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曲轴法兰盘孔组位置检测技术研究
| 论文题名： | 曲轴法兰盘孔组位置检测技术研究 |
| 关键词： | 汽车发动机;曲轴;法兰盘;孔组位置;视觉检测;位移传感器 |
| 摘要： | 机械制造业的不断发展给机械零部件的检测提出了越来越高的要求，寻求高效、自动化的零部件检测方法在机械行业发展中也越来越重要。目前，汽车曲轴法兰盘孔组位置检测手段主要是利用三坐标测量机或综合位置量规进行抽样检测，前者存在着操作复杂、检测效率低、难以在线检测的问题，后者无法进行定量检测。 本课题来源于2016年“轿车发动机曲轴磨削自动化高效柔性单元示范工程”国家科技重大专项，本文研究了一种曲轴法兰盘孔组位置检测方法，使用位移传感器获取曲轴轴颈信息，利用视觉检测技术获取法兰盘图像信息，实现法兰盘孔组位置的在线检测，本文的主要工作如下： 1.设计了一种曲轴法兰盘孔组位置综合检测方案，建立了相应的测量模型，研究了系统标定方法。基于标准曲轴信息、采用相对测量方法获得曲轴工件坐标系下的法兰盘孔心坐标，按照曲轴法兰盘孔组的设计基准完成孔组位置检测。研究了多项式拟合的二维影像映射模型的多相机标定方法，该方法操作简便易行，可以适应工业现场检测的需求。建立标准曲轴标定模型，计算法兰盘视觉坐标系与标准曲轴测量坐标系的转换关系。 2.研究法兰盘孔组图像处理技术，提出了一种改进的Canny边缘检测方法，最终获得视觉坐标系下的孔组中心坐标。利用各向异性扩散滤波实现不影响图像边缘的图像平滑，提取孔组轮廓后利用冗余边缘过滤算法剔除不可靠边缘，使用梯度插值法实现亚像素边缘提取，最后采用Meanshift椭圆拟合方法获得孔组中心坐标。 3.研制曲轴法兰盘孔组位置检测系统并进行实验验证系统性能。完成曲轴轴颈测量端与视觉测量端结构设计与硬件选型。分别进行相机标定、标准曲轴标定、孔组位置检测以及重复性检测实验。与三坐标测量机测量结果相比，曲轴法兰盘孔组中心坐标单方向测量误差小于0.07mm，重复性误差小于0.009mm，三倍实验标准差小于0.003mm，可以满足工业现场孔组位置检测的要求，实现在线高效检测。 |
| 作者： | 胡雨桐 |
| 专业： | 仪器科学与技术 |
| 导师： | 孙长库 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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