一種陶瓷插芯同軸度檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及光纖設備技術領域，具體是一種陶瓷插芯同軸度檢測方法。
【背景技術】
[0002] 光纖連接器中的插針是陶瓷材料制成的圓筒形構件，稱為陶瓷插芯，為盡量精確 地對準光纖，所述陶瓷插芯的加工精度要求很高。光纖連接器的各項性能，首先是光學性 能，此外還有光纖連接器的互換性、重復性、抗拉強度、溫度和插拔次數等都和作為光纖連 接器核心部件的陶瓷插芯加工精度密切相關。眾所周知，現階段的陶瓷插芯產品，判別好壞 的主要指標一是陶瓷插芯的孔徑規格大小，二是陶瓷插芯的同心度，所謂陶瓷插芯孔徑是 指陶瓷插芯中心孔的直徑，常用的孔徑有125um、126um，所謂陶瓷插芯的同心度是指陶瓷插 芯端面中心與孔徑中心的偏差，一般應控制在0.004mm以內。對于陶瓷插芯的孔徑規格大 小可以用塞規等量具進行檢測。對于陶瓷插芯的同心度則可以用放大鏡或光纖連接器端面 測試儀等量具進行檢測。但是檢測檢測效率低，精度差，誤判率高。

【發明內容】

[0003] 本發明的目的在于提供一種檢測效率高和誤判率低的陶瓷插芯同軸度檢測方法， 以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0004] 為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
[0005] -種陶瓷插芯同軸度檢測方法，首先構建檢測系統，檢測系統包括光源模塊、陶瓷 插芯、放大透鏡、(XD、圖像采集模塊、監視器，且光源模塊、陶瓷插芯、放大透鏡、(XD、圖像采 集模塊、監視器依次連接；然后檢測系統以陶瓷插芯外圓柱面作為基準，使陶瓷插芯旋轉一 定角度并通過CCD采集內孔圖像，根據類拐點算法提取內孔圖像邊緣輪廓，再利用最小二 乘法擬合內孔圓曲線，求出不同轉角對應的圓心位置，多個圓心位置對應的外接圓直徑就 是陶瓷插芯的同軸度誤差。
[0006] 作為本發明進一步的方案：所述類拐點算法以及最小二乘法的具體步驟如下：
[0007] 將陶瓷插芯旋轉角度，則對應的圓心坐標為O1 (B1J1)，將第j(j =0, 1，2, 一,m) 次采集并計算的內孔輪廓邊緣的像素點集合在數組Pu (Xi, yj (i = 0, 1，2,…，η)中，取輪 廓上任意3點I (X1, Y1)、2 (x2, y2)、3 (x3, y3)利用最小二乘法擬合圓曲線，求出Ojai, bj的半 徑與圓心參數；
[0008] ①將求取的旋轉角度對應的m個圓心OJa1A1)用最小外接圓進行包絡，取輪廓 邊緣任意兩點間的直線距離，找出輪廓線上最遠兩點O1 (Xl，yi)和O2 (x2, y2)，即輪廓最小包 圍盒的長軸，以O1O2為橫軸進行坐標變換；
[0009] ②找到O1O2長軸的中點，分別從上下兩個方向去掃描，得到輪廓上的點0 3和0 4，利 用點Or 02、03、04進行最小二乘法擬合圓心參數0 i (Xj，yj);
[0010] ③利用m個O1(U1)用最小二乘法擬合圓參數，其直徑b即為同軸度誤差。
[0011] 與現有技術相比，本發明的有益效果是：
[0012] 本發明提出一種基于CCD探測與圖像測量相結合的同軸度檢測新方法，并構建了 檢測系統。該方法及檢測系統簡單實用，在滿足陶瓷插芯測量精度要求的前提下具有很高 的檢測效率和低的誤判率。
【附圖說明】
[0013] 圖1為實施例1中內孔旋轉a i角度對應輪廓曲線圖。
[0014] 圖2是實施例1中擬合圓曲線圖。
[0015] 圖3是檢測系統示意圖。
[0016] 圖4是陶瓷插芯同軸度檢測方法流程圖。
【具體實施方式】
[0017] 下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述， 顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的 實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都 屬于本發明保護的范圍。
[0018] 實施例1
[0019] 請參閱圖3-圖4,本發明實施例中，一種陶瓷插芯同軸度檢測方法，將陶瓷插芯水 平置于V型槽上，控制系統控制步進電機帶動的橡膠滾輪摩擦驅動陶瓷插芯旋轉一個α角 度，再觸發CCD (Charge-coupled Device，電荷親合元件）采集內孔圖像。原始圖像經過濾 波、邊緣增強后，我們采用類拐點法提取算法求出內孔邊緣輪廓，再用最小二乘法擬合圓曲 線求出該圓弧的圓心。
[0020] 將陶瓷插芯旋Ka1角度，則對應的圓心坐標為Ma1, 4)，將第j(j =0, 1，2, 一,m) 次采集并計算的內孔輪廓邊緣的像素點集合在數組Pi_j (Xi, yi) (i = 0, 1，2,…，η)中，取輪 廓上任意3點I (X1, Y1)、2 (x2, y2)、3 (x3, y3)利用最小二乘法擬合圓曲線，求出Ojai, bj的半 徑與圓心參數。如圖1所示。
[0021] 通過最小二乘圓擬合方法計算出陶瓷插芯內孔的同軸度，最小二乘法原理為：
[0022] R2= (x-a) 2+(y_b)2 (I)
[0024] 求解式⑵可求出a，b值，既可求出圓心仏對應的坐標值。
[0025] 內孔同軸度計算步驟具體如下：
[0026] ①將求取的旋轉角度對應的m個圓心OJa1A1)用最小外接圓進行包絡，取輪廓 邊緣任意兩點間的直線距離，找出輪廓線上最遠兩點O1 (Xl，yi)和O2 (x2, y2)，即輪廓最小包 圍盒的長軸，以O1O2為橫軸進行坐標變換。
[0027] ②找到O1O2長軸的中點，分別從上下兩個方向去掃描，得到輪廓上的點0 3和0 4，利 用點(^、02、03、04進行最小二乘法擬合圓心參數0 i (Xj, yj)，
[0028] ③利用m個O1(X1J1)用最小二乘法擬合圓參數，其直徑b即為同軸度誤差。如圖 2所示。
[0029] 對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在 不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論 從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權 利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有 變化囊括在本發明內。
[0030] 此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包 含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當 將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員 可以理解的其他實施方式。
【主權項】
1. 一種陶瓷插芯同軸度檢測方法，其特征在于，首先構建檢測系統，檢測系統包括光源 模塊、陶瓷插芯、放大透鏡、（XD、圖像采集模塊、監視器，且光源模塊、陶瓷插芯、放大透鏡、 CCD、圖像采集模塊、監視器依次連接；然后檢測系統以陶瓷插芯外圓柱面作為基準，使陶瓷 插芯旋轉一定角度并通過CCD采集內孔圖像，根據類拐點算法提取內孔圖像邊緣輪廓，再 利用最小二乘法擬合內孔圓曲線，求出不同轉角對應的圓心位置，多個圓心位置對應的外 接圓直徑就是陶瓷插芯的同軸度誤差。2. 根據權利要求1所述的陶瓷插芯同軸度檢測方法，其特征在于，所述類拐點算法以 及最小二乘法的具體步驟如下： 將陶瓷插芯旋轉ai角度，則對應的圓心坐標為Oi(ai，bi)，將第j(j=0, 1，2,…，m)次 采集并計算的內孔輪廓邊緣的像素點集合在數組Pij(xi，yi) (i=0, 1,2, ???，]!)中，取輪廓 上任意3點I(xl,yl)、2(x2,y2)、3(x3,y3)利用最小二乘法擬合圓曲線，求出Oi(ai,bi)的 半徑與圓心參數； ① 將求取的旋轉ai角度對應的m個圓心Oi(ai，bi)用最小外接圓進行包絡，取輪廓 邊緣任意兩點間的直線距離，找出輪廓線上最遠兩點01 (xl，yl)和02 (x2,y2)，即輪廓最小 包圍盒的長軸，以0102為橫軸進行坐標變換； ② 找到0102長軸的中點，分別從上下兩個方向去掃描，得到輪廓上的點03和04,利用 點01、02、03、04進行最小二乘法擬合圓心參數Oj(xj，yj); ③ 利用m個Oi(xi，yi)用最小二乘法擬合圓參數，其直徑b即為同軸度誤差。
【專利摘要】本發明公開了一種陶瓷插芯同軸度檢測方法，首先構建檢測系統，檢測系統包括光源模塊、陶瓷插芯、放大透鏡、CCD、圖像采集模塊、監視器，且光源模塊、陶瓷插芯、放大透鏡、CCD、圖像采集模塊、監視器依次連接；然后檢測系統以陶瓷插芯外圓柱面作為基準，使陶瓷插芯旋轉一定角度并通過CCD采集內孔圖像，根據類拐點算法提取內孔圖像邊緣輪廓，再利用最小二乘法擬合內孔圓曲線，求出不同轉角對應的圓心位置，多個圓心位置對應的外接圓直徑就是陶瓷插芯的同軸度誤差。本發明的方法及檢測系統簡單實用，在滿足陶瓷插芯測量精度要求的前提下具有很高的檢測效率和低的誤判率。
【IPC分類】G01B11/27
【公開號】CN105180846
【申請號】CN201510430903
【發明人】吳敏, 張舜德
【申請人】寧波職業技術學院
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年7月21日