针对胶辊微小齿形几何参数无法在机检测的难题,提出一种胶辊在机视觉检测方法,通过合理的测量装置设计,基于机器视觉检测原理搭建在机检测系统。通过直线往复运动机构、摆臂机构及视觉检测机构相互配合的在机视觉检测装置实现胶辊检测。利用该装置获取胶辊图像,通过视觉处理软件依次对胶辊图像进行图像滤波、形态学分析等图像预处理;采用亚像素边缘检测方法进行螺纹轮廓的精准定位,然后利用Harris角点检测算法提取特征点;最后采用最小二乘法分段拟合方法得到胶辊螺纹轮廓,并计算胶辊螺纹齿形的主要参数,判断胶辊的合格性。实验结果证明所提胶辊齿形几何参数在机视觉检测方法可以实现胶辊齿形的高效高精度检测。

通过为数控机床配备零件精度检测用测头以及相应的检测程序,即构成在机检测系统。在机检测将加工和检测集成在一台机床上完成,其核心优势在于加工的过程中就可以及时发现零件的偏差趋势。如果在检测系统增加原位修正的功能,即零件无须从工作台上卸下即可根据检测结果对工件进行补偿加工,可进一步优化在机检测系统的生态链。构建了基于“镜像补偿”的加工误差原位修正模型,给出孔系零件在机检测及其误差修正方法,最后通过一精密孔系零件加工案例证明了该方法的有效性。

相比于蜗杆砂轮磨齿,成形磨齿适用于大直径大模数齿轮的高效磨削,但也存在磨削精度控制难、精密修形难、在机精密检测难等问题。综述成形磨齿齿面误差控制方面的国内外研究和发展,从砂轮修整系统误差、齿轮磨削系统误差以及在机检测系统误差3个误差源方面对近些年国内外研究成果和存在的问题展开讨论,提出了需要进一步深入研究的方向和内容构建“砂轮修整-成形磨削-齿面误差在机评估-机床误差逆向溯源-误差跟踪补偿”的闭环磨削系统,实现磨削精度、修形精度的提高;开展齿面误差映射建模、齿面误差在机评估和齿面误差跟踪修正方法研究,优化在机检测和补偿系统。掌握成形磨削误差补偿方面的研究和发展现状,有利于在高精密成形磨齿以及齿轮检测装备的研制过程中实现关键技术突破。

通过改变探针长度、探测速度和探测角度等参数,测定一款国产在机检测用触发式测头的预行程误差并建立误差补偿数据表。针对触发式测头由于自身三脚支架结构导致各向异性明显的特点,提出一种“离线误差数据表”+“在线方位判定”相结合的现场测头三脚支架方位快速标定方法。经实验验证,该方法能有效提高测头精度,并且提高在机检测标定效率90%以上。

通过为数控机床配备零件精度检测用测头以及相应的检测代码,即构成在机检测系统。该技术将加工和检测集成在同一台机床上完成,避免了多次装夹、重复定位误差,可以较好地解决零件精度超差难以修正和辅助时间长等现实问题。主要介绍数控加工精度在机检测技术的国内外研究现状与进展,包括在机检测系统开发应用、测头预行程误差补偿技术和带修正功能的在机检测系统开发等。并指出目前在该领域存在的一些关键问题,急需进一步解决和提升。

针对立铣刀在机视觉检测要求,设计了搭建在机床侧窗的伸缩式检测机构,提出用迭代法快速收敛得到刀具磨损区的初阈值,引入类内方差函数改进最大类间方差法,修正传统算法边界模糊、纹理识别不全、对噪声敏感的缺陷。根据灰度矩旋转不变特性,融合Canny算子提取亚像素级磨损边缘,基于图像平面,创建立铣刀磨损轮廓模型,重构切削刃原轮廓,实现立铣刀磨损快速检测。选取5把立铣刀开展铣削实验,将检测系统与影像测量仪的测量值进行对比。结果表明:测