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基于数字图像处理的齿轮测试仪精度分析(1)
来源:慈溪市贝力同步带轮有限公司    添加日期:2016/10/6
从上述的结果中可以看出,当只改变图像分辨率的情况下,分辨率越高,测量参数差值越小,测量误差也越小,测量精度就越高;从测量数据上来看,采集图像的分辨率对于测量误差的影响较大。
1测量系统组成
  慈溪市贝力同步带轮有限公司是一家专业从事同步带、同步带轮、齿轮行业的专业生产企业。座落于长三角经济区桥头堡慈溪市逍林,西接世界最长杭州湾跨海大桥,东临中国第一深水港北仑,交通极为便利。
从上述的结果中可以看出,当只改变模数,而标定值、齿数不变时,同步带轮图像随着模数的增大而增大,齿顶圆差值的变化不明显,齿顶圆误差随着模数的变大而减小。从而得到结论:测量参数中只有模数增大时,在一定的条件下,测量误差的值减小。类似的也可以得到这样的结论:当模数、标定值、图像的分辨率等情况不变时,只改变齿数的时候,测量参数的差值变化不明显,由于同步带轮图像随着齿数的增加而变大,使得齿顶圆相应的测量误差逐渐减小。
从上述的结果可以看出,随着量块值的增加,齿顶圆差值和测量误差越来越小,精度越来越高,析其原因主要是由于量块值的增加,使得标定值精度提高,从而提高测量参数的精度。
  目前公司拥有先进的同步带和带轮的生产、加工、检测等设备。关键技术人员在同步带传动行业有十几年的设计、研发经验。紧跟国际潮流,参照国际标准生产、加工,产品质量在行业内有口皆碑。产品畅销全国20多个省、自治区、直辖市,并出口欧美、澳洲、东南亚等国家和地区,得到了国内外客户的一致认可和好评。

图像采集时,在图像的分辨率、齿数、模数等条件不变的情况下只改变量块大小,也就是只改变标定值时,采集7组不同的图像。测量结果如表3和图4所示。
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3分辨率大小对测量误差的影响
从定性分析上不难发现,当只有定标值、图像分辨率、模数其中一个发生变化时,它对精度的影响是:标定值越小,精度越高;图像的分辨率越高,精度越高;模数越大,精度越高。为了方便验证,这里主要通过测量齿顶圆直径来考查上述三个因素对测量误差的影响,从而为后面更多参数和齿形误差的测量提供参考,提高测量精度。
在实验中,选用模数较小(m2)的高精度标准同步带轮为研究对象,量块放在同步带轮的左边与同步带轮一并被摄入CCD。这里旨在探讨只改变模数、分辨率、量块三者中某一因素的情况下,对测量误差的影响,并分别提供了实验数据和对数据的定性分析。
从上面的实验可以看出,分辨率和量块的选取对于测量精度的影响非常明显,分辨率越高,量块的值越大,同步带轮的测量精度越高。模数的变化,对测量精度的变化不太明显。主要影响相对误差的精度,对绝对误差影响不大。同时应尽量选用分辨率高的CCD摄像机,提高采集图像的分辨率来提高测量精度。要根据模数和齿数的具体情况安排测量方案。
测量系统由工作台、CCD摄像头、图像采集卡和计算机组成。工作台完成同步带轮的位置位移、放置量块,CCD摄像头用于摄取同步带轮图像,图像采集卡将摄取的图像转换为数字信号后送入计算机。系统利用VC  6.0对所采集图像进行包括二值化、边缘提取、亚像素边缘拟合等预处理;其次确定同步带轮圆心、定标;然后测量同步带轮相关参数:模数、齿顶圆、齿根圆、公法线长度及渐开线齿型等数据;最后进行误差分析。
0引言
4量块大小对测量误差的影响
在采集图像时,选用量块的高度为20mm,齿数为20,压力角为=20,采集图像分辨率800600,在这些条件不变,而不断改变同步带轮的模数的情况下,从采集的图像中选取4组不同的数据,并将计算的数据取绝对值,得到的结果如表1和图2所示。
5结语
基于视觉技术的测试仪是一种新型的同步带轮测量工具,是随着计算机数据处理能力的大幅度提高和CCD测量设备的不断发展而逐渐得到研究和发展的。目前该项目在我国的还处于研究阶段。该设备影响测量精度的因素非常多,首先图像采集是系统的输入环节,它是一个很重要的组成部分。图像采集的质量直接影响到后续的处理和测量,一个质量好的图片可以简化处理环节,提高效率和可靠性。在图像输入阶段,镜头中心和同步带轮中心偏离、镜头的质量、图像采集卡的精度、光源都会影响到采集的图像质量;在图像处理阶段,要经过图像除噪、阈值分割、中值滤波、边界提取等过程,在该阶段图像处理算法的选择至关重要,好的算法在很大程度上会提高图像处理的精度;在参数测量阶段,量块的选取、确定的同步带轮圆心、建立的参数测量模型、计算参数算法、计算精度等都会对最终结果产生直接影响。考虑到有些误差无法避免,在下面的实验中,主要从量块的选取、采集图像的分辨率、模数三个方面对测量误差的影响趋势进行研究。
系统测量时,如量块大小、齿数、模数等条件不变只改变CCD摄像头的分辨率,在分辨率不同的情况下采集5组图像。在同步带轮测量程序中进行图像处理和参数测量,得到测量结果如表2和图3所示。
2模数大小对测量误差的影响

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    慈溪市贝力同步带轮有限公司是一家专业从事同步带同步带轮、齿轮行业的专业生产企业。座落于长三角经济区桥头堡慈溪市逍林,西接世界最长杭州湾跨海大桥,东临中国第一深水港北仑,交通极为便利。

    公司专业设计、生产、加工各种规格同步带轮、工业皮带、齿轮及相应配套带轮等系列产品。是国内传动产业的主要生产基地。
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