导轨表面刮研用图像识别及检验系统研究.pdf

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1、第25卷第6期2012年11月机电产品开发与刨新Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProductsV01．25，No．6Nov．，2012文章编号：1002—6673(2012)06—153—03导轨表面刮研用图像识别及检验系统研究李和仙(闽南理工学院，福建石狮362700)摘要：传统刮研工艺大都是由钳工通过手工完成的，其检测亦是通过人工进行，手段单一且加工质量和加工效率完全取决于操作工人的熟练程度。论文设计了一套导轨表面刮研图像识别及检验系统：该系统由计算机控制的CCD获取配研后导轨表面

2、图像，经图像处理后获得导轨表面形貌模型及刮削点信息．进而确定刮削轨迹和刮削量，实现达到全程监控的目的，提高导轨表面刮研加工的效率。关键词：导轨；刮研；图像识别中图分类号：TH69文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1002—6673．2012．06．0610引言刮研。是刮削和研磨两个工序的结合。即平面刮削一研磨显示一再平面刮削一再研磨显示，如此往复，交替循环。不断运作【l】。使铸铁平板的表面粗糙度值和形位误差逐步降低：接触精度、几何精度在运作中逐步提高．直到达到规定要求为止。其加工材质涉及各种钢、淬硬钢、铸铁、铜铝及其合金、硬

3、质合金、陶瓷、玻璃及某些塑料制品等．广泛用于单件小批生产中加工各种高精度型面，并可用于大批大量生产中。在精密加工工艺中，对导轨表面进行刮研是获得高精密、耐磨损的机床滑动导轨的常用方法。目前，采用的动导轨表面刮研多为手工加工工艺，其检测手段单一、效率低、检测精度低，使得刮研费时费力，已经成为制约精密机床加工工艺发展的重要因素。现在计算机技术广泛应用于各领域．各学科之间的相互渗透Et趋深广．应用数字技术改进检测方法正是潮流所趋。通过分析、调查，综合应用机械、计算机、数理统计等学科领域的知识．研究出一套基于导轨表面刮研的图像识别及检验系统。该系统整

4、机由计算机控制的CCD获取配研后动导轨表面图像，经图像处理后获得动导表面形貌模型及刮削点信息．并确定刮削轨迹和刮削量。该系统的应用使刮削加工变得自动轨化、智能化，达到全程监控的目收稿日期：2012—07—23基金项目：福建省教育厅科技项目0811236)；石狮市科技计划项目(2010SD20)；泉,r31市科技计划项目(201lZ26)作者简介：李和仙(1984-)，女，助理实验师。研究方向：机械设计制造及其自动化，超精密加工技术。的．从而大大提高导轨表面刮研加工的效率。1现行人工检验方法存在的不足平面刮研的质量有两个指标：一是几何形状。如平

5、面度、垂直度和厚度尺寸；二是指标的表面质量，表面质量常用研点法．用标准平板对刮研面进行研点【2】。方法是使用(25x25)mm方框，放在被检表面，检查方框内的点数。这种检测方法存在以下不足：1．1工作面的平面度根据被检平板准确度等级选用检定工具(水平仪)，如用水平仪测量器放在需要测量的被测物上观测器平面度测量时．可以采用不同的布线方法，如对角线法和网格法等。对应不同的布线方法就有不同的数据归一方法【3】。水平仪节距法测量平面度时，针对不同的测量数据归一方法，水平仪器的使用必须注意相关规定，否则会引人较大的测量误差或给出错误的测量结果，且检测工

6、作量大。在精度等级的评定中也存在争议。1．2表面质量常用的研点法用检定工具(准确度不低于被检平板的平板或平尺)以涂色法检定[4】。(1)由于人为感官因素的不一致，往往检测结果因人而异．总是难以客观、准确地统一检定平板接触点面积的精度等级；对于分布在铸铁平板平面边缘、角落的亮点。因隐布稀少，极易为人眼所忽略，极易漏刮。因为漏刮点在研磨时往往顶起研磨平板，妨碍黑点的正常显示，会形成黑点越刮越少的现象。(2)在没有对单点面积量化规定的情况下，接触点多少不能准确表征接触面积大小。无疑是铸铁平板接触点面积的检测方法不甚严谨和不够完善所致。现在计算机15

7、3·测试与控制·技术的发展为我们改进原检测方法提供了可行的条件。2基于导轨表面刮研的图像识别及检验系统原理基于以上分析，研制出图像识别及检测系统。借用扫描仪扫描导轨表面，获取被测物体表面特征，还原平面的3D轮廓，并精确还原被测表面的轮廓细节，获得表面形貌模型，对表面微观细节进行分析15l。借助软件系统可将轮廓，形貌模型信息直观的显示出来，便于操作者进行详细分析。采用像素检测法应用计算机技术对导轨表面黑点面积进行像素检测。完全可以准确、快速地检测导轨表面黑点面积。克服原检测方法所存在的弊端。该方法采用数字技术，以图像的像素多少来表征图像面积大小

8、Iq。用数字技术采集其黑点信息，再由计算机对所采集的信息进行数据处理。最后准确地计算出导轨表面采样部分黑点的面积(或个数)及它们在整个采样面积中所占的比率。R=(S