鋸齒形螺紋視覺檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及螺紋檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及鋸齒形螺紋視覺檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)技術(shù)的迅猛發(fā)展，機(jī)械裝置的自動(dòng)化程度越來越高，在這過程中也對生產(chǎn)制造中的工件精度要求越來越高。
[0003]傳統(tǒng)的螺紋質(zhì)量檢測的主要方法是螺紋環(huán)規(guī)或塞規(guī)、用螺紋千分尺測量、用齒厚游標(biāo)卡尺測量、三針測量法、雙針測量法，這種測量方法存在測量速度慢、測量精度低的確定，不利于提供流水線的自動(dòng)化檢測速度，已經(jīng)滿足不了現(xiàn)代工業(yè)對螺紋工件質(zhì)量測量效率和精度等方面的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供鋸齒形螺紋視覺檢測方法，其檢測得到的螺紋工件精度高。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]鋸齒形螺紋視覺檢測方法，包括如下步驟:
[0007]步驟一:對標(biāo)準(zhǔn)螺紋工件建立模板輪廓特征；
[0008]步驟二:對待檢測螺紋工件建立輪廓特征；
[0009]步驟三:判斷標(biāo)準(zhǔn)工件的模板輪廓特征和待檢測工件的輪廓特征的相似度是否達(dá)到預(yù)設(shè)值且滿足目標(biāo)個(gè)數(shù)，若是，則認(rèn)定待檢測螺紋工件初步合格，執(zhí)行步驟四，否則，認(rèn)定待檢測螺紋工件不合格，丟棄該待檢測螺紋工件；
[0010]步驟四:建立待檢測螺紋工件兩側(cè)的螺牙輪廓特征，根據(jù)該兩側(cè)的螺牙輪廓特征獲取待檢測螺紋工件兩側(cè)的螺牙之間的中線L，該螺牙輪廓特征具有多個(gè)螺牙；
[0011]步驟五:以中線L為基準(zhǔn)軸建立二維直角坐標(biāo)系以得到待檢測螺紋工件兩側(cè)的螺牙輪廓特征的所有坐標(biāo)點(diǎn)集合(XI，Y1)，獲取所有坐標(biāo)點(diǎn)集合(Χ1，Υ1)中Υ1的極大值Ymax和所有坐標(biāo)點(diǎn)集合(XI，Y1)中Y1的極小值Ymin，并獲取所有坐標(biāo)點(diǎn)集合中(XI，Y1)中的Y1大于或小于極大值Ymax預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的所有坐標(biāo)點(diǎn)的集合A，以及獲取所有坐標(biāo)點(diǎn)集合中(XI，Y1)中的Y1大于或小于極大值Ymin預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的所有坐標(biāo)點(diǎn)的集合B ;將集合A和極大值Ymax擬合成直線Ml，將集合B和極小值Ymin擬合成直線M2，并根據(jù)直線Ml和直線M2求取螺紋大徑d、螺紋小徑dl和螺紋中徑d2 ；
[0012]步驟六:根據(jù)中線L獲取直線L3和直線L4，并根據(jù)直線L3、直線L4分別與螺牙輪廓特征的交點(diǎn)求取螺距P，所述直線L3和直線L4分別平行于中線L，中線L位于直線L3和直線L4之間，且直線L3和直線L4與中線L的距離均為螺紋中徑的一半；
[0013]步驟七:獲取任意一螺牙兩側(cè)的谷值點(diǎn)ml、谷值點(diǎn)m2、該螺牙的峰值點(diǎn)m3、峰值點(diǎn)m4以及直線T1，根據(jù)谷值點(diǎn)ml和峰值點(diǎn)m3生成第一正方形區(qū)域以擬合成直線L5，根據(jù)谷值點(diǎn)m2和峰值點(diǎn)m3生成第二正方形區(qū)域以擬合成直線L6，判斷直線L5與直線T1之間的夾角α 1以及直線L6與直線Τ1之間的夾角α 2分別是否滿足預(yù)設(shè)范圍，若是，則該待檢測螺紋工件合格，否則，不合格；其中，所述峰值點(diǎn)m3為直線Ml上靠近谷值點(diǎn)ml的一個(gè)端點(diǎn)，所述峰值點(diǎn)m4為直線Ml上靠近谷值點(diǎn)m2的一個(gè)端點(diǎn)，谷值點(diǎn)ml為直線M2上最靠近直線Ml 一側(cè)的一端點(diǎn)，谷值點(diǎn)m2為直線M2上最靠近直線Ml另一側(cè)的一端點(diǎn)，所述直線T1與谷值點(diǎn)m2所在的直線M2垂直。
[0014]優(yōu)選的，所述步驟一包括如下子步驟:
[0015]步驟1.1:獲取標(biāo)準(zhǔn)螺紋工件的灰度圖片，并在灰度圖片上選取一搜索區(qū)域；
[0016]步驟1.2:在搜索區(qū)域中對比相鄰像素之間的對比度，當(dāng)對比度大于第一預(yù)設(shè)值時(shí)形成模板輪廓特征；
[0017]步驟1.3:對模板輪廓特征進(jìn)行預(yù)設(shè)的第一角度范圍變化，獲取一系列的模塊輪廓特征；
[0018]步驟1.4:保存系列的模板輪廓特征。
[0019]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述第一預(yù)設(shè)值為40，所述預(yù)設(shè)的第一角度范圍為±0.5°。
[0020]優(yōu)選的，所述步驟二包括如下子步驟:
[0021]步驟2.1:獲取待檢測螺紋工件的灰度圖片，并在灰度圖片上選取一搜索區(qū)域；
[0022]步驟2.2:在搜索區(qū)域中對比相鄰像素之間的對比度，當(dāng)對比度大于第二預(yù)設(shè)值時(shí)形成輪廓特征；
[0023]步驟2.3:對輪廓特征進(jìn)行預(yù)設(shè)的第二角度范圍變化，獲取一系列的輪廓特征；
[0024]步驟2.4:保存系列的輪廓特征。
[0025]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述第二預(yù)設(shè)值為20，所述預(yù)設(shè)的第二角度范圍為±0.5°。
[0026]優(yōu)選的，步驟三中所述預(yù)設(shè)值為75%，目標(biāo)個(gè)數(shù)為1。
[0027]優(yōu)選的，步驟4.1:建立待檢測螺紋工件兩側(cè)的螺牙輪廓特征，該螺牙具有多個(gè)螺牙；
[0028]步驟4.2:處理待檢測螺紋工件其中一側(cè)的螺牙輪廓特征以形成閉合輪廓D1，處理待檢測螺紋工件另一側(cè)的螺牙輪廓特征以形成閉合輪廓D2 ;
[0029]步驟4.3:根據(jù)最小二乘法擬合閉合輪廓D1成直線L1，同時(shí)根據(jù)最小二乘法擬合閉合輪廓D2成直線L2 ;
[0030]步驟4.4:根據(jù)直線L1和直線L2獲取待檢測螺紋工件兩側(cè)的螺牙之間的中線L，其中，直線L1至中線L的距離等于直線L2到中線L的距離。
[0031]進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟五包括如下子步驟:
[0032]步驟5.1:以中線L為基準(zhǔn)軸建立二維直角坐標(biāo)系以得到待檢測螺紋工件兩側(cè)的螺牙輪廓特征的所有坐標(biāo)點(diǎn)集合(XI，Π)；
[0033]步驟5.2:掃描所有坐標(biāo)點(diǎn)集合(XI，Y1)獲取該所有坐標(biāo)點(diǎn)集合(XI，Y1)中Y1的極大值Ymax和所有坐標(biāo)點(diǎn)集合(X1，Y1)中Υ1的極小值Ymin，并獲取所有坐標(biāo)點(diǎn)集合中(XI，Y1)中的Y1大于或小于極大值Ymax預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的所有坐標(biāo)點(diǎn)的集合A，以及獲取所有坐標(biāo)點(diǎn)集合中(X1，Y1)中的Υ1大于或小于極小值Ymin預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的所有坐標(biāo)點(diǎn)的集合B ；
[0034]步驟5.3:將集合A和極大值Ymax擬合成直線Ml，將集合B和極小值Ymin擬合成直線M2，并計(jì)算出直線Ml與中線L之間的距離K1以及直線M2與中線L之間的距離K2 ;
[0035]步驟5.4:根據(jù)公式d = 2*K1求得螺紋大徑d，根據(jù)公式dl = 2*K2求得螺紋小徑dl，根據(jù)公式d2 = (d+dl)/2求得螺紋中徑d2。
[0036]進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟六包括如下子步驟:
[0037]步驟6.1:根據(jù)中線L獲取直線L3和直線L4，所述直線L3和直線L4分別平行于中線L，中線L位于直線L3和直線L4之間，且直線L3和直線L4與中線L的距離均為螺紋中徑d2的一半；
[0038]步驟6.2:所述直線L3和直線L4分別與中線L兩側(cè)的螺牙輪廓特征形成多個(gè)交點(diǎn)，選擇任意一側(cè)的任意相鄰的三個(gè)交點(diǎn)記為交點(diǎn)a、交點(diǎn)b和交點(diǎn)c，所述交點(diǎn)a至交點(diǎn)c的距離為螺距P。
[0039]進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟七包括如下子步驟:
[0040]步驟7.1:選取任意一個(gè)螺牙，獲取該螺牙兩側(cè)的谷值點(diǎn)ml、谷值點(diǎn)m2、該螺牙的峰值點(diǎn)m3、峰值點(diǎn)m4以及直線T1，其中，所述峰值點(diǎn)m3為直線Ml上靠近谷值點(diǎn)ml的一個(gè)端點(diǎn)，所述峰值點(diǎn)m4為直線Ml上靠近谷值點(diǎn)m2的一個(gè)端點(diǎn)，谷值點(diǎn)ml為直線M2上最靠近直線Ml —側(cè)的一端點(diǎn)，谷值點(diǎn)m2為直線M2上最靠近直線Ml另一側(cè)的一端點(diǎn)，所述直線T1與谷值點(diǎn)m2所在的直線M2垂直；
[0041 ] 步驟7.2:根據(jù)谷值點(diǎn)ml和峰值點(diǎn)m3求取谷值點(diǎn)ml和峰值點(diǎn)m3之間的中點(diǎn)hi，根據(jù)谷值點(diǎn)m2和峰值點(diǎn)m4求取谷值點(diǎn)m2和峰值點(diǎn)m4之間的中點(diǎn)h2 ;
[0042]步驟7.3:以中點(diǎn)hi為中心點(diǎn)，以谷值點(diǎn)ml至峰值點(diǎn)m3距離的一半為半徑生成第一正方形區(qū)域，同時(shí)以中點(diǎn)h2為中心點(diǎn)，以谷值點(diǎn)m2至峰值點(diǎn)m4距離的一半為半徑生成第二正方形區(qū)域；
[0043]步驟7.4:在第一正方形區(qū)域建立第一輪廓并擬合成直線L5，在第二正方形區(qū)域建立第二輪廓并擬合成直線L6 ；
[0044]步驟7.5:判斷判斷直線L5與直線T1之間的夾角α 1以及直線L6與直線Τ1之間的夾角α 2分別是否滿足預(yù)設(shè)范圍，若是，則該待檢測螺紋工件合格，否則，不合格。
[0045]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于:
[0046]1、無需人工手動(dòng)測量工具尺寸，避免了人工操作和測量儀器自身帶來的系統(tǒng)誤差，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化檢測；
[0047]2、結(jié)合鋸齒形螺紋的特征進(jìn)行多層檢測，通過實(shí)體工件與標(biāo)準(zhǔn)工件進(jìn)行比對，具有高精度檢測保證，測量方法效率高、可靠性強(qiáng)。
【附圖說明】
[0048]圖1為本發(fā)明的鋸齒形螺紋的螺牙結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖2為本發(fā)明的鋸齒形螺紋視覺檢測方法的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0050]下面，結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
[0051]鋸齒形螺紋的螺牙形狀如圖1所示，鋸齒形螺紋的主要參數(shù)有:螺紋大徑d、螺紋小徑dl、螺紋中徑d2、螺距p、牙型角α?和牙型角α2。本實(shí)施例提供的鋸齒形螺紋視覺檢測方法基于對上