机器视觉螺纹测量的误差原因及规避措施探讨

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 机器视觉螺纹测量的误差原因及规 避措施探讨 摘 要制造行业对生产的质量的 要求越来越高，对效率也是一样，如今 比较受欢迎的是机器视觉的测量方法， 这样的方法能够将外螺纹的测量变得十 分的快速有效，在最近的这几年也受到 了很多的关注和讨论。为了追求更加精 确的测量，我们需要对机器视觉螺纹测 量可能出现的这个小误差展开比较详细 的探讨。 中国论文网 /1/view-12797874.htm 关键词 螺纹测量 机器视觉 误 差原因 中图分类号：TN234 文献标识 码：A 文章编号：1009-914X（2015） -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 19-0294-01 如今的制造行业对生产的质量的 要求越来越高，对效率也是一样，因此 比较传统的螺纹测量的方法已经不能够 跟上生产领域的总体要求了。如今比较 受欢迎的是机器视觉的测量方法，这样 的方法能够将外螺纹的测量变得十分的 快速有效，在最近的这几年也受到了很 多的关注和讨论。甚至在内螺纹测量的 领域也可以采用这样的方法。机器视觉 的测量法通常都是通过投影的办法来完 成，由于它存在一定的缺点，因此存在 一定的误差，产生这种误差的原因通常 是因为延伸螺旋面存在一定程度上的遮 挡以及不精准的调焦，很少有人会将这 个误差提上解决的日程，大多都是将其 忽略掉。但是为了追求更加精确的测量， 我们还是需要对机器视觉螺纹测量可能 出现的这个小误差展开比较详细的探讨。 一、机器视觉螺纹测量的主要方 法 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 测量的方法在大部分的情况下都 会使用的是影像投影的方法，大概可以 分成两种比较具体的途径：垂直和切线。 垂直：使用与待测螺纹的轴线相 垂直的光线投射，这样得到的影像经过 我们的测量和计算可以反映出待测的螺 纹比较真实的形态的一种途径。这样的 测量方法虽然可以比较直接的获得待测 螺纹的轴剖面牙型，却会导致不够精确 的弊端，只能用于比较普通的测量。 切线：同样是采用投影的方式， 不过切线测量是让光线相切于待测螺纹 的中径牙侧螺旋线，这样得到的影像经 过我们的测量和计算可以反映出待测的 螺纹比较真实的形态的另一种途径；这 种方法可以避免垂直测量方法造成的误 差，但是由于螺纹形态的角度问题依然 会存在一些虚影产生误差。 二、针对误差的具体分析 （一）垂直测量 这种方法产生的误差是基本上是 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 由于螺旋面的延伸对投射的阴影产生的 遮挡因此产生的误差，通常为了尽可能 的避免这一误差都会使用背光来进行投 射。这样就可以将虚影的区域与螺纹本 身的牙凸投影相结合，我们通常称这种 误差为遮挡误差。 由于我们在进行垂直测量的过程 中并不需要考虑待测螺纹的角度来改变 光线的方向，能够很好的提高我们的测 量效率，测量的方法和过程也十分的简 单，但是同时它也具有非常大的不确定 性。 （二）切线测量 我们已经得知，切线测量的方法 是光线与螺纹面相切的测量法，规避了 上面所说的遮挡误差，某种意义上我们 已经可以得到最精确的数字了，但是我 们这样得到的依然还是有一定的误差。 这里的误差是综合了螺纹的牙顶、牙根 螺旋线和牙中径的螺旋线的升角的差异 而产生的，所以在这里我们将它称为是 不同螺旋升角误差。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 制造好的螺旋面是非常的确定的， 但是导程对不同的螺旋的升角是有非常 大的作用的，导程比较大的时候带来的 误差是我们无法忽视的，使用这样的方 法显然是可以极大地降低垂直测量带来 的误差的，同时如果在导程确定的情况 下，测量梯形的螺纹也可以确定比较高 的精确程度。 三、具体实验 为了利于我们的对比和数值的计 算，我们就米制梯形丝杠 Tr24mmx5mm 这种螺纹作为我们的测 量对象来进行调研，在试验中我们会使 用 2 种不同的测量方法，我们使用的测 量仪的型号是 YF2010。显微镜型号为 JX7，是比较万能的工具之一，最后我 们使用了 JGX-4 显微镜再次进行了测量， 我们的测量结果主要表现在下面这个表 格里面（如表 1 所示） 。 测量之后我们很快发现，我们得 到的标准差是 18.61、10.87、12.83，三 组数据再分别求出平均数的话则分别约 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 等于 30、29和 29，显然垂直测量法 得到的测量结果的偏差值非常大，也非 常的不稳定，这应该就是上面所说的延 伸螺旋面对投影造成了一定的遮挡产生 了虚影，而这个虚影的存在导致了我们 的测量出现了非常大的误差；但是在切 线测量之后我们发现测量结果的偏差值 不大，最大化的避免了螺旋面造成的虚 影，因此误差也比较小。 这说明大部分情况下，我们对螺 纹的测量出现的误差大多都是由于延伸 螺旋面的存在，这种影响也是相当可观 的，虽然误差不会很大，但是在以精密 为最重要的标准的工程技术上，这微小 的误差很可能会影响到整个工程的质量。 四、结语 经过我们的测量和计算，机器视 觉螺纹测量也还是会存在两种误差，也 就是我们上面所述的遮挡误差和不同螺 旋升角误差，这两种误差前者显然会比 后者的误差更大一些，而且不稳定的程 -精选财