[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>: 201711299966.X
• 申請日: 2017-12-09
• 公開（公告）號: CN109900202A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡圓圓
• 申請（專利權(quán)）人: 胡圓圓
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/02;G01B11/14;G01B11/26;G01B11/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種油管螺紋尺寸參數(shù)檢測方法與設(shè)備，用平行光源照明，雙遠(yuǎn)心鏡頭，面陣CCD數(shù)字相機(jī)采集油管螺紋上下截面圖像；用圖像處理軟件提取輪廓亞像素邊緣；計(jì)算上下截面圖像的幾何參數(shù)。本發(fā)明的檢測設(shè)備主要由底座、圖像采集部件，升降導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)等部件組成，圖像采集部件由支架、固定在支架上的兩部平行LED照明光源、兩個(gè)雙遠(yuǎn)心鏡頭、兩個(gè)面陣CCD數(shù)字單色相機(jī)及圖像采集與處理軟件組成。本發(fā)明采用平行光源，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，測量速度快，得到較高精度的測量結(jié)果。

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(yùn)輸?shù)降乇淼墓艿溃谟吞锏氖褂昧糠浅４螅凸苈菁y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(gè)半球式探頭自定心的方法實(shí)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(shí)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(dòng)化程度低，效率低，長時(shí)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(shí)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(jì)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(gè)雙遠(yuǎn)心鏡頭、兩個(gè)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(dòng)導(dǎo)軌上，該滑動(dòng)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(jì)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(shí)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(shí)時(shí)在線采集待測螺紋灰度圖像，并可隨時(shí)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(yùn)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)。