汽車制動主缸補償孔測量技術研究
——數據采集處理系統設計研究

王宏志 吉林工程技術師范學院

汽車制動主缸補償孔測量技術研究
——數據采集處理系統設計研究

王宏志 吉林工程技術師范學院

為了提高汽車制動主缸補償孔測量系統的測量精度，本文介紹了汽車液壓制動主缸補償孔測量系統的子系統——數據采集處理系統。該子系統操作簡單、方便，可以實現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，且能自動標注。

制動主缸 補償孔 測量儀

隨著科學技術的發展，汽車成為陸地上的重要交通工具，而汽車制動器是產生阻礙汽車的運動或運動趨勢的一種裝置，是保證汽車安全可靠運轉的重要部件，是影響現代汽車行駛安全的重要制約因素之一。補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鍵部件。國內大部分主缸使用壽命不過關，主要原因之一就是補償孔的測量方法跟不上，以致加工生產出來的部分主缸的工藝不過關，質量跟不上。

本文研究的汽車液壓制動主缸補償孔測量技術的計算機數據采集處理系統，通過對硬件系統和測試系統的軟件進行開發與改進，實現對制動主缸補償孔的快速檢測和精確的測量。

一、測量系統的基本組成

該系統的硬件主要包括工業控制機、彩噴打印機、工業平板顯示器、USP穩壓電源、A/D卡和電控柜等。測試系統的軟件主要是在現有的二維圖像測量軟件的基礎上，結合本測量的實際需要，選用VisualC++6.0的集成開發環境編寫而成的。

二、軟件功能概述

在汽車液壓制動主缸補償孔測量系統的研制過程中，控制系統除了設計硬件電路外，軟件設計是本測量系統能否正常工作的重要環節。系統軟件是該測量系統的核心，它的正確與否直接影響整個測量系統能否正常運轉，軟件的穩定性也直接影響了整個系統的穩定性。

本文研究的程序軟件基于Windows操作系統，選用VisualC++6.0的集成開發環境，編寫了二維圖像測量軟件，主要包括圖形測量、圖形關系測量、元素構造、圖形預置、圖形處理和圖像處理等。

用面向對象的C++語言進行數字圖像處理編程，力求程序結構清晰、功能強大、代碼簡潔、可維護性強，以及各功能模塊內聚性強而耦合性弱。設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，且自動標注。操作簡單方便，使用者可在短期內掌握2D圖像的測量。

（一）系統工作程序

測量系統將依次經過系統上電、滾珠絲杠電機復位、窺鏡旋轉電機復位、根據被測件尺寸安裝定位夾具、確定機械限位擋塊位置、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，人機信息交互通過對話框形式完成。

設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，根據定標結果，測量圖形的尺寸。本測量系統主要用來測量補償孔的大小，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、連續畫圖、修改圖形大小、移動、刪除、標注、預置圖形、構造圖形等。

需要測量的是兩個補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償孔，在窺鏡捕捉到補償孔的圖像后，要對其進行直徑的測量，同時通過光柵尺計錄軸向距離，即在捕捉到第一個補償孔后，光柵尺清零，隨著窺鏡的繼續下移，尋找第二個補償孔，此時測量界面上顯示的光柵尺讀數即為兩補償孔間的距離。由圖可以看出，兩個補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，要旋轉窺鏡。由于蝸輪蝸桿的傳動，帶動窺鏡做橫向旋轉，通過編碼器記錄轉過的角度。捕捉到的補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，隨即產生的數值即為內切圓的像素值，此值顯示在“圓直徑欄”上，然后依次點擊“補償孔測量”按鈕、“內切圓采樣”按鈕、“外接圓采樣”按鈕，便可以得到圖像內切圓和外接圓直徑的數據，隨即顯示補償孔平均直徑的數值。

同樣，用“三點畫圓法”測量補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，可測得內切圓、外接圓和倒角圓的關系，可得圓半徑的差值。

根據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，退出補償孔測量窗口。隨后關閉二維圖像測量軟件窗口，完成一次測量。

三、結語

汽車液壓制動主缸補償孔的質量直接影響汽車的制動性能，進而會影響汽車的行駛安全。為了提高補償孔的加工質量，其測量方法是一項關鍵技術。本文對汽車制動主缸償孔測量的計算機數據采集處理系統進行重新設計，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”科學技術研究項目的支持（吉教科合字[2014]第424號）的研究成果。