基于激光三角法的石油螺纹在机检测分析

以往石油管锥螺纹检测主要以螺纹规检测为主,针对其人工检测效率低、受人为因素影响大等弊端,提出了一种非接触在机螺纹检测方案。该方案基于激光三角法原理,通过镜面反射的安装方式将高精度激光测头用于检测内外管锥螺纹,将测得的数据利用滑动窗体自适的莱以特准则剔除跳跃点,再利用最小二乘法将上述平滑处理后的数据线性拟合,得到螺纹牙廓形数据,通过牙廓形数据可以计算得到螺纹的各项参数,实现了内外管锥螺纹的在机检测过程。对比以往检测方式,该检测方式精度高、效率高、受人为因素影响小,并攻克了以往高精度激光测头难以深入内螺纹测量的技术瓶颈。     

基于激光三角法的螺纹型面信息采集技术研究

分析石油管螺纹截面特性后应用激光三角法对螺纹型面信息进行采集,首先用标准差阈值判断法去除测量数据中的跳跃点,再通过判断数据一阶导数值变化对数据点云进行分段,最后使用断点连续最小二乘法对分段数据进行拟合得到连续光滑的螺纹截面廓形。该项研究为实现螺纹自动检测和螺纹自动修复加工奠定了理论基础,具有重要的工程实际意义。     

胶辊微小齿形几何参数在机视觉检测方法研究

针对胶辊微小齿形几何参数无法在机检测的难题,提出一种胶辊在机视觉检测方法,通过合理的测量装置设计,基于机器视觉检测原理搭建在机检测系统。通过直线往复运动机构、摆臂机构及视觉检测机构相互配合的在机视觉检测装置实现胶辊检测。利用该装置获取胶辊图像,通过视觉处理软件依次对胶辊图像进行图像滤波、形态学分析等图像预处理;采用亚像素边缘检测方法进行螺纹轮廓的精准定位,然后利用Harris角点检测算法提取特征点;最后采用最小二乘法分段拟合方法得到胶辊螺纹轮廓,并计算胶辊螺纹齿形的主要参数,判断胶辊的合格性。实验结果证明:所提胶辊齿形几何参数在机视觉检测方法可以实现胶辊齿形的高效高精度检测。     

基于激光三角法的自由曲面零件测量

针对超细长螺旋曲面工件廓形误差脱机测量所用测量设备不能满足工件长度和工件稳定旋转等方面要求的难题,提出了一种基于激光三角法的自由曲面零件测量系统,该系统通过利用机床对工件的定位、夹紧、支撑以及有关运动和控制机构,增配激光检测系统,增配运动部件实现的。构建完成了在机激光检测硬件技术平台;通过对采集所得的点云数据进行分析处理,绘制出被测工件的截面廓形。结果表明:该系统提高了检测的效率和准确性,提高了细长螺旋曲面零件的精度,从而实现了螺旋曲面廓形的精确测量。     

基于线激光扫描的工业焊缝外观检测系统

文中针对表面带有鱼鳞纹的焊缝提出了工业焊缝外观检测算法:采用高维最小二乘法来拟合焊缝轮廓线,求取拟合轮廓线的二阶导数来确定焊趾范围;并基于拟合轮廓与实际轮廓间的位置偏差提取特征点,进而得到工业焊缝的形状参数.基于上述算法,开发和调试工业焊缝检测的软硬件系统.试结果表明,针对表面有鱼鳞纹的焊缝该算法可以稳定、准确、快速的进行检测.工业应用表明,该系统可稳定实现焊缝轮廓数据的快速采集.通过该系统实现对采样数据的处理计算,最后得到准确的检测结果.     

基于双边滤波的三维曲面重构技术在钢轨检测中的应用

钢轨廓形的测量对指导钢轨打磨、提高列车运行安全、延长钢轨寿命具有重要的意义。采用三维激光扫描重建技术,获取钢轨廓形点云数据;分别采用迭代最近邻算法、双边滤波法以及曲率精简法对钢轨点云数据进行拼接、降噪和精简处理;对比在不同高斯滤波参数下,该技术对钢轨点云数据的滤波效果。结合UM动力学软件和有限元分析软件对三维重构后的钢轨模型进行仿真对比分析。结果表明:采用该三维重构技术可以快速地对钢轨的型面进行重构;高斯滤波参数σ_c为20时,对钢轨点云数据的滤波效果较好,能够使钢轨轨顶保持良好的细节特征。     

基于视觉的非接触外螺纹关键参数测量方法

针对外螺纹零件关键参数测量效率低、工作强度大、精度低,且难以实现在线自动检测的问题,提出一种基于视觉的非接触外螺纹关键参数测量方法。首先,针对螺纹图像中不存在明显直线的情况,设计一种基于Hough变换的特征圆提取螺纹图像倾角校正算法,利用特征圆圆心构造螺纹虚拟直线以实现螺纹倾角计算并旋转图像;进一步,在螺纹的感兴趣区域(ROI)区域内进行一系列图像处理得到螺纹轮廓点,采用最小二乘算法拟合螺纹上、下轮廓点直线,实现螺纹的大径与小径高精度测量。现场测试表明所提方法能对螺纹图像倾斜进行有效校正,大径与小径尺寸测量精确达到0.008 5 mm,验证提出方法可行性和有效性。     

基于UG二次开发的精锻航空叶片型面参数提取技术

针对精锻航空发动机叶片型面特征参数的提取的实用性要求,研究了基于UG环境下航空叶片型面特征参数的提取技术,对于叶片型面的检测,主要针对的是叶片的各个截面参数,如前后缘、弦长、最大叶型厚度等。针对叶型的前、后缘特征,采用带约束的最小二乘法进行轮廓拟合;针对弦线特征,在坐标变换原理的基础上,采用投影法求解弦长和弦线角;针对中弧线特征,采用内切圆法求解,同时提取内切圆的圆心位置,求解出叶型的最大厚度等。最后,以某型号叶片为例,将提取数据与理论叶型参数值进行对比,验证了该技术的准确性。通过提取的截面轮廓特征数据,可以为测量路径规划、测量数据配准和线轮廓误差评定所需的参数提供理论支持。     

基于CCD技术的石材大板表面廓形检测研究

采用工业CCD(charge coupled device)摄像机、图像采集卡、计算机等硬件设施搭建了一套基于CCD技术的石材大板表面廓形检测系统。该系统实现了非接触检测功能,解决了传统接触式石材表面廓形检测的问题。本系统首先由CCD摄像机采集石材大板图像,然后通过VC++编程软件并结合OpenCv机器视觉库实现图像的提取、处理、分析等过程,快速完成了石材大板表面廓形的检测。该系统为以后的石材大板优化处理、智能切割、工程板在线加工提供了一个基础平台。     

基于机器视觉的阀门零件同轴度测量系统研究

为准确测量阀门零件两连接孔的同轴度,设计了一种基于机器视觉的阀门零件同轴度测量系统。该系统通过电耦合器件CCD采集图像信息,运用MATLAB软件对测量系统进行标定,通过图像降噪、二值化预处理、图像边缘提取、圆拟合,最后计算出零件的同轴度。实验结果表明,该测量方法同传统测量方法相比有着更为精确的测量结果,完全可以满足生产应用的需求。     

复杂纹理工件的位姿检测方法研究

针对工业检测中一类具有平面特征的复杂纹理金属工件的位姿检测问题,使用双目视觉和DLP投影仪,将工件的局部特征作为检测重点,提出一种投影差分多线结构光的方法,使差分结构光的中心线相互补偿,减少提取光条中心线出现异常点的概率。运用极线约束特征点行对齐的特性,设计无编码双目结构光系统特征点匹配方法,提高提取平面特征点的稳定性。利用Tukey权重函数改进拟合算法,进一步提升工件被测平面拟合精度和提取工件边缘和角点的准确度,解决了传统拟合模型算法权重分配不合理的问题。经三轴精密滑台实验,并与高精度三坐标仪对比检测结果,验证该方法可以满足高精度三维测量的需求。     

基于侧边基准面标定的叶片型面光学检测

叶片型面精度直接影响其工作性能和使用寿命,高效和精确的叶片型面检测对其质量控制至关重要.对此,建立了一套面向叶片型面精度测量的四轴光学检测系统,提出了一种基于叶片侧边基准面快速标定其回转轴线的型面光学检测方法.该方法可在不引入外部标定物的情况下,完成叶片型面的快速测量与重构.该方法测得实验数据与三坐标机检测数据相比,其...     

基于点云三维重建的装配件尺寸测量系统北大核心

针对机械加工偏差和人为因素,造成装配面间几何尺寸信息不匹配,而采用人工检测效率低、重复性差,难以满足工厂在线实时检测要求等问题,提出一种基于点云三维重建的装配件实时在线测量系统。以点与点间存在的内在约束作为先验引导信息,提出改进的RANSAC算法来检测并剔除异常数据点,显著减少算法耗时同时大幅提高了平面特征的提取准确率;再利用最小二乘法对剩余有效点进行拟合,对法兰盘工件重建三维模型并进行关键尺寸测量。实验结果表明,基于点云三维重建的工件尺寸测量方法有较好的准确性和检测效率,法兰盘工件测量过程耗时约5.6 s,测量标准误差在±0.16 mm以内,测量误差不超过0.30 mm,满足了工件测量的实时性和准确性要求。     

轮胎模具三坐标检测设备的研发

在结合光栅尺测距与激光测距的基础上,设计了一种基于FPGA的子午线轮胎模具激光检测系统。该检测系统由机械装置和光电检测与控制系统两大部分组成。光电检测与控制系统主要有下位机和上位机两部分。下位机可以通过步进电机控制光电检测装置的移动,接收来自上位机的控制命令改变测量点,将光栅尺的数据进行采集分析并实时返回给上位机控制程序。在控制程序中完成对激光测距仪位移数据和下位机光栅尺位移数据进行采集、运算,得到子午线轮胎模具具体某一点的相对内径大小,同时可以向下位机下达控制指令,实现对子午线轮胎模具不同花纹层的相对内径大小进行多点测量。     

测量条件对激光三角测距器测量精度的影响

激光三角测距器作为一种非接触、高精度的检测仪器,其工作环境、安装方式、测量条件等因素对测量精度的影响限制了其在石油管螺纹测量领域的应用。针对这一问题,本文结合实际螺纹测量情况,通过大量实验探究滤波方式、测距器移动速度、方向、反射镜面积等因素对测量数据廓型的影响,分析产生误差的机理,并确定出合理的测量方案,为螺纹在机测量系统的设计提供了理论和实验依据。     

钻杆连接螺纹磁扰动检测方法与系统

为了满足钻杆连接螺纹高效、可靠的检测需求,针对现有检测方法与装置的不足,提出了一种钻杆连接螺纹的磁扰动检测方法。利用COMSOL软件仿真分析了永磁体几何参数以及提离高度对螺纹根部磁化状态的影响,获得了最优的永磁体参数;并与高灵敏度霍尔传感器相配合制作成检测探头,然后根据螺纹曲率变化的特点,设计了多自由度自适应的探头跟踪机构,分别设计了钻杆连接内外螺纹的检测装置,检测效率为30 s/根,最小检测深度为0.15 mm。     

基于Qt的钢管壁厚在线检测软件设计

针对目前钢管端面壁厚的测量多采用人工抽检的方式,从而导致测量效率低、精度低、测量数据少的情况,对机器视觉测量技术进行了研究。基于机器视觉,设计钢管壁厚在线检测系统。通过对相机进行标定,获得图像像素值与实际值之间的关系,使用相机采集钢管端面图像,对采集得到的图像进行图像预处理、边缘特征点提取等操作;改进RHT圆检测算法,完成钢管端面圆形轮廓的检测,进而实现对钢管端面壁厚的测量。为了便于操作,基于Qt跨平台开发框架设计了钢管壁厚检测系统人机交互界面软件。结果表明：该系统具有良好的稳定性,检测误差约为0.1 mm,可以高效地完成壁厚检测任务。     

基于特征点的在线超声波测厚系统性能诊断

提出了基于回波信号的典型幅值特征点识别的超声波系统健康状况判断方案,通过对特征点的提取和引申运算,及时自动地对测量硬件系统的性能作出合理适当的判断和评价,提示相关人员是否需要进行现场维修。分析结果与试验数据表明,通过识别特征点判断系统性能的方法切实可行,对长期监测超声波设备健康状况有积极作用,且大大提高了系统维护的效率。目前该方法已经实现工程化应用。     

基于激光三角法的滚珠丝杠螺母内滚道型面检测

针对目前滚珠丝杠螺母内滚道型面检测方法具有效率低、受人为因素影响大等弊端,提出一种非接触式测量方法。该方法基于激光三角原理,采用直角棱镜改变光路的安装方式将高精度激光测头用于检测滚珠丝杠螺母内滚道型面。将测得的数据利用最小二乘法线性拟合,得到滚道轮廓数据,从而计算得到具体参数。最后对测量误差进行了分析,并利用钢球法分析出了系统误差。该方法具有精度高、测量速度快、不损伤测件等优点,且可以解决激光难以伸入测量内滚道的技术难题。     

基于模型的加工中心计算机辅助在机测量策略

航天产品复杂零部件的精密加工与检测是数字化制造领域的研究热点。为提高复杂零部件的检测精度及检测效率,提出基于模型特征的计算机辅助接触式在机测量策略。开发了基于STEP(产品模型数据交互规范)零件模型检测特征识别与提取系统。为了提高测量精度研究了测球半径补偿方法,分析了基于特征的测点选择及测量宏程序编制。利用opencascade几何造型内核在Qt平台上开发了原型系统,通过对发动机缸盖定位圆柱孔的在机检测试验验证了所建立系统的有效性。