第10期 2017年10月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2017）10003705
D0I:10.13462/j. cnki. mmtamt.2017.10.009
一种非接触式的标准圆柱齿轮参数测量方法
王延忠，陈振鹏，唐文
（北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京100191）
No.10 Oct.2017
摘要：齿轮传动具有传动效率高、传动比恒定、功率和速度适用范围广等优点，在工业产品中广泛应用。齿轮的精度直接影响到工业产品的品质。目前齿轮参数的测量主要采用三坐标测量仪、CNC齿轮测量中心等接触式测量方法。这些接触式测量设备的使用和维修成本均较高，不便于大范国推广。基于机器视觉技术的非接触测量方法，其有实时、高效以及不损害齿面等优点，且随看摄像设备不断改进发展，测量精度大大提高。将机器视觉技术用于齿轮的测量中，提出了一种非接触式的标
准圆柱齿轮参数检测方法，对齿轮的几何参数和部分单项误差进行了测量。关键词：标准直齿围柱齿轮；非接触式；机器视觉
中图分类号：TH132;TG61
文献标识码：A
A Non-contact Measuring Method for the Parameter of Standard Cylindrical Gear
WANG Yan-zhong, CHEN Zhen-peng, TANG Wen
(School of Mechanical Engineering and Automation, Beihang University , Beijing 100191, China)
Abstract: Gear transmission has the advantages of high transmission efficiency, constant transmission ra tion, a wide range of power and speed. Gear is widely used in industrial products. The accuracy of gear di-rectly affects the quality of industrial products. At present, the gear parameter measurement mainly uses the contact type. The current measurement of gear parameters includes coordinate measuring instrument, CNC gear measuring center and so on. However, these detection equipment is expensive, and difficult to use and maintenance. They have not been widely used. The non-contact measurement method based on machine vi-sion technology has the advantages of high efficiency, good real-time, wide dynamic range and no damagg to gear. With the continuous improvement of the camera equipment, the measurement accuracy is greatly improved. In this paper, the machine vision technology is applied to the measurement of gears. A non-con-tact method for measuring the parameters of standard cylindrical gears is proposed. The geometrical parame-ters and some individual errors of the gears are measured.
Key words: standard cylindrical gear; non-contact; machine vision
0引言
齿轮传动具有传动效率高、传动比恒定、功率和速
度适用范围产等优点，在工业产品申应用产泛。齿轮的精度直接影响机械设备的性能与使用寿命[1]。对齿轮参数进行测量是加工生产中必不可少的环节。在工业生产上，采用基于机器视觉的非接触式齿轮参数测量方法，能有效避免接触式测量产生的表面损伤，并能提高测量效率和减少人为测量误差。
目前，齿轮测量技术主要以接触式测量为主。各种智能化的齿轮检测仪器，如CNC齿轮测量中心、齿轮在线测量分选机、超精密三坐标测量机等设备，具有柔性差、价格昂贵、技术性强等特点，不能得到大范围
收稿日期：2016-12-04；修回日期：2017-01-09
推广，迫切需要新的检测方式[2-5]。机器视觉是用机器模拟人眼对自标对象进行检测、识别、判断和测量的一种先进检测技术。文献「6-81作者分别设计了基于机器视觉的测量系统，对标准直齿圆柱齿轮的直径、齿数等基本几何参数进行测量。当前基于机器视觉的齿轮测量技术仍在起步阶段。
本文设计了一种基于机器视觉的标准直齿圆柱齿轮的测量系统方案。该系统在VisualStudio平台下，运用双边滤波、边缘检测、形态学等图像处理方法，对标准直齿圆柱齿轮的基本几何参数及部分单项误差参数进行了测量，为齿轮参数的测量提供了一种柔性好、速度快、精度高和稳定性好的方法。
*基金项目：国家自然科学基金资助项目（51275020）：国家科技支撑计划课题（2014BAF08B01）
作者简介：王延忠(1963一），男，沈阳人，北京航空航天大学教授，博士，研究方向为航空航天动力传动、摩擦润滑，（E-mail)yzwang63126.com；
万勇数据：陈振鹏（1990—)，男，福建泉州人，北京航空航天大学硕士研究生，研究方向为机器视觉.（E-mail)chenplj@163.com。