工件直径测量方法、装置、设备及存储介质

本技术涉及测量，尤其涉及工件直径测量方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、在许多工业应用中，如航空航天、汽车制造、精密机械等，对零件的尺寸精度有极高的要求。大直径回转体零件的直径精度直接影响产品的质量和性能。国内外学者对大直径的回转体零件直径以及与其他参数的测量进行了大量研究，但是在机械加工领域一直没有理想的方法和仪器出现，大尺寸的精密测量尚未得到很好的解决。

2、目前，直径测量的方法主要有接触式测量法和非接触式测量法。接触式测量法需要与工件紧密接触，这会对工件表面造成划痕，同时测量的效率低、并且无法测量直径过大的工件。非接触式测量方法主要是通过光电装置对待测件进行测量，但在目前并没有应用于机床上的测量方式。如何实现对大直径工件的高精度测量成为一个有待解决的问题。

3、上述内容仅用于辅助理解本技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种工件直径测量方法、装置、设备及存储介质，旨在解决如何实现对大直径工件的高精度测量的技术问题。

2、为实现上述目的，本技术提出一种工件直径测量方法，所述工件直径测量方法应用于工件直径测量系统，所述工件直径测量系统包括机床转轴，依次连接的导轨、气杆、舵机以及激光测距仪，所述导轨与所述机床转轴平行设置，所述气杆安装在所述导轨上，所述舵机安装在所述气杆的顶端，所述激光测距仪安装在所述舵机上方，所述机床转轴的中心线与待测工件的轴线对齐；

3、所述工件直径测量方法包括：

4、在所述导轨移动到所述待测工件的测量区域时，通过所述激光测距仪采集所述待测工件的历史半圆数据；

5、基于所述历史半圆数据确定所述舵机的目标旋转角度，并控制所述舵机旋转所述目标旋转角度，以完成所述待测工件的测量位置校准；

6、在完成所述待测工件的测量位置校准时，基于所述气杆的伸缩状态建立目标参考坐标系，并通过所述激光测距仪采集所述目标参考坐标系下所述待测工件的目标半圆数据坐标；

7、基于所述目标半圆数据坐标确定所述待测工件的直径。

8、在一实施例中，所述历史半圆数据包括第一半圆数据和第二半圆数据；

9、所述在所述导轨移动到所述待测工件的测量区域时，通过所述激光测距仪采集所述待测工件的历史半圆数据步骤，包括：

10、在所述导轨移动到待测工件的测量区域时，通过所述激光测距仪采集所述待测工件的所述第一半圆数据；

11、控制所述舵机以预设旋转方向旋转预设角度，通过所述激光测距仪采集所述待测工件的所述第二半圆数据。

12、在一实施例中，所述历史半圆数据包括第一半圆数据和第二半圆数据；

13、所述基于所述历史半圆数据确定所述舵机的目标旋转角度，并控制所述舵机旋转所述目标旋转角度，以完成所述待测工件的测量位置校准的步骤，包括：

14、基于所述第一半圆数据和所述第二半圆数据确定所述舵机的目标旋转方向；

15、控制所述舵机以所述目标旋转方向旋转预设角度，并通过所述激光测距仪采集所述待测工件的当前半圆数据；

16、基于所述当前半圆数据确定所述舵机的目标旋转角度，并控制所述舵机旋转所述目标旋转角度，以完成所述待测工件的测量位置校准。

17、在一实施例中，所述基于所述第一半圆数据和所述第二半圆数据确定所述舵机的目标旋转方向的步骤，包括：

18、分别基于所述第一半圆数据和所述第二半圆数据计算圆度误差，得到第一圆度误差和第二圆度误差；

19、基于所述第一圆度误差和所述第二圆度误差确定所述舵机的目标旋转方向。

20、在一实施例中，所述基于所述第一圆度误差和所述第二圆度误差确定所述舵机的目标旋转方向的步骤，包括：

21、在所述第一圆度误差大于所述第二圆度误差时，确定所述舵机的目标旋转方向为所述预设旋转方向；

22、在所述第一圆度误差小于所述第二圆度误差时，确定所述舵机的目标旋转方向为所述预设旋转方向的反方向。

23、在一实施例中，所述基于所述当前半圆数据确定所述舵机的目标旋转角度，并控制所述舵机旋转所述目标旋转角度，以完成所述待测工件的测量位置校准的步骤，包括：

24、获取历史圆度误差，并基于所述当前半圆数据计算当前圆度误差；

25、在所述当前圆度误差小于等于所述历史圆度误差时，将所述当前圆度误差作为历史圆度误差，并返回所述控制所述舵机以所述目标旋转方向旋转预设角度，并通过所述激光测距仪采集所述待测工件的当前半圆数据的步骤；

26、在所述当前圆度误差大于所述历史圆度误差时，基于所述历史圆度误差确定所述舵机的目标旋转角度，并控制所述舵机旋转所述目标旋转角度，以完成所述待测工件的测量位置校准。

27、在一实施例中，所述在完成所述待测工件的测量位置校准时，基于所述气杆的伸缩状态建立目标参考坐标系，并通过所述激光测距仪采集所述目标参考坐标系下所述待测工件的目标半圆数据坐标的步骤，包括：

28、在完成所述待测工件的测量位置校准且所述气杆的伸缩状态处于完全缩回状态时，建立目标参考坐标系；

29、在所述气杆伸长时，通过所述激光测距仪采集所述待测工件到激光测距仪中心的距离，得到所述目标参考坐标系下目标半圆数据的纵坐标值；

30、获取所述气杆的伸长长度，得到所述目标参考坐标系下所述目标半圆数据的横坐标值；

31、根据所述纵坐标值和所述横坐标值得到目标半圆数据坐标。

32、此外，为实现上述目的，本技术还提出一种工件直径测量装置，所述工件直径测量装置包括：

33、历史数据采集模块，用于在导轨移动到待测工件的测量区域时，通过激光测距仪采集所述待测工件的历史半圆数据；

34、测量位置校准模块，用于基于所述历史半圆数据确定舵机的目标旋转角度，并控制所述舵机旋转所述目标旋转角度，以完成所述待测工件的测量位置校准；

35、目标数据采集模块，用于在完成所述待测工件的测量位置校准时，基于气杆的伸缩状态建立目标参考坐标系，并通过所述激光测距仪采集所述目标参考坐标系下所述待测工件的目标半圆数据坐标；

36、工件直径确定模块，用于基于所述目标半圆数据坐标确定所述待测工件的直径。

37、此外，为实现上述目的，本技术还提出一种工件直径测量设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序配置为实现如上文所述的工件直径测量方法的步骤。

38、此外，为实现上述目的，本技术还提出一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文所述的工件直径测量方法的步骤。

39、此外，为实现上述目的，本技术还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文所述的工件直径测量方法的步骤。

40、本技术提出的一个或多个技术方案，至少具有以下技术效果：

41、在导轨移动到待测工件的测量区域时，通过激光测距仪采集待测工件的历史半圆数据，基于历史半圆数据确定舵机的目标旋转角度，并控制舵机旋转目标旋转角度，实现对待测工件测量位置的自动校准，确保激光测距仪在正确的位置和角度上对待测工件的直径参数进行测量，提高测量的精度；在完成待测工件的测量位置校准时，基于气杆的伸缩状态建立目标参考坐标系，并通过激光测距仪采集目标参考坐标系下待测工件的目标半圆数据坐标，基于目标半圆数据坐标确定所述待测工件的直径，以非接触的方式实现对大直径工件的在线高精度测量。