调节支架的一端一侧固定连接有竖轴调节支架，所述竖轴调节支架的一侧中间设置有纵轴微调，所述自动对焦数字相机固定连接在纵轴微调的一侧，所述自动对焦数字相机的底部固定连接有漫反射无影光源，通过自动对焦数字相机便于进行精准检定。
10.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
11.1.全自动检定各种指示表(包括指针式百分表、数显式百分表、指针式千分表、数显式千分表、内径百分表、指针式大量程百分表，数显式大量程百分表、杠杆表等)；
12.2.检定过程全程自动化，不需要人工参与，检定速度快，检定效率高是半自动型的10倍，数控型的5倍以上，因使用自动对焦、专业设计的光源及自动对零技术，检定效率是其他全自动指示表检定仪的3倍以上；
13.3.软件通过算法自动获取的焦距和光线亮度等成象参数比人工调焦、调节光圈和光源遮光板达到的效果更好更稳定，使得检表的结果重复性更高，检测结果更加准确可靠；
14.4.本发明大大减轻了操纵人员的劳动强度，使得检表过程更简便，更加智能化，与图像识别相关的镜头焦距、光源光线等都由软件算法和专业设计的硬件保证，排除了人工操作和主观判断的的不一致情形，大大提高了检测效率和检测质量。
附图说明
15.图1为本发明正面立体结构示意图；
16.图2为本发明的检定仪测控箱内部侧视图；
17.图3为本发明的自动对焦的软件算法流程示意图；
18.图4为本发明的自动对零的软件算法流程示意图。
19.图中：1、基座；2、检定仪测控箱；3、滑轨；4、电机支架；5、步进电机；6、传动轴；7、直线导轨；8、滑块；9、光栅尺；10、光栅读数头固定支架；11、光栅读数头；12、测头；13、指示表夹具；14、指示表；15、横轴调节支架；16、竖轴调节支架；17、纵轴微调；18、自动对焦数字相机；19、漫反射无影光源。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.实施例一
22.请参阅图1-4，本实施例提供了一种自动对焦指示表全自动检定仪，包括基座1，基座1的一端固定连接有检定仪测控箱2，检定仪测控箱2的内部一端固定连接有电机支架4，电机支架4的一侧设置有滑块8，通过步进电机5运转从而便于对滑块8进行移动调节，便于进行调节检定，检定仪测控箱2的外部一侧设置有指示表14，基座1的一侧固定连接有横轴
调节支架15，横轴调节支架15的一侧指示表14的上方设置有自动对焦数字相机18，通过横轴调节支架15便于对自动对焦数字相机18进行调节从而便于对指示表14进行检定。
23.实施例二
24.请参阅图1-4，在实施例1的基础上做了进一步改进：
25.步进电机5固定连接在电机支架4的内部中间，传动轴6固定连接在步进电机5的输出端，直线导轨7固定连接在基座1上传动轴6的另一端，滑块8滑动连接在直线导轨7上，测头12固定连接在滑块8的另一端且测头12的一端贯穿检定仪测控箱2的一端侧壁，通过步进电机5的运转从而便于后续控制滑块8进行移动，便于进行检定。
26.传动丝杆和轴套均设置在滑块8的内部中间且滑块8与传动丝杆螺纹连接，传动丝杆的一端与传动轴6的另一端固定连接，光栅尺9固定连接在滑块8的顶部，光栅读数头固定支架10固定连接在光栅尺9的顶部，光栅读数头11固定连接在光栅读数头固定支架10的内部中间，通过光栅读数头11采集的光电信号，经过细分电路和软件解算，从而便于控制步进电机5控制滑块8的移动量，便于精准调节，提升检定效果。
27.实施例三
28.请参阅图1-4，在实施例2的基础上做了进一步改进：
29.滑轨3固定连接在基座1上检定仪测控箱2的一端，指示表夹具13固定连接在滑轨3上，指示表14安装在指示表夹具13的一侧，指示表14一端测杆贯穿指示表夹具13的一端与测头12的另一端对应且匹配，通过固定连接在基座1上的滑轨3，从而便于对指示表夹具13进行限位，从而便于配合测头12的移动，便于调节检定。
30.竖轴调节支架16固定连接在横轴调节支架15的一端一侧，纵轴微调17设置在竖轴调节支架16的一侧中间，纵轴微调17的一侧固定连接有自动对焦数字相机18，漫反射无影光源19固定连接在自动对焦数字相机18的底部，自动对焦数字相机18是一套高度集成度的电子电路系统，可通过usb口与计算机通信，上传图像信息、发送和接收相机相关参数；其中自动对焦的执行机构是一个调焦微型电机，软件通过控制指令可控制电机将镜头调节具体的焦距，从而便于对指示表14进行精准检定，提升检定效果，通过横轴调节支架15、竖轴调节支架16以及纵轴微调17，自动对焦数字相机18可以在三维空间移动，便于自动对焦数字相机18对准指示表14的表盘。
31.在使用时，被检指示表14装夹到检定仪的指示表夹具13上，然后通过步进电机5运转从而便于控制滑块8一端的测头12进行移动，同时通过光栅读数头11采集的光电信号，经过细分电路和软件解算，从而便于控制步进电机5控制滑块8的移动量，便于精准调节，从而使指示表14的一端测杆顶住测头12的端面，预压一定距离使得指针大约处于水平位置，指示表14的表盘正对自动对焦数字相机18；
32.打开检定软件，在检定软件上设置好被检表的测量范围，表盘刻度数等参数后，软件自动打开自动对焦数字相机18的视频窗口，并自动初始化焦距和亮度等相机成像参数；
33.调整视频窗口中的瞄准框，使得瞄准框中心十字架对准表盘中心，标准框边框套住表盘刻线，此过程中，通过转动横轴调节支架15、竖轴调节支架16以及纵轴微调17的手轮，从而便于控制自动对焦数字相机18可以在三维空间移动，便于调整自动对焦数字相机18到指示表14表盘的距离，按一下自动对焦键，软件自动寻找到成像效果最好的焦距，并控制调焦电机调整到理想效果的焦距，完成自动对焦；
34.然后开始指针自动对零过程，软件先读取表盘指针初始位置的图像，软件自动控制检定仪的测头12向前推进一次，使表盘指针顺时针旋转一定角度、然后测头12后退一次，使表盘指针逆时针旋转一定角度，分别读取图像，结合指针三个位置的图像，通过图像处理，获得指针的旋转中心，以此中心为圆心，软件扫描零刻线所在角度位置，然后按照表盘的角度/距离比例关系，换算求得初始位置的指针距离零刻线的距离，然后用此距离驱动检定仪测头12动作，使指针逼近零刻线，再读取表盘图像计算指针与零刻线的距离，重复此过程，直到指针与零刻线完全重合，指针对零完成；
35.然后软件扫描表盘刻线，识别出所有刻线，并将识别到的刻线数与设定参数比较，一致后开始自动检表过程；自动检表时，检定仪接到检定软件的控制命令后，自动移动测头12到各检定点，将标准位移数据上传给检定软件，同时检定软件通过自动对焦数字相机18获取检定点的表盘图像，自动识别读数；该识别读数同光栅尺9测量的标准位移相比较后，得出指示表14的检定点误差，自动检表结束后，软件自动计算示值误差和回程误差，自动按照国家检定规程判定检定结果。
36.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。