輪廓類機械零件尺寸測量技術(shù)及精度問題

發(fā)布時間：2019-09-14 10:43:40

隨著技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)過程自動化的發(fā)展和加工的廣泛應用，對生產(chǎn)加工的機械零件的精度要求日益提高，零件的尺寸測量問題也越來越引起人們的重視，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的水平離不開零件尺寸測量技術(shù)。

現(xiàn)在的機械零件變得越來越復雜，由單一模型向多模型發(fā)展，零件的類型也越來越多，各種零件的對形狀的要求也越來越多，因此對尺寸測量檢查技術(shù)也越來越高。目前機械零件大多數(shù)都采用工廠生產(chǎn)線的生產(chǎn)模式，成千上萬零件是由分散的不同地區(qū)的工廠生產(chǎn)，較后需要組裝的到一個產(chǎn)品上，由于不同單位生產(chǎn)能力不同，這就要求能對提高對每個零件尺寸檢測的精度，測試其是否滿足要求。因為零件尺寸是否準確，對機器儀器等各種機械產(chǎn)品的質(zhì)量、工作精度、穩(wěn)定性、、噪聲及使用壽命等均有很大的影響，因此相關(guān)智能的零件尺寸測量方法成為越來越多學者研究的目標。

目前，主流的機械零件尺寸測量方法主要是通過人工利用的測量工具或者專門定制的零件尺寸標準模板來進行對比測量的，測量精度不高，所測得數(shù)據(jù)受到人為因素影響較大，尺寸測量非常麻煩，費時費力，而且一些測量零件尺寸的工具往往需要對零件進行硬性接觸，這對零件來說，會產(chǎn)生不小的磨損。較為重要的是，一些高零件對尺寸測量精度要求較高，傳統(tǒng)的測量方法難免在測量中產(chǎn)生一些微小誤差，對于高的機械零件來說，極為微小的尺寸測量誤差對其自身影響較大，這就導致傳統(tǒng)的方法測量精度較高的機械零件時，不能測量精度，測量結(jié)果不準確的問題。

為了解決以上問題，本文提出了一種基于計算機視覺的機械零件尺寸測量方法。該方法采用誤差補償技術(shù)，通過補償在測量過程中產(chǎn)生的不可避免的角度偏移偏差，以及距離誤差，把不可控制的誤差當量控制在較小范圍內(nèi)，盡可能的恢復零件的真實尺寸信息，提高測量精度和測量的準確度，準確測量高零件的尺寸。實驗表明，本文提出的方法能夠克服傳統(tǒng)方法的缺陷，取得了不錯的效果。

零件尺寸測量原理

當前針對機械零件尺寸測量的方法主要是通過人工檢測，通過特定工具完成尺寸的測量，基于智能化的零件尺寸測量多半是通過提取零件的尺寸邊沿像素，然后與完整的零件圖像像素進行相減操作，如果相減的差值結(jié)果通過直徑，或者角度的計算，求出尺寸，在設置的零件尺寸的缺陷閥值，如果計算出的結(jié)果大于閥值，那么認為零件尺寸的結(jié)果不符合要求，如果計算尺寸的結(jié)果小于閥值，那么計算完畢，求出閥值。

在平時的機械加工過程中，經(jīng)常會因為一些精度的問題而導致零部件生產(chǎn)出來不合格，機械加工的精度問題。

1 概述

1.1 加工精度與加工誤差

加工精度是指零件加工后的實際參數(shù)(尺寸、形狀和位置)與理想?yún)?shù)的符合程度。實際加工不可能做得與理想零件一致，總會有大小不同的偏差，零件加工后的實際參數(shù)對理想?yún)?shù)的偏離程度，稱為加工誤差。這是沒有辦法避免的，只能想辦法去讓加工精度的實際參數(shù)接近理想?yún)?shù)。

1.2 原始誤差

由數(shù)控機床、工裝夾具、切削刀具和工件組成的機械加工工藝系統(tǒng)(簡稱工藝系統(tǒng))會有各種各樣的誤差產(chǎn)生，這些誤差在各種不同的具體工作條件下都會以各種不同的方式(或擴大、或縮小)反映為工件的加工誤差。工藝系統(tǒng)的原始誤差主要有工藝系統(tǒng)的幾何誤差、定位誤差、工藝系統(tǒng)的受力變形引起的加工誤差、工藝系統(tǒng)的受熱變形引起的加工誤差、工件內(nèi)應力重新分布引起的變形以及原理誤差、調(diào)整誤差、測量誤差等。

1.3 研究機械加工精度的方法

研究機械加工精度的方法分析計算法和統(tǒng)計分析法。可以盡可能的讓誤差減少到較小。

2 工藝系統(tǒng)集合誤差

數(shù)控機床導致的幾何誤差

加工中切削刀具相對于工件的成形運動一般都是通過數(shù)控機床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取決于數(shù)控機床的精度。數(shù)控機床制造誤差對工件加工精度影響較大的有：主軸回轉(zhuǎn)誤差、導軌誤差和傳動鏈誤差。數(shù)控機床的磨損將使機床工作精度下降。所以選擇好的數(shù)控機床也是可以降低誤差的一種方法，一般來說我們國內(nèi)現(xiàn)在的生產(chǎn)的一些數(shù)控機床還遠遠比不上的數(shù)控機床，相比之下國內(nèi)產(chǎn)出來的數(shù)控機床加工誤差較大。常州公司則是引進了日本的津上數(shù)控機床，該機床不但，而且工作效率很高。

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