基于視覺引導(dǎo)的激光齒輪倒角測(cè)量系統(tǒng)研究.pdf

1、倒角齒輪是汽車變速箱中的關(guān)鍵傳動(dòng)部件，其加工精度的高低直接決定汽車變速箱的質(zhì)量。評(píng)價(jià)倒角齒輪加工精度高低的方法是對(duì)齒輪倒角輪廓進(jìn)行精密測(cè)量，目前常用的測(cè)量方法是基于卡具定位的探針接觸式測(cè)量方法，定位過(guò)程復(fù)雜、測(cè)量效率低下且探針會(huì)劃傷齒輪表面。因此研究一種快速、高精度、智能化的測(cè)量方法在制造業(yè)中具有重要意義。
　　機(jī)器視覺作為一種新興的智能化、非接觸式測(cè)量方法與技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品質(zhì)量的檢測(cè)、逆向工程、機(jī)器人導(dǎo)航等諸多領(lǐng)域。在機(jī)

2、械制造業(yè)中，機(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)也被用于對(duì)工件的三維輪廓尺寸進(jìn)行非接觸式測(cè)量。該技術(shù)的核心部件往往是圖像傳感器。面陣圖像傳感器可一次拍攝相機(jī)視野范圍內(nèi)的整個(gè)空間的圖像，圖像經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后可立即得到測(cè)量結(jié)果，因此其測(cè)量速度非常快。但是，由于自身像素尺寸等原因，決定其測(cè)量精度無(wú)法滿足一些行業(yè)精密測(cè)量的要求，在本文研究中所涉及到的齒輪倒角測(cè)量就遇到這樣的難題。點(diǎn)視覺的激光位移傳感器測(cè)量精度很高可達(dá)0.1um，但其每次只能測(cè)量平面中一點(diǎn)的信息，要完

3、成對(duì)一個(gè)區(qū)域的測(cè)量，則需要激光位移傳感器在該區(qū)域中不斷運(yùn)動(dòng)，直到采集完所有點(diǎn)為止，所以其測(cè)量速度較慢。本文結(jié)合圖像傳感器測(cè)速快，激光傳感器精度高的優(yōu)點(diǎn)，提出一種利用圖像傳感器實(shí)現(xiàn)高速定位測(cè)量，激光傳感器實(shí)現(xiàn)倒角輪廓精密測(cè)量的快速兩級(jí)視覺精密測(cè)量方法。該方法使用視覺智能定位取代傳統(tǒng)的機(jī)械卡具定位，使用激光位移傳感器取代探針實(shí)現(xiàn)非接觸式測(cè)量，解決了倒角齒輪測(cè)量行業(yè)中面臨的定位復(fù)雜、損傷齒輪表面和智能化程度低等問(wèn)題。
　　本課題研究的主

4、要內(nèi)容包括:
　　1.結(jié)合目前齒輪倒角測(cè)量所面臨的問(wèn)題，提出一種基于兩級(jí)視覺傳感器的快速、高精度、非接觸、智能化的齒輪倒角輪廓三維尺寸測(cè)量方法。
　　2.根據(jù)選定的測(cè)量系統(tǒng)方案，設(shè)計(jì)了測(cè)量系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，研究了面陣圖像傳感器、XY驅(qū)動(dòng)平臺(tái)和激光位移傳感器的驅(qū)動(dòng)控制原理，并搭建了測(cè)量系統(tǒng)。
　　3.研究了齒輪圓心定位的圖像處理算法、規(guī)劃了齒輪倒角輪廓的測(cè)量路徑，并編寫了基于VC++、MFC的測(cè)量系統(tǒng)的軟件程序。