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基于机器视觉的螺纹中径测量与三维重构评价技术研究

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基于机器视觉的螺纹中径测量与三维重构评价技术研究

作者：林葵陕西理工大学

学位级别：硕士

螺纹作为机械领域中最为广泛的联接形式,在现代工程中发挥着至关重要的作用。其中螺纹中径作为衡量螺纹联接质量的重要参数,对评价螺纹的制造精度极为重要。传统螺纹中径测量多为螺纹的单一中径,该值仅能反映螺纹某一截面上螺纹中径尺寸... 详细信息

螺纹作为机械领域中最为广泛的联接形式,在现代工程中发挥着至关重要的作用。其中螺纹中径作为衡量螺纹联接质量的重要参数,对评价螺纹的制造精度极为重要。传统螺纹中径测量多为螺纹的单一中径,该值仅能反映螺纹某一截面上螺纹中径尺寸,虽然能在一定程度上表征螺纹制造精度,但不能保证螺纹连接质量。而作用中径定义在三维空间内,它反映的是螺纹装配时的作用尺寸以及螺纹面上相互配合时的作用效果,结合作用中径尺寸更能综合评价螺纹的联接质量。因此,本课题以机器视觉技术为测量手段,针对传统中径测量方法仅对单一局部牙廓测量的局限性,结合图像处理和光学系统的优势,提出了基于视觉的螺纹中径测量和评价方法,通过实验验证了该方法的可行性和可靠性。本课题的研究内容如下:(1)通过分析螺纹单一中径和作用中径的定义,探讨目前螺纹中径测量存在的局限性,在此基础上提出了扩展虚拟三针法测量螺纹作用中径,结合牙型斜率获取螺纹轴线,并进行了实验仿真分析。(2)提出了基于作用效果的螺纹中径评价方法。所提出的体外中径作用尺寸不但能综合反映实际螺纹牙廓的作用情况,还能有效预测螺纹的联接质量。(3)提出了基于三维重构的螺纹中径评价方法。通过分析螺纹间相互配合时的作用情况,拟定了基于图像传感器实现螺纹重构装置的结构方案,最后以不同型号的螺纹为实验对象,将中径测得结果与高精度螺纹综合测量仪与丹青测量仪测得结果进行对比试验和重复性分析,验证了螺纹中径评价方法的可行性。

关键词：螺纹中径机器视觉作用中径扩展虚拟三针法螺纹重构

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基于虚拟三针法的螺纹中径测量方法

光学技术 2020年第5期46卷 545-550页

作者：李奎陈曼龙王鹏汪杰任江豪陕西理工大学机械工程学院陕西汉中723000 陕西省工业自动化重点实验室陕西汉中723000

中径是决定螺纹联接质量的重要参数,为了能够利用机器视觉技术实现对螺纹中径的高效测量,提出了一种基于虚拟三针法的螺纹中径测量方法。建立虚拟三针法测量螺纹中径的理论计算模型;对螺纹图像进行了预处理和边缘提取,并利用最小一乘法... 详细信息

中径是决定螺纹联接质量的重要参数,为了能够利用机器视觉技术实现对螺纹中径的高效测量,提出了一种基于虚拟三针法的螺纹中径测量方法。建立虚拟三针法测量螺纹中径的理论计算模型;对螺纹图像进行了预处理和边缘提取,并利用最小一乘法对提取的螺纹轮廓进行拟合,获取中径值;以螺纹塞规为对象进行了对比实验。实验数据表明,利用虚拟三针法测得的中径方差较传统三针法降低了51.8%。测量效率上虚拟三针法是传统三针法的2倍以上,较触针扫描方法提高了52%。说明所提出的虚拟三针法也可以作为一种测量螺纹中径的手段。

关键词：虚拟三针法最小一乘法螺纹中径机器视觉

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三针法测量螺纹中径的斜置误差分析

热能动力工程 1996年第S1期11卷 91-92页

作者：胡朝阳哈尔滨七○三研究所

本文阐述了螺纹中径测量的斜置误差，并对其进行了理论推导。

关键词：三针法螺纹中径测量

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三针法测量螺纹中径的讨论

宇航计测技术 1994年第4期13卷 25-30页

作者：刘兴富陕西省柴油机厂

通过螺纹最佳和非最佳二组三针Ｍ值的测算，实现了用非最佳三针对螺距、牙型半角都有误差的螺纹按参数实际值进行中径和单一中径的准确测量。用本文的方法，不需要按传统的三针测量法求解修正值和复杂的修正程序，简便易行，特别适合工... 详细信息

通过螺纹最佳和非最佳二组三针Ｍ值的测算，实现了用非最佳三针对螺距、牙型半角都有误差的螺纹按参数实际值进行中径和单一中径的准确测量。用本文的方法，不需要按传统的三针测量法求解修正值和复杂的修正程序，简便易行，特别适合工厂计量室和加工过程中精密螺纹工件以及螺纹量规中径的测量。

关键词：三针法测量螺纹参数螺纹中径

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基于梯型螺纹中径综合误差值的研究

机械设计与制造 2007年第9期 130-131页

作者：丛伟沈阳航空工业学院沈阳110034

提出了梯型螺纹在加工检验中存在的中径精度问题、影响中径精度的因素,通过详细讨论和理论分析以及与已加工零件的实际误差相比较确定:中径综合误差是决定梯型螺纹中径精度的主要因素。这一结论为同类零件的加工、检验提供了有价值的参考。

关键词：梯型螺纹螺纹中径误差

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基于扩展虚拟三针法的螺纹中径测量方法

组合机床与自动化加工技术 2023年第8期 135-139页

作者：林葵陈曼龙余智超邹滨阳景敏陕西理工大学机械工程学院汉中723000 陕西理工大学陕西省工业自动化重点实验室汉中723000

螺纹中径是衡量螺纹联接质量的重要标志,为实现利用机器视觉技术测量得到满足螺纹作用效果的中径值,并进行有效评价。提出了一种扩展虚拟三针法结合理论螺纹牙廓测量螺纹中径的方法。该方法通过在轴截面上构建扩展虚拟三针法测量中径模... 详细信息

螺纹中径是衡量螺纹联接质量的重要标志,为实现利用机器视觉技术测量得到满足螺纹作用效果的中径值,并进行有效评价。提出了一种扩展虚拟三针法结合理论螺纹牙廓测量螺纹中径的方法。该方法通过在轴截面上构建扩展虚拟三针法测量中径模型,获取符合实际螺纹轴线作用效果的作用点并进行拟合,然后利用螺纹轴线与最大实体尺寸找到与实际螺纹牙廓相配合的理论牙廓,并将扩展虚拟三针法应用于理论牙廓中获取更接近实际作用效果的中径值,最后以平均相对误差、标准偏差和均方根误差作为评价指标对不同实验设备测得中径值进行评价。实验数据表明,该算法测得的中径值相比于螺纹综合测量仪和测长仪测得中径值的相对误差均不超过0.013%,尺寸测量的结果能稳定地满足螺纹中径测量需求。

关键词：机器视觉扩展虚拟三针法螺纹中径螺纹轴线

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用投影仪和工具显微镜测量螺纹中径

新技术新工艺 1991年第2期 26-27页

作者：钟立言哈尔滨电表仪器厂

螺纹中径的测量,常用螺纹千分尺,或用三针测量法。在多品种公制螺纹加工中,用投影仪和工具显微镜测量螺纹中径,方便可靠。如图所示,将工件装在仪器工作台上,且使螺纹轴线与仪器米字线的横线平行,这时可移动工作台,使被测工件螺纹投影一... 详细信息

螺纹中径的测量,常用螺纹千分尺,或用三针测量法。在多品种公制螺纹加工中,用投影仪和工具显微镜测量螺纹中径,方便可靠。如图所示,将工件装在仪器工作台上,且使螺纹轴线与仪器米字线的横线平行,这时可移动工作台,使被测工件螺纹投影一侧的牙槽形(凹)与米字线素线对准,直到米字线与牙槽形重合。确定工作台坐标读数。再按工件径向进给移动工作台,使工件螺纹投影另一侧的牙尖形(凸)与原米字线重合。计算工作台移动的距离,就是被测

关键词：螺纹中径工具显微镜投影仪投影器