基于机器视觉的螺纹测判系统的研究

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1、中图分类号TP216学科分类号080202论文编号102870510．015l硕士学位论文基于机器视觉的螺纹测判系统的研究研究生姓名学科、专业研究方向指导教师吴得信机械电子工程机电控制及自动化王宏涛副教授南京航空航天大学研究生院机电学院二O—O年一月L●●1．电，，，。NanjingUniVersityofAeronauticsandAs仃onauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanical&Elect—calEngineering＼㈣燃ResearchonMeasurementandevaluationSystemoftheScrewThreadViaM

2、achineⅥsionTechnologyAThesisi11MechanicalEngineerir培ByWuDexinAdVisedbyAssociateProfessorWangHon舒aoSubmi讹dinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEnginee血gJanuaⅨ2010LIf—J。，；，承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学

3、位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)作者签名：』：丝圣釜日期．毕纽乒．南京航空航天大学硕士学位论文摘要螺纹是一种互换性和标准化程度要求很高的机械零件，广泛的应用在机电设备和仪器仪表中。螺纹的接触式检测包括对螺纹合格性的综合性检验和确定中径、螺距、牙型角等某一几何参数量值的单参数测量。一般手工使用螺纹量规实现螺纹的综合性检验，使用三针法、双球法等实现螺纹的单项测量，而且需要根据被测螺纹的种类、尺寸查找相应的螺纹标准，人工判断被测螺纹是否合

4、格，检测速度慢、效率低，容易造成人为误差。机器视觉技术是随着计算机技术的发展而产生的一门新兴技术，将其应用丁螺纹几何参数量值的测量可提高检测效率，实现非接触测量。本文运用机器视觉技术实现了公制、美制外螺纹的中径、螺距、牙型角等参数的非接触测量，利用W矾DOwS操作系统平台和C++Builder6．O设计了螺纹测判软件系统。具体工作内容如下：(1)设计步进电机驱动的二维数控机械平台作为螺纹的测量平台，并以单片机为核心设计该平台的运动控制系统，实现了对螺纹测量平台横向，纵向移动的控制；设计了机械平台位移量的测量模块，采用光栅尺作为平台位移的检测装置，设计以单片机和FPGA为核心的硬件电路，实现了

5、对光栅尺输出信号的采集、处理和与计算机的通讯。(2)设计了螺纹图像处理模块，利用Dir优tShow技术完成了螺纹的视频采集，得到了被测螺纹的图像信息，通过对图像进行预处理、滤波、边缘提取等，获取了螺纹的轮廓信息。(3)设计了外螺纹参数测量模块，根据光栅信号处理模块得到的螺纹测量平台的位移量和图像处理后获得的螺纹轮廓信息，实现了螺纹中径、牙型角和螺距等参数的测量。(4)在C++Builder6．0开发环境下，根据公制和美制统一螺纹的各个螺纹标准设计了外螺纹评定模块，该模块根据被测螺纹的标称参数计算出螺纹的中径允值范围，并判断被测螺纹的中径测量值是否在其中径允值范围内，从而实现了对被测螺纹合格性

6、的判断；设计三针法测量评判螺纹模块，该模块可根据被测螺纹的标称参数计算出测量所需的三针针径，并根据中径测量值判断出被测螺纹是否合格。利用本系统对普通公制、美制外螺纹进行了测量实验，并对测量结果和可能对实验结果产生误差的因素进行了分析。实验结果表明，本文所设计的测判系统能够实现外螺纹参数的测量，判断被测螺纹是否合格，不仅给出了正确的评判结果，而且避免了人工查表获取评判结果的烦琐，提高了螺纹测量效率。关键词·单片机，FPGA，机器视觉，图像处理，螺纹测量，螺纹评判基于机器视觉的螺纹测判系统的研究ABSTRACT111eextemalm佗adis觚indispe璐ablepanof眦ch粗ical

7、Iinkage锄dtighten，、】l恤chiswidcly懈odinins饥lInentsandelec自mmechanicale【luipments．Th佗adcontact．mea飘l眦entincludingcompreh∞sivedetecti∞f．or衄eadehgibil时狮dsingle．pammeterme锻Ⅱem∞tsuch嬲thepitchdi锄eter，pitch，岫ad锄gleet