专利名称：一种轧辊轴承座尺寸测量方法
技术领域：
本发明涉及一种轧辊轴承座尺寸测量方法。
背景技术：
在钢板轧制过程中，轧制工艺对轧辊空间位置有较高的要求。轧辊空间位置直接关系到板形、辊耗和设备稳定的运行，因此在轧机设计、制造、安装等各阶段都需要保证轧辊空间位置的正确性。轧辊的空间位置一般通过调整轧机窗口衬板以达到其设计位置，但实践中发现仅调整窗口衬板并不能完全满足轧辊空间位置的调整要求，还必需保证轧辊轴承座衬板的平行度、平面度、对称度满足设计要求，才能真正有效的调整及控制轧辊空间位置。
因此，对轧辊轴承座进行检测是保证轧辊空间位置的关键环节之一，主要包括轴承座衬板的平行度、平面度、对称度等检测项目。轧辊轴承座检测方法先后经历了千分尺、固定座、跟踪仪等技术阶段，最终发展为基于摄影测量技术的检测方法。I、千分尺测量法，该方法简便、快捷，但受轴承座外形结构所限，仅能测量局部个别点，且检测的尺寸大小有限，不能全面反映轴承座衬板的真实状况。2、固定测量座测量法，该方法能够测量轴承座衬板的平面度、平行度，但需要专门的场地、起重设备和经验丰富的检测技术人员，且不能进行带辊测量。由于该方法对检测场地、设备和人员要求较高，目前很少有单位使用该测量方法。3、跟踪仪测量法，该方法能够带辊测量轴承座衬板的平面度、平行度、对称度，但跟踪仪测量法对检测环境要求较高，不允许检测现场周围有震动源，而磨辊间紧靠轧机，难免有震动等因素的影响，故跟踪仪测量法的应用受到较大的限制。因此，其改进和创新势在必行。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本发明之目的就是提供一种轧辊轴承座尺寸测量方法，可有效解决轧辊轴承座检测时，不能全面反映轴承座衬板的真实状况，对检测场地、设备和人员要求较高，测量受限制，不能满足轧辊轴承座尺寸实际测量需要的问题。本发明解决的技术方案是，I、对待检测轴承座进行数字近景摄影测量，获取轴承座表面的测量三维点数据，得到轴承座三维数据；2、将摄影测量采集到的轴承座三维数据，综合轴承座的设计参数对轴承座的平面度，开档距和对称度进行分析计算，并将分析结果利用报表形式输出；所述的轴承座的设计参数又称轴承座基本参数，包括轴承座的腔孔设计长度，衬板设计宽度，衬板面粘贴的编码点编号；3、对分析计算得到的轴承座的平面度、对称度和开档距结果进行数据报表(Excel表中进行数据列表)输出和图形化(Excel表中画出偏差示意图)输出。本发明采用测量用的相机，通过在不同的位置和方向获取轧辊轴承座多幅数字图像，经图像处理、识别及图像匹配、空间交会等获取轴承座表面特征点的三维坐标，采用计算机及其软件快速计算出轴承座的平面度、对称度、开档距三维几何参数，基于该方法，实现轴承座各项几何参数的快速、高精度检测。
图I为本发明测量方法的流程示意图。图2为本发明的圆形反光标志。图3为本发明的编码标志。图4为本发明的工装点。 图5为本发明的轴承座衬板面。图6为本发明的腔孔圆布设工装点的示意图。图7为本发明的概略定向棒。图8为本发明的基准尺。图9为本发明的轴承座的摄影示意图。图10为本发明的图像处理结果的示意图。图11为本发明的轴承座测量三维点形状。图12为本发明的轴承座分析报表输出的示意图。图13为本发明的轴承座分析结果界面图。图14为本发明的报表输出的示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的具体实施方式
作详细说明。由图I给出，本发明测量方法如下(I)、对待检测轴承座用相机进行数字近景摄影测量，获取轴承座表面的测量三维点数据，得到轴承座三维数据，方法是:A、在待检测轴承座两个衬板上布设摄影测量用圆形反光标志(如图2)，轴承座表面由左右两个衬板平面(图5)、前后两个腔孔圆(图6)、以及上下面组成，在轴承座左右两个衬板表面按照满足覆盖全部衬板的要求布设25-50个圆形反光标志和8-16个编码标志(图3)，标志布设的原则是，摄影时，每张像片至少拍摄到4个编码标志，利用编码标志实现不同像片间的自动拼接；B、在轴承座的前后两个腔孔圆上布设6-9个工装点(图5)，用于测量腔孔圆(图6)，从而拟合圆计算，求得圆心，为计算轴承座的对称度提供基准；C、在轴承座前面或后面放置概略定向棒(图7)和基准尺(图8)，概略定向棒的作用是概略计算出像片的外方位元素，基准尺是已经法定计量单位精确标定过的，为整个测量工程提供长度基准；D、用相机(所述的相机为数码相机，如尼康D3相机)对待测轴承座进行摄影，摄影的原则是从轴承座的上下左右各个方向和位置进行拍摄(图9)，由于一张像片不可能将所有标志点(所述的标志点是指编码标志、圆形标志以及工装点，以下同)拍摄下来，故要确保相邻像片间要有4个以上的相同编码标志点；E、对所拍摄的像片用计算机及其软件进行图像处理(包括标志点中心提取与定位，编码标志识别，图10，因为只有编码标志是经过一定编码规则排列的点组合，所以只对编码标志进行识别，本领域技术人员公知常识)、概略定向(确定像片的近似外方位元素的过程)、同名像点自动匹配(匹配就是寻求物方点在不同像片上的相应像点，自动匹配过程就是在计算过程中不需要人工干预，通过算法实现自动在不同相片上寻找同名像点的过程)和光束法平差计算，得到标志点的三维坐标，即得到待测轴承座表面的测量三维点数据(图11)，从而得到轴承座三维数据；光束法平差光束法平差是以每条空间光线为一单元，利用三点共线条件列出误差方程式；所谓三点共线条件，即是指在摄影时，测量点、 相应像点和相机中心点是在同一条直线之上的；由共线条件出发，对每个像点可以列出下列两个关系公式
权利要求
1.一种轧辊轴承座尺寸测量方法，其特征在于，由以下步骤实现 (I)、对待检测轴承座用相机进行数字近景摄影测量，获取轴承座表面的测量三维点数据，得到轴承座三维数据，方法是:A、在待检测轴承座两个衬板上布设摄影测量用圆形反光标志,轴承座表面由左右两个衬板平面、前后两个腔孔圆、以及上下面组成,在轴承座左右两个衬板表面按照满足覆盖全部衬板的要求布设25-50个圆形反光标志和8-16个编码标志，标志布设的原则是，摄影时，每张像片至少拍摄到4个编码标志，利用编码标志实现不同像片间的自动拼接； B、在轴承座的前后两个腔孔圆上布设6-9个工装点，用于测量腔孔圆，从而拟合圆计算，求得圆心，为计算轴承座的对称度提供基准； C、在轴承座前面或后面放置概略定向棒和基准尺，概略定向棒的作用是概略计算出像片的外方位元素，基准尺是已经法定计量单位精确标定过的，为整个测量工程提供长度基准； D、用相机对待测轴承座进行摄影，摄影的原则是从轴承座的上下左右各个方向和位置进行拍摄，由于一张像片不可能将所有标志点拍摄下来，故要确保相邻像片间要有4个以上的相同编码标志点； E、对所拍摄的像片用计算机及其软件进行图像处理、概略定向、同名像点自动匹配和光束法平差计算，得到标志点的三维坐标，即得到待测轴承座表面的测量三维点数据，从而得到轴承座三维数据； 所述的标志点是指编码标志、圆形标志以及工装点； 光束法平差光束法平差是以每条空间光线为一单元，利用三点共线条件列出误差方程式；所谓三点共线条件，即是指在摄影时，测量点、相应像点和相机中心点是在同一条直线之上的； 由共线条件出发，对每个像点可以列出下列两个关系公式
全文摘要
本发明涉及轧辊轴承座尺寸测量方法，有效解决轧辊轴承座检测，对检测场地、设备和人员要求较高，测量受限制，不能满足轧辊轴承座尺寸实际测量需要的问题，对待检测轴承座进行摄影测量，获取轴承座表面的测量三维点数据，将摄影测量采集到的三维数据，综合轴承座的设计参数对轴承座的平面度，开档距和对称度进行分析计算，将分析结果利用报表形式输出；对分析计算得到的轴承座的平面度、对称度和开档距结果进行数据报表输出和图形化输出，本发明采用相机通过获取轧辊轴承座多幅数字图像，经图像处理、识别及图像匹配、空间交会等获取轴承座表面特征点的三维坐标，采用计算机快速计算出轴承座参数，实现轴承座几何参数快速、高精度检测。
文档编号G01B11/26GK102749047SQ20121020780
公开日2012年10月24日 申请日期2012年6月21日 优先权日2012年6月21日
发明者张拥军, 李彦辉, 王河伟, 郭廷钧, 高钦强 申请人:上海宝钢工业技术服务有限公司, 郑州辰维科技股份有限公司