基于机器视觉的斜齿轮螺旋角在线检测方法研究

针对斜齿轮螺旋角测量难度高、测量装置复杂、测量耗费工时过多、难以实现在线测量等问题，以斜齿圆柱齿轮为研究对象，提出了一种结合曲线拟合的斜齿轮螺旋角机器视觉测量方法。首先，设计并搭建了与端面测量系统相结合的斜齿轮螺旋角视觉测量系统，使用双远心镜头相机采集了斜齿轮侧面图像，对齿形进行了建模与分析，验证了方法的可行性；然后，采用统计结构元素的方法判定了斜齿轮的旋向，先后利用结合同态滤波的canny算子以及基于改进的击中击不中变换的斜率筛选算法，对斜齿轮侧面图像进行了处理，得到了齿线边缘图；最后，通过拟合得出单条齿线的解析式，再利用其余齿线边缘点与解析式坐标的方差优化解析式，得到了斜齿轮的螺旋角，结合设计值对实验结果进行了验证。实验及研究结果表明：该方法测量速度约1 s,斜齿轮螺旋角测量误差可达4.38′,斜齿轮旋向测量准确；该方法的测量系统能够在测量齿轮的齿数、齿顶圆直径、分度圆直径等参数的同时，测量斜齿轮的螺旋角和旋向，满足工业快速在线检测的要求。