[發(fā)明專利]一種油管螺紋尺寸參數(shù)檢測方法與設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610300946.9
• 申請日: 2016-05-09
• 公開（公告）號: CN105716528A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷杰;牛海軍;米桂花
• 申請（專利權(quán)）人: 西安捷創(chuàng)測控技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/24;G01B11/02;G01B11/26;G01B11/08;G01B11/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械零件檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及零件的數(shù)字圖像獲取方法與設(shè)備， 可用于普通螺紋及其他零件尺寸檢測。

背景技術(shù)

油管是在鉆探完成后將原油和天然氣從油氣層運輸?shù)降乇淼墓艿溃谟吞锏? 使用量非常大，油管螺紋的質(zhì)量直接影響到油田的正常生產(chǎn)。但目前在油管的 生產(chǎn)過程中，油管螺紋尺寸測量常用手工方法,使用螺紋量規(guī)和錐度量規(guī)配合一 系列工具進(jìn)行人工檢測，這種測量方法工作效率低，人為影響因素很大。

如何快速、準(zhǔn)確測量油管螺紋空間幾何形狀的尺寸，是當(dāng)前檢測技術(shù)亟待解 決的難題。

通用螺紋測量儀分為接觸式和光學(xué)瞄準(zhǔn)式。接觸式測量儀通過兩個半球式探 頭自定心的方法實現(xiàn)螺紋的測量,存在的問題是對探頭的加工要求極高,使用過 程中探頭容易磨損,探頭容易脫落,測量螺紋時需要使用三針等輔助手段,效率 低,操作繁瑣。光學(xué)瞄準(zhǔn)式主要通過萬能工具顯微鏡等光學(xué)儀器進(jìn)行測量,存在 的主要問題是通過人眼目視瞄準(zhǔn),人為誤差因素多,自動化程度低,效率低,長時 間使用造成人眼疲勞，通用螺紋測量儀不能在線測量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對上述已有檢測方法存在的不足，提出一種用圖像在線 檢測油管螺紋幾何尺寸的方法及設(shè)備，以提高檢測效率、檢測精度，降低檢測 設(shè)備成本。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，采用以下檢測方法：

1，用平行LED照明光源，雙遠(yuǎn)心鏡頭，面陣CCD數(shù)字單色相機(jī)采集螺紋截 面圖像；

2，用圖像處理軟件提取輪廓亞像素邊緣；

3，計算螺紋幾何參數(shù)，包括螺紋的齒高、螺距、錐角和直徑等參數(shù)。

本發(fā)明的檢測設(shè)備：

技術(shù)方案：主要由底座及安裝在底座上的圖像采集部件組成，圖像采集部件 由安裝在底座上的托架、固定在托架上的兩束平行LED照明光源、兩個雙遠(yuǎn)心 鏡頭、兩個面陣CCD數(shù)字單色相機(jī)及圖像采集與處理軟件組成。

圖像采集部件中，平行LED照明光源與遠(yuǎn)心鏡頭同軸安裝在托架上。托架安 裝在底座上，要求鏡頭軸線與光源軸線平行，位于螺紋齒高部分。

上邊圖像采集部件安裝在支板滑動導(dǎo)軌上，該滑動導(dǎo)軌上設(shè)有與其配合升降 的升降絲杠，被測油管螺紋放置在加工裝置支架上，測量裝置鏡頭與螺紋螺旋 方向平行。

所述兩組雙遠(yuǎn)心鏡頭及對應(yīng)的平行光源；上組鏡頭光源可根據(jù)油管直徑上下 調(diào)節(jié)位置；下方設(shè)有鏡頭光源支架。

圖像采集及齒高、螺距、錐角和直徑等參數(shù)的計算過程：

調(diào)整好底座，通過底座調(diào)整鏡頭位置，使鏡頭軸線位于螺紋截面中心附近, 固定好相機(jī)位置。

設(shè)置照明光亮度、相機(jī)增益及快門時間。

拍攝已知固定尺寸部件的標(biāo)定圖像，來標(biāo)定相機(jī)的位置。標(biāo)定圖像由上下部 分兩張圖像組成，對該組圖像檢測邊緣直線，在當(dāng)前圖像坐標(biāo)系下設(shè)定距離邊 緣直線一半直徑距離的兩條直線作為標(biāo)定。

用相機(jī)實時在線采集待測螺紋灰度圖像，并可隨時截取采集過程中的測量圖 像。

用圖像處理軟件對截取的螺紋圖像進(jìn)行處理、運算，得到相應(yīng)的幾何參數(shù)， 螺紋的齒高、螺距、錐角和直徑等參數(shù)。

本發(fā)明檢測方法結(jié)構(gòu)簡單，裝置成本低，操作簡單，誤差在0.003mm內(nèi)。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明將會對零件部件幾何尺寸測量帶來便利以及更精確的測量，方便測 量，也更利于機(jī)床零件的精準(zhǔn)加工。

本發(fā)明的主要優(yōu)點：

采用平行光源，遠(yuǎn)心鏡頭可以保證采集到的零件外形圖像，在一定范圍內(nèi)不 隨距離發(fā)生畸變。軟件測量圖像參數(shù)速度快。

圖像處理中采用亞像素計算，得到較高精度的測量結(jié)果。

可以安裝在加工設(shè)備上，在線實時測量。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要 使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明為了 更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對-實施例或現(xiàn)有 技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講， 在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。