汽車制動主缸補(bǔ)償孔測量技術(shù)研究
——數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)設(shè)計研究

王宏志 吉林工程技術(shù)師范學(xué)院

汽車制動主缸補(bǔ)償孔測量技術(shù)研究
——數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)設(shè)計研究

王宏志 吉林工程技術(shù)師范學(xué)院

為了提高汽車制動主缸補(bǔ)償孔測量系統(tǒng)的測量精度，本文介紹了汽車液壓制動主缸補(bǔ)償孔測量系統(tǒng)的子系統(tǒng)——數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。該子系統(tǒng)操作簡單、方便，可以實現(xiàn)高精度顯微成像儀器的圖像測量，可從視頻捕捉卡上捕捉圖像，快速測量待測工件的尺寸，且能自動標(biāo)注。

制動主缸 補(bǔ)償孔 測量儀

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，汽車成為陸地上的重要交通工具，而汽車制動器是產(chǎn)生阻礙汽車的運(yùn)動或運(yùn)動趨勢的一種裝置，是保證汽車安全可靠運(yùn)轉(zhuǎn)的重要部件，是影響現(xiàn)代汽車行駛安全的重要制約因素之一。補(bǔ)償孔式液壓制動主缸是汽車行車安全的重要裝置，是汽車制動系中的關(guān)鍵部件。國內(nèi)大部分主缸使用壽命不過關(guān)，主要原因之一就是補(bǔ)償孔的測量方法跟不上，以致加工生產(chǎn)出來的部分主缸的工藝不過關(guān)，質(zhì)量跟不上。

本文研究的汽車液壓制動主缸補(bǔ)償孔測量技術(shù)的計算機(jī)數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，通過對硬件系統(tǒng)和測試系統(tǒng)的軟件進(jìn)行開發(fā)與改進(jìn)，實現(xiàn)對制動主缸補(bǔ)償孔的快速檢測和精確的測量。

一、測量系統(tǒng)的基本組成

該系統(tǒng)的硬件主要包括工業(yè)控制機(jī)、彩噴打印機(jī)、工業(yè)平板顯示器、USP穩(wěn)壓電源、A/D卡和電控柜等。測試系統(tǒng)的軟件主要是在現(xiàn)有的二維圖像測量軟件的基礎(chǔ)上，結(jié)合本測量的實際需要，選用VisualC++6.0的集成開發(fā)環(huán)境編寫而成的。

二、軟件功能概述

在汽車液壓制動主缸補(bǔ)償孔測量系統(tǒng)的研制過程中，控制系統(tǒng)除了設(shè)計硬件電路外，軟件設(shè)計是本測量系統(tǒng)能否正常工作的重要環(huán)節(jié)。系統(tǒng)軟件是該測量系統(tǒng)的核心，它的正確與否直接影響整個測量系統(tǒng)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，軟件的穩(wěn)定性也直接影響了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

本文研究的程序軟件基于Windows操作系統(tǒng)，選用VisualC++6.0的集成開發(fā)環(huán)境，編寫了二維圖像測量軟件，主要包括圖形測量、圖形關(guān)系測量、元素構(gòu)造、圖形預(yù)置、圖形處理和圖像處理等。

用面向?qū)ο蟮腃++語言進(jìn)行數(shù)字圖像處理編程，力求程序結(jié)構(gòu)清晰、功能強(qiáng)大、代碼簡潔、可維護(hù)性強(qiáng)，以及各功能模塊內(nèi)聚性強(qiáng)而耦合性弱。設(shè)計的軟件用于高精度顯微成像儀器的圖像測量，可從視頻捕捉卡上捕捉圖像，快速測量待測工件的尺寸，且自動標(biāo)注。操作簡單方便，使用者可在短期內(nèi)掌握2D圖像的測量。

（一）系統(tǒng)工作程序

測量系統(tǒng)將依次經(jīng)過系統(tǒng)上電、滾珠絲杠電機(jī)復(fù)位、窺鏡旋轉(zhuǎn)電機(jī)復(fù)位、根據(jù)被測件尺寸安裝定位夾具、確定機(jī)械限位擋塊位置、打開窺鏡光源和測量輔助光源等程序。

（二）測量軟件的主要操作

從“開始”菜單選擇“程序”，選擇ImageMeasure，即可打開二維圖像測量軟件，軟件主界面采用菜單和按鈕形式完成功能的實現(xiàn)，人機(jī)信息交互通過對話框形式完成。

設(shè)計軟件的主界面菜單操作如下:點擊“圖像捕捉”按鈕可得到視頻窗口，拖動視頻窗口至界面空白處，再點擊“確定”按鈕即可。

由于本軟件主要用來進(jìn)行圖像測量，故下面主要介紹圖形測量界面的主要功能。

圖形測量是指在捕捉到的圖像上畫圖形，根據(jù)定標(biāo)結(jié)果，測量圖形的尺寸。本測量系統(tǒng)主要用來測量補(bǔ)償孔的大小，故在選擇可測量的圖形中主要選擇圓。對選定的圖形，其基本操作包括畫圖、連續(xù)畫圖、修改圖形大小、移動、刪除、標(biāo)注、預(yù)置圖形、構(gòu)造圖形等。

需要測量的是兩個補(bǔ)償孔直徑的大小以及分別距離缸體法蘭面的軸向絕對距離，故窺鏡下移依次捕捉兩個補(bǔ)償孔，在窺鏡捕捉到補(bǔ)償孔的圖像后，要對其進(jìn)行直徑的測量，同時通過光柵尺計錄軸向距離，即在捕捉到第一個補(bǔ)償孔后，光柵尺清零，隨著窺鏡的繼續(xù)下移，尋找第二個補(bǔ)償孔，此時測量界面上顯示的光柵尺讀數(shù)即為兩補(bǔ)償孔間的距離。由圖可以看出，兩個補(bǔ)償孔的中心線不一定在一條直線上，故在窺鏡不斷下移的過程中，要旋轉(zhuǎn)窺鏡。由于蝸輪蝸桿的傳動，帶動窺鏡做橫向旋轉(zhuǎn)，通過編碼器記錄轉(zhuǎn)過的角度。捕捉到的補(bǔ)償孔的圖像及測量界面會在顯示器上清晰地顯示出來。

（三）測量過程

點擊工具欄上的“三點畫圓”按鈕，在圖像比較清晰的輪廓上依次取3個點，隨即產(chǎn)生的數(shù)值即為內(nèi)切圓的像素值，此值顯示在“圓直徑欄”上，然后依次點擊“補(bǔ)償孔測量”按鈕、“內(nèi)切圓采樣”按鈕、“外接圓采樣”按鈕，便可以得到圖像內(nèi)切圓和外接圓直徑的數(shù)據(jù)，隨即顯示補(bǔ)償孔平均直徑的數(shù)值。

同樣，用“三點畫圓法”測量補(bǔ)償孔倒角圓的像素值，此值顯示在圓直徑欄，點擊“倒角圓采樣”按鈕，可以得到倒角圓半徑的值。

同理，可測得內(nèi)切圓、外接圓和倒角圓的關(guān)系，可得圓半徑的差值。

根據(jù)窺鏡視場角大小和窺鏡最大行程來確定窺鏡上移的速度，觀察工件內(nèi)表面，將圖像以*.JPG格式存盤。

測量完成后，點擊“生成測試報告”按鈕，生成測試報告，中英文格式按測量要求，打印出測量報告；再點“退出”按鈕，退出補(bǔ)償孔測量窗口。隨后關(guān)閉二維圖像測量軟件窗口，完成一次測量。

三、結(jié)語

汽車液壓制動主缸補(bǔ)償孔的質(zhì)量直接影響汽車的制動性能，進(jìn)而會影響汽車的行駛安全。為了提高補(bǔ)償孔的加工質(zhì)量，其測量方法是一項關(guān)鍵技術(shù)。本文對汽車制動主缸償孔測量的計算機(jī)數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計，提高了其測量精度，使操作更為簡單方便。

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注：本文系吉林省教育廳“十二五”科學(xué)技術(shù)研究項目的支持（吉教科合字[2014]第424號）的研究成果。