螺旋锥齿轮齿面点图像识别以及测量技术

螺旋锥齿轮齿面点图像识别以及测量技术

赵忠阳

中国航发哈尔滨东安发动机有限公司黑龙江哈尔滨150066

摘要：使用计算机视觉测量系统测量螺旋锥齿轮的加工情况，研究出了一种新型的准确度和测量效率高的非接触测量方法，在利用两个固定摄像机检测齿轮加工的基础上，重建摄像机拍摄到的画面，以此在计算机中获取螺旋锥齿轮的齿面坐标，然后和理论齿相互比较可以看出加工齿面之间存在的误差性，在找寻误差的同时改进和完善加工参数，此种方式从一定程度上优化了螺旋齿轮检测和修正的工序，最终为实现螺旋锥齿轮加工、检测以及调整闭环系统提供相应的技术支持依据。

关键词：螺旋锥齿轮；轮齿齿面接触；图像识别技术；工件测量

在螺旋锥齿轮转动期间，轮齿齿面接触区域的位置、形状和大小，对齿轮正常传递荷载和平稳性有一定的影响，它被当做锥齿轮的主要性能指标，锥齿轮在齿形加工之后，都要使用测量齿轮对轮齿接触区域进行检验。由于螺旋锥齿轮空间具有一定的复杂性，所以其调整和修正过程中，产生的难度较大。当前测试方法分为两方面，第一是三坐标测量法，它是应用较多的一种方法，性能好，另外是测量仪器，为了正确测量和评定产品质量，齿轮测量仪器通常应按照我国国家标准GB/T10095-2001的渐开线圆柱齿轮精度标准所规定的精度项目、精度评定方法以及规定的公差，对产品齿轮进行快速、高效、可靠的测量。由于市场对齿轮测量不断提出新的更高要求，因此齿轮测量精度项目也应不断有所发展，齿轮测量仪器也应有所创新，使测量功能不断增强，以满足新的需求。

1、螺旋锥齿轮齿面点图形识别的重要性

在现代的计算机高科技技术，激光技术，图像处理，数字数据处理，数字信号处理，以及包括精密仪器技术的研究发现以及逐渐应用被发现。同样，齿轮在工业上的测量数据以及实时测量的技术也在逐步飞速的发展。在信息化技术高度发达的今天以及数字化的高科技技术的日益推崇并且发展下，基于传统模式发展的工业，在齿轮技术的方面，是在现代高科技技术的面前，是滞后的，对于现在的工业齿轮技术来说，既是机遇，又是一定上的科技攻关难题的高难度的挑战。因此在现在工业技术的重要环节实现在工业生产中现代化，以及数字化的进程的最重要的环节就是齿轮的测量技术技艺图像传感看技术。只有实现齿轮测量技术以及实际操作中传感的现代化，在实际的齿轮生产中才能更好更有效的减小齿轮在实际生产中的误差以及加快并且简化齿轮生产的繁琐工序，并且为螺旋锥齿的具体调整程序提供准确的实际参数。

2、螺旋锥齿轮齿面点的获取

在一般情况下，根据计算机系统与现实的成像技术相结合可以实现工件的二维到三维的立体视觉系统，在一般情况下，在一整套立体视觉系统中，我们在实际操作中可以采用两个独立并且分别采用固定方式搭接的高清晰度的摄影摄像的设备，放在所被测量工件的不同角度，不同方位的恰当位置。同时，在进行测量时，先要进行数据的基本评估，需要通过定标测量的方法来确定两个摄影设备与被测工件之间的恰当距离，以及两台摄影设备之间的合适角度。然后，我们通过线性摄影设备传回的具体数据进行模型建立，并且通过光学成像的原理具体测量实施。在实际实验数据的参量当中，我们在通常情况下可以采用标定参照物已经知道参照物的点与实际回传图像的坐标间的实际互影关系求得在实际的摄影设备的矩阵关系，并且根据矩阵关系所整理的数据求得实际的发生位置。

3、螺旋锥齿轮计算机技术视觉测量

通常情况下，用计算机系统进行实际的齿轮测量中包括，有光源的采集，摄像机，采集卡，处理软件等。在实际的工业中生产原理为通过实际的工件采样图像信息，把所采集的数据信息进行数据回传入计算机，并且通过后台离谱法进行数据分析的方法，在实际的计算机视觉测量当中，涉及领域颇多，其中包含有许多学科的工程技术以及相关的理论知识，包含有，高等数学知识，光学，信号处理，数据处理等最新的科技前沿技术。下面的处理方案为我们所涉及列举图稿。

在设计的这一整套螺旋锥视觉测量这个系统当中，可以按照功能，类别，以及分工作用大致分为五个模块进行系统组合。

第一，输入模块组合，在螺旋锥计算机视觉测量系统当中，在刚开始的模块中，输入模块大致上是负责信息以及图像的录入以及实时信息技术数据的回传，并且通过该模块的信息处理，可以有效的将螺旋锥的实时的原先数据以及修正后的数据信息进行比对核实，再比对，再核实的反复过程。从而完成正确的信息录入，达到准确的螺旋锥数据图像的采集。在这个模块当中，通过可见光源以及两台固定摄影摄像设备所输出的是视频音像信号经过转化器进行转化，然后回传成视频信息发到计算机图像存储设备，再由计算机进行分析处理。

第二，处理模块组合，在这个模块组合中，是通过计算机在第一部分的的模块中，原先通过视频信号收集加工后的图像进行处理。在这一门模块当中的重点是为了实现图像信息的加工处理以及通过回传的螺旋锥的数据信息进行算法的检测，来核实理论数据与实测值的比较值，进而修正数值，进行改正。在这一模块当中，需要用到图像处理技术对原先收集到的信息图像进行平滑，滤波预前处理，减低图像的噪音处置。在螺旋锥数据以及图像的处理当中，在工件即螺旋锥本身的边缘轮廓的数据获取是最重要的。根据图像收集所回传的信息进行整理，边缘轮廓的扫描所呈现的微边缘轮廓的曲线操作。在其后，我们可以运用高数的解图方法进行直方分布图进行分析，用所计算得到的数值进行图像二值化，获得公式以及曲线进行求解。在这篇文章中采用的为普拉斯算子。

第三，技术显示模块组合，在该模块的组合中，主要的目的是通过人类的信息处理，实现人机的交互模式。并且我们可以通过最基础的程序语言可以在很大程度上实现数值idea测量以及显示，包括螺旋齿的齿面都有体现。

第四，数据的分析组合，通过之前的图像处理，人为的修正错误参数进行调整，从而可以在数据整理得出最佳的齿面，并且可以依据采集点的坐标作为参考，再重新进行反复的核算考量，从而可以根据得到的数据进一步分析，缩小误差值，并且进行数值核算。从而可以进一步进行数据反馈，达到最佳的数据分析结果。

第五，调整分析组合，在这个模块当中，我们可以根据前几个模块所反映的数值以及具体数据的参考值进行评估以及修正和改良。在这个模块当中，可以有效的将计算的数值以及在实际操作中的实际生产结合，形成一整套系统，在一定程度上简化了生产工序，提高了生产的效率。

4、结语

在通常情况下计算机视觉测量技术能够为在工业生产的螺旋锥的测量以及实际的工程检验提供更高效，更便捷的先前条件，通过这种测量方法，可以有效的对工件本身做测量评估以及实际的修正误差提供便捷，通过计算机系统的分析以及与理论结果的比较，可以优化原先的程序，达到齿轮最优处理。

参考文献

[1]王裕清,张高峰.螺旋锥齿轮接触斑点识别系统研究[J].煤矿机械,2016.