基于机器视觉的斜齿轮螺旋角在线检测方法研究

针对斜齿轮螺旋角测量难度高、测量装置复杂、测量耗费工时过多、难以实现在线测量等问题,以斜齿圆柱齿轮为研究对象,提出了一种结合曲线拟合的斜齿轮螺旋角机器视觉测量方法.首先,设计并搭建了与端面测量系统相结合的斜齿轮螺旋角视觉测量系统,使用双远心镜头相机采集了斜齿轮侧面图像,对齿形进行了建模与分析,验证了方法的可行性;然后,采用统计结构元素的方法判定了斜齿轮的旋向,先后利用结合同态滤波的canny算子以及基于改进的击中击不中变换的斜率筛选算法,对斜齿轮侧面图像进行了处理,得到了齿线边缘图;最后,通过拟合得出单条齿线的解析式,再利用其余齿线边缘点与解析式坐标的方差优化解析式,得到了斜齿轮的螺旋角,结合设计值对实验结果进行了验证.实验及研究结果表明:该方法测量速度约1 s,斜齿轮螺旋角测量误差可达4.38′,斜齿轮旋向测量准确;该方法的测量系统能够在测量齿轮的齿数、齿顶圆直径、分度圆直径等参数的同时,测量斜齿轮的螺旋角和旋向,满足工业快速在线检测的要求.