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基于机器视觉的斜齿轮螺旋角在线检测方法研究

作者：金昭,李长安,窦亚萍,等日期：2022-08-17/span> 浏览：1426 查看PDF文档

基于机器视觉的斜齿轮螺旋角在线检测方法研究*

金昭,李长安,窦亚萍,杨慕升*,隋文涛

(山东理工大学机械工程学院,山东淄博 255000)

摘要: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。

关键词:齿轮传动系统;圆柱齿轮;斜齿轮螺旋角;边缘检测;曲线拟合;在线测量;形态学处理

中图分类号:TH132.41;TP391.4文献标识码:A文章编号:1001-4551(2022)06-0783-08

本文引用格式:

金昭,李长安,窦亚萍,等.基于机器视觉的斜齿轮螺旋角在线检测方法研究［J］.机电工程,2022,39(6):783-790.

JIN Zhao, LI Chang-an, DOU Ya-ping, et al. Research on on-line detection method of helical gear helix angle based on machine vision［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2022,39(6):783-790.