深孔内轮廓尺寸光学测量系统

针对深孔类零件对内轮廓尺寸的检测要求较高,而目前所采用的测量方法不是分辨率太低就是测量效率较低的问题,研究了一种用于深孔内轮廓尺寸的光学测量系统,该系统主要由环形激光发生器、扩束锥镜、成像锥镜和CCD相机组成。环形激光发生器发出的环形激光照射到扩束锥镜上,经反射后投影到深孔内轮廓某断面处形成一个环形光斑,该环形光斑的形状反映了深孔内轮廓某一处断面的形貌,并经过扩束锥镜反射后在CCD相机的光敏面上成像,经过处理和计算可以得到深孔内轮廓的尺寸。试验证明,该系统可以有效快速地实现对深孔内轮廓尺寸的测量,并能够保证较高的测量精度,在改善误差影响因素和采取相应的误差补偿办法后,可以进一步提高测量精度。

基于结构光的深孔内表面凹槽深度测量

实现针对深孔类零部件内表面几何参数的准确量化一直是深孔检测领域的研究热点,而内表面凹槽的深度尺寸是其中最重要的参数之一。依托结构光三维检测手段和分量测量原理针对深孔内表面凹槽深度进行定量检测。首先针对深孔类零部件无差别建立其内表面模型和内表面展开模型,并将特定的结构光条纹图案投射到模型内表面;然后借鉴分量测量原理提取采集图像中结构光条纹的横、纵向分量,分析其内在关系并计算分量间的垂直方向距离;最后反推得到图像距离与实际深度间的转换关系。试验结果表明,在内表面模型和内表面展开模型检测环境下最大值与最小值的偏差分别控制在0.027和0.018 mm内,满足系统的精度要求。

基于环形光切法的复杂深孔图像检测

针对膛线炮身管提出了一种基于环形光切的图像检测方法。该方法利用环形激光束照射到深孔内膛表面上形成的环形光斑图像进行检测。通过对环形光斑亮度极值线的亚像素提取、缺陷点剔除、数据分离、参数回归和系统标定,实现了截面形廓和尺寸的检测;通过多个截面形廓数据,实现了深孔内膛形貌的检测。在对直径为130mm的膛线炮身管的检测中,该方法的单点轮廓测量精度达到了0.1mm,满足了身管质量控制和使用维护所需要的测量精度要求。