基于视频分划技术的轴承同轴度检测应用研究

摘要：本文基于视频分化技术给出直接对石墨轴承同轴度进行检验的装置和新方法,并提供了详细视频分划生成 硬件电路原理图,该电路可实现单片机对SRAM写图形信号,在地址刷新电路作用下把SRAM中的图形数据并行输出,经过并串转换与CCD的视频信号叠加在 显示器上显示,实现视频分划生成技术,通过单片机软件编程实现自动检测功能。

关键词：CCD;石墨轴承;视频分划;质量检测

视 频分划生成技术通过电子技术和单片机技术实现图形与图像的叠加,运用叠加的图形作为瞄准测量标记进行人工或自动测量。石墨轴承度是目前长寿命电能表中的关 键转动件,其质量好坏直接影响电能表的质量特性。电能表厂商目前最好的检测方法是运用工具显微镜检测石墨轴承的质量,但对石墨内外圆的同轴度测量,用工具 显微镜就比较麻烦。本文为实现石墨轴承内外圆同轴度的检验提供了一种较简便的方法。

石墨轴承检验原理

将 石墨轴承放置于检测工作台上,通过人工自动定心装置,使石墨轴承定位于正确的位置上,采用背光透射照明,保证石墨轴承的中心与CCD光轴基本重合,图像清 晰。通过摄像物镜与CCD接收石墨轴承的图像,把视频图像信号送往视频叠加器,在显示器上显示。CCD视频图像经视频叠加器,对三个同心圆环进行叠加,三 个同心圆环的中心同步可调;内圆作为基准圆,检测时对准石墨轴承的内圆;两个外圆直径对应石墨轴承的同轴度公差且同步可调,以保证标准公差不变。检测时, 只要石墨轴承的外边缘落在两个外圆之间,判定为石墨轴承的同轴度合格。

主要指标与功能

石墨轴承检验的主要技术指标是图形分辨率和检测分辨率。指标分别为512×512像素和0.03mm。主要功能是自动判定内外圆同轴度合格性(人工上料,半自动定位)。

精度分析

这里,摄像头水平方向分辨率为Sx,垂直方向分辨率为Sy,图形分辨率为512 ×512 像素,本装置CCD 摄像机视场范围为7.95mm ×6.04mm ,则：

S_x=7.95/512=15.5mm,

S_y=6.04/512=11.8mm。

设人眼对准误差为d1,对准石墨轴承的方法是用同心圆环中内圆作为合适的圆瞄准石墨圆环的内圆。两个外圆的半径差作为公差范围,石墨圆环的外圆落在两个圆环内,判别误差为一个像素, S_x较大,

同心圆调整误差,调整同心圆与石墨轴承内圆套准的误差为一个像素。

由于干扰产生的误差为一个像素d3=±15.5mm。由于上述均为随机误差, 根据随机误差综合原则有：

单片机实现的视频叠加器

根据以上数据分析可以知道,理论上只要干扰随机误差大于±26.8mm就可以判定内外圆同轴度合格。这里,系统设定。 视频叠加器是本系统的关键,视频图像信号通过CCD摄取输入,制式为PAL制式。视频图形信号由视频叠加器产生,它的扫描方式和图像信号一致同步。该系统 要求产生三个同心圆环图形,该图形通过按钮调节,在显示器所显示的CCD摄取图像上自由移动,且半径自动放大和缩小。本系统采用AT89C51和地址刷新 电路设计视频图形图像叠加器。