【摘要】：當前,軸類零件的檢測工作主要由檢測人員使用通用量具或者操作專用高精度測量儀器完成,這種依賴人力、自動化程度低的檢測方式,有著工作效率低、檢測成本高、無法長時間連續(xù)作業(yè)等缺點。隨著軸類零件自動化生產(chǎn)技術的普及,制造企業(yè)希望對工件質量進行在線檢測、實時監(jiān)督。然而,目前的在線測量手段在性能、精度、速度、成本、自動化程度上還很難取得一個很好的平衡點,無法大規(guī)模普及。圖像測量技術可以測量微小結構、彈性體,有著成本低、精度高、速度快、非接觸等優(yōu)點,廣泛應用在工業(yè)中�；谝陨媳尘�,本文開發(fā)了一種軸類零件圖像測量系統(tǒng),可以自動讀取零件圖紙信息,自動測量軸類零件的直徑、角度、圓度、圓柱度,整個測量過程不需要人干預。本文首先分析了當前軸類零件的生產(chǎn)方式、常用測量方法的優(yōu)缺點、圖像測量技術的發(fā)展現(xiàn)狀等研究背景。通過對研究背景的分析,制定了總體研究方案,包括結構布置方案、硬件組成方案、算法方案等。針對軸類零件檢測位置沿軸向分布,零件長度變化大等特點,設計了零件繞軸線轉動,工業(yè)相機沿軸向直線運動的布局方式,該方式使得測量系統(tǒng)具有一定的使用柔性;根據(jù)生產(chǎn)方式的特點,設計了以PLC為機械控制核心,多核DSP為運算核心的硬件組成方案。其次介紹了本文使用的圖像處理算法,包括圖像的灰度化、濾波、像素級邊緣檢測和亞像素級邊緣檢測等算法。再次介紹了利用數(shù)字圖像中的零件輪廓對軸徑、角度、圓度和圓柱度進行測量的方法。重點介紹了自動化測量的實現(xiàn)過程,主要包括:利用感知哈希算法識別零件工程圖中的測量項目;利用識別的測量項目結合計算機技術控制機械系統(tǒng)、圖像傳感器,主動調(diào)用相關程序完成零件圖像的采集和誤差評定工作。最后,搭建了圖像測量實驗平臺,設計并制造了實驗零件,進行了實測實驗,驗證了測量系統(tǒng)的可行性與測量精度,并對影響測量精度的因素進行了分析。
【圖文】：

已經(jīng)基本實現(xiàn)了自動化生產(chǎn)。圖1-1 為某型產(chǎn)品的傳動軸生產(chǎn)現(xiàn)場圖，可以看出該零件的制造過程中使用機械手和傳送帶代替了人的勞動。隨著人力成本越來越高，自動化技術的逐漸成熟，，自動化流水線或者機床+機械手這種集成加工單元逐漸成為制造單位采購設備的優(yōu)先選項。圖 1-1 軸類零件自動生產(chǎn)線現(xiàn)場Fig.1-1 Field of Axis Parts Automatic Production Line在科技日新月異的今天，零件工藝水平節(jié)節(jié)攀升，市場競爭越來越激烈，客戶對機械產(chǎn)品的質量要求也越來越高。例如：某汽車廠商對于零配件供應商提供的變速箱傳動軸的產(chǎn)品合格率要求在 99.5%以上，驗收時抽檢不合格品超過 5 件/千件，整批零件拒絕接收。圖 1-2 為某型乘用車變速箱傳動軸自動生產(chǎn)線工藝流程圖，從圖中可以看出該零件的生產(chǎn)工序較多，盡早的發(fā)現(xiàn)不合格品，就能避免不合格品流入后續(xù)工序，對于保證整批零件的合格率，降低生產(chǎn)成本，避免資源浪費有重要作用。圖 1-2 某汽車變速箱傳動軸自動生產(chǎn)線工藝流程Fig.1-2 Process flow of an automatic production line for transmission shaft of automobile gearbox

圖 1-1 軸類零件自動生產(chǎn)線現(xiàn)場Fig.1-1 Field of Axis Parts Automatic Production Line月異的今天，零件工藝水平節(jié)節(jié)攀升，市場競爭越來越激烈也越來越高。例如：某汽車廠商對于零配件供應商提供的變速在 99.5%以上，驗收時抽檢不合格品超過 5 件/千件，整批零用車變速箱傳動軸自動生產(chǎn)線工藝流程圖，從圖中可以看出該的發(fā)現(xiàn)不合格品，就能避免不合格品流入后續(xù)工序，對于保證產(chǎn)成本，避免資源浪費有重要作用。
【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TH87;TP391.41

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