基于光视觉技术的深孔直线度检测系统-

第2期2016年2月组合机床与自动化加工技术

Modular Machine Tool &Automatic Manufacturing Technique

No.2Feb.2016

文章编号:1001-2265(2016)02-0051-03一一一一DOI:10.13462/https://www.360docs.net/doc/0616401708.html,ki.mmtamt.2016.02.015

收稿日期:2015-03-13;修回日期:2015-04-19

一?基金项目:国家自然科学基金资助项目(51175482/E050901);山西省发明专利转化项目(141004);中北大学科技成果转化资助项目(201505);中

北大学自制实验设备项目(201527)

作者简介:郝永鹏(1988 ),男,太原人,中北大学硕士研究生,研究方向为深孔加工技术,(E -mail)291038673@https://www.360docs.net/doc/0616401708.html,三

基于光视觉技术的深孔直线度检测系统?

郝永鹏a ,b ,于大国a ,b ,李少敏a ,b ,李忠秋a ,b

(中北大学a.机械工程与自动化学院;b.山西省深孔加工工程技术研究中心,太原一030051)摘要:为了解决深孔直线度的高精度检测问题,利用线结构光视觉技术得到能够反映深孔截面形廓与位置的一对椭圆光弧;利用光纤传感技术将激光传送至光学系统并将得到的椭圆光弧图像传送给CCD 相机;设计了相配套的自定心二自调节半径的自定心进给机构;针对在实际应用中一对椭圆光弧对不能严格共面问题,提出了利用坐标变换法等知识实现光弧椭圆中心定位三实验证明该检测系统能够满足检测要求,具有一定的理论意义和工程应用价值三关键词:线结构光视觉;自定心;直线度

中图分类号:TH161;TG506一一一文献标识码:A

Linearity Detecting System for Deep Holes Based on the Light Vision Technology

HAO Yong-peng a,b ,YU Da-guo a,b ,LI Shao-min a,b ,LI Zhong-qiu a,b

(a.College of Mechanical Engineering and Automation;b.Engineering Research Center for Deep-hole Drilling of Shanxi Province,North University of China,Taiyuan 030051,China)

Abstract :In order to solve the problem of high-precision detection for linearity of deep-hole ,based on linear structured light vision technology ,get the pair of elliptical light arc of deep hole section that can reflect its shape profile and position ;Based on the optical fiber sensing technology transfer the light to the optical sys-tem and also transfer the elliptical arc light?s image to the CCD camera.Designed a feeding device with function of self-centering and self-adjusting radius feed matching with the detection system.To address the problem of two structured-light stripes are not strictly coplanar ,put forward a new method to realize ellipti-cal light arc?s central location by using the method of coordinate transformation.The result indicates that the measurement system can meet the testing requirements.Also it is really significant in theory and is valuable in engineering applications.

Key words :linear structured light vision ;self-centering ;linearity

0一引言

深孔加工在机械行业中有着广泛应用,如液压油缸二换油泵管二火炮身管二机械设备壳体等三由于受到几何形状的限制,深孔测量工具在其内部不能方便地进行操作和调整,如何快速准确地检测深孔直线度是当前的一个研究热点[1]三

在国外,瑞典Sandvik Coromant 公司二德国Guhring 公司以及日本机械技术研究所等都对深孔加工直线度等问题进行了研究和实验三日本的Masuzawa 提出了振动扫描法,实现了直径为0．2mm二深度为0．3mm 微孔的测量,后来日本学者在此基础上进行改进,实现了直径0．2mm二深度为1．0mm 微孔的测量三德国联邦物理技术研究院和天津大学联合提出了光纤微力接触式测量方法三美国B.Muralikrishnan 提出了光纤倾斜测孔法[4-5]三

在国内,科研人员也对深孔直线度的研究给予了高度重视,比较有代表性的有成都工具所二北京普锐科创科技有限公司等三北京理工大学徐永凯等通过对EST 法测量深孔母线直线度不确定度的分析,导出了直线度评定误差的数学表达式三中北大学沈兴全二于大国二庞俊忠等发明了基于激光制导原理的深孔在线检测与纠偏方面发明专利多项[5]三

总之,在目前深孔类零件直线度测量中,涡流法二超声法二杠杆法二活塞法二超声波法测量精度较低,无法满足高精度零件的测量要求[3],光学单点扫描法测量效率低,而目前比较先进的激光与PSD 相结合的测量方法,不仅价格昂贵而且检测前期的对准调节操作存在无法避免的误差,从而造成测量结果不能满足要求三

本文设计了一种基于光视觉技术的深孔直线度检测系统,将线结构光视觉技术与光纤传感技术结合得到能反映深孔截面的一对椭圆光弧并将其传送给