梯形螺紋視覺檢測方法技術

本發明專利技術涉及梯形螺紋視覺檢測方法，包括如下步驟：對標準螺紋工件建立模板輪廓特征；對待檢測螺紋工件建立輪廓特征；判斷標準工件的模板輪廓特征和待檢測工件的輪廓特征的相似度是否達到預設值且滿足目標個數，若是，則認定待檢測螺紋工件初步合格，進一步檢測待檢測螺紋工件的各項參數是否符合標準，若不符合則認定待檢測螺紋工件不合格，丟棄該螺紋工件。本發明專利技術結合梯形螺紋的特征進行多層檢測，通過實體工件與標準工件進行比對，具有高精度檢測保證，測量方法效率高、可靠性強。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及螺紋檢測
，尤其涉及梯形螺紋視覺檢測方法。
技術介紹
隨著工業技術的迅猛發展，機械裝置的自動化程度越來越高，在這過程中也對生產制造中的工件精度要求越來越高。傳統的螺紋質量檢測的主要方法是螺紋環規或塞規、用螺紋千分尺測量、用齒厚游標卡尺測量、三針測量法、雙針測量法，這種測量方法存在測量速度慢、測量精度低的確定，不利于提供流水線的自動化檢測速度，已經滿足不了現代工業對螺紋工件質量測量效率和精度等方面的要求。
技術實現思路
針對上述技術問題，本專利技術的目的在于提供梯形螺紋視覺檢測方法，其檢測得到的螺紋工件精度高。為實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：一種梯形螺紋視覺檢測方法，包括如下步驟：步驟一：對標準螺紋工件建立模板輪廓特征；步驟二：對待檢測螺紋工件建立輪廓特征；步驟三：判斷標準工件的模板輪廓特征和待檢測工件的輪廓特征的相似度是否達到預設值且滿足目標個數，若是，則認定待檢測螺紋工件初步合格，執行步驟四，否則，認定待檢測螺紋工件不合格，丟棄該待檢測螺紋工件；步驟四：建立待檢測螺紋工件兩側的螺牙輪廓特征，根據該兩側的螺牙輪廓特征獲取待檢測螺紋工件兩側的螺牙之間的中線L，該螺牙輪廓特征具有多個螺牙；；步驟五：以中線L為基準軸建立二維直角坐標系以得到待檢測螺紋工件兩側的螺牙輪廓特征的所有坐標點集合(X1，Y1)，獲取所有坐標點集合(X1，Y1)中Y1的極大值Ymax和所有坐標點集合(X1，Y1)中Y1的極小值Ymin，并獲取所有坐標點集合中(X1，Y1)中的Y1大于或小于極大值Ymax預設范圍內的所有坐標點的集合A，以及獲取所有坐標點集合中(X1，Y1)中的Y1大于或小于極小值Ymin預設范圍內的所有坐標點的集合B；將集合A和極大值Ymax擬合成直線M1，將集合B和極小值Ymin擬合成直線M2，判斷直線M1和直線M2是否平行于中線L，若是則求取螺紋大徑d、螺紋小徑d1和螺紋中徑d2，否則該待檢測螺紋工件不合格；步驟六：根據中線L獲取直線L3和直線L4，并根據直線L3、直線L4分別與螺牙輪廓特征的交點求取螺距p，所述直線L3和直線L4分別平行于中線L，中線L位于直線L3和直線L4之間，且直線L3和直線L4與中線L的距離均為螺紋中徑d2的一半；步驟七：獲取任意一螺牙兩側的谷值點m1、谷值點m1、峰值點m3和峰值點m4，根據谷值點m1和峰值點m3生成第一正方形區域以擬合成直線L5，根據谷值點m2和峰值點m4生成第二正方形區域以擬合成直線L6，判斷直線L5與直線L6之間的夾角α是否滿足預設范圍，若是，則該待檢測螺紋工件合格，否則不合格；其中，所述峰值點m3為直線M1上靠近谷值點m1的一個端點，所述峰值點m4為直線M1上靠近谷值點m2的一個端點，谷值點m1為直線M2上最靠近直線M1一側的一端點，谷值點m2為直線M2上最靠近直線M1另一側的一端點。優選的，所述步驟一包括如下子步驟：步驟1.1：獲取標準螺紋工件的第一灰度圖片，并在第一灰度圖片上選取一搜索區域；步驟1.2：在搜索區域中對比相鄰像素之間的對比度，當對比度大于第一預設值時形成模板輪廓特征；步驟1.3：對模板輪廓特征進行預設的第一角度范圍變化，獲取一系列的模塊輪廓特征；步驟1.4：保存系列的模板輪廓特征。進一步優選的，所述第一預設值為40，所述預設的第一角度范圍為±0.5°。優選的，所述步驟二包括如下子步驟：步驟2.1：獲取待檢測螺紋工件的第二灰度圖片，并在第二灰度圖片上選取一搜索區域；步驟2.2：在搜索區域中對比相鄰像素之間的對比度，當對比度大于第二預設值時形成輪廓特征；步驟2.3：對輪廓特征進行預設的第二角度范圍變化，獲取一系列的輪廓特征；步驟2.4：保存系列的輪廓特征。進一步優選的，所述第二預設值為20，所述預設的第二角度范圍為±0.5°。優選的，步驟三中所述預設值為75％，目標個數為1。優選的，步驟四包括如下子步驟：步驟4.1：建立待檢測螺紋工件兩側的螺牙輪廓特征，該螺牙具有多個螺牙；步驟4.2：處理待檢測螺紋工件其中一側的螺牙輪廓特征以形成閉合輪廓D1，處理待檢測螺紋工件另一側的螺牙輪廓特征以形成閉合輪廓D2；步驟4.3：根據最小二乘法擬合閉合輪廓D1成直線L1，同時根據最小二乘法擬合閉合輪廓D2成直線L2；步驟4.4：根據直線L1和直線L2獲取待檢測螺紋工件兩側的螺牙之間的中線L，其中，直線L1至中線L的距離等于直線L2到中線L的距離。進一步優選的，步驟五包括如下子步驟：步驟5.1：以中線L為基準軸建立二維直角坐標系以得到待檢測螺紋工件兩側的螺牙輪廓特征的所有坐標點集合(X1，Y1)；步驟5.2：掃描所有坐標點集合(X1，Y1)獲取該所有坐標點集合(X1，Y1)中Y1的極大值Ymax和所有坐標點集合(X1，Y1)中Y1的極小值Ymin，并獲取所有坐標點集合中(X1，Y1)中的Y1大于或小于極大值Ymax預設范圍內的所有坐標點的集合A，以及獲取所有坐標點集合中(X1，Y1)中的Y1大于或小于極小值Ymin預設范圍內的所有坐標點的集合B；步驟5.3：將集合A和極大值Ymax擬合成直線M1，將集合B和極小值Ymin擬合成直線M2；步驟5.4：判斷直線M1和直線M2是否平行于中線L，若是，則計算出直線M1與中線L之間的距離K1以及直線M2與中線L之間的距離K2，否則，該待檢測螺紋工件不合格；步驟5.5：根據公式d＝2*K1求得螺紋大徑d，根據公式d1＝2*K2求得螺紋小徑d1，根據公式d2＝(d+d1)/2求得螺紋中徑d2。進一步優選的，步驟六包括如下子步驟：步驟6.1：根據中線L獲取直線L3和直線L4，所述直線L3和直線L4分別平行于中線L，中線L位于直線L3和直線L4之間，且直線L3和直線L4與中線L的距離均為螺紋中徑d2的一半；步驟6.2：所述直線L3和直線L4分別與中線L兩側的螺牙輪廓特征形成多個交點，選擇任意一側的任意相鄰的三個交點記為交點a、交點b和交點c，所述交點a至交點c的距離為螺距p。進一步優選的，步驟七包括如下子步驟：步驟7.1：選取任意一個螺牙，獲取該螺牙兩側的谷值點m1、谷值點m2、峰值點m3和峰值點m4；所述峰值點m3為直線M1上靠近谷值點m1的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種梯形螺紋視覺檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟一：對標準螺紋工件建立模板輪廓特征；步驟二：對待檢測螺紋工件建立輪廓特征；步驟三：判斷標準工件的模板輪廓特征和待檢測工件的輪廓特征的相似度是否達到預設值且滿足目標個數，若是，則認定待檢測螺紋工件初步合格，執行步驟四，否則，認定待檢測螺紋工件不合格，丟棄該待檢測螺紋工件；步驟四：建立待檢測螺紋工件兩側的螺牙輪廓特征，根據該兩側的螺牙輪廓特征獲取待檢測螺紋工件兩側的螺牙之間的中線L，該螺牙輪廓特征具有多個螺牙；步驟五：以中線L為基準軸建立二維直角坐標系以得到待檢測螺紋工件兩側的螺牙輪廓特征的所有坐標點集合(X1，Y1)，獲取所有坐標點集合(X1，Y1)中Y1的極大值Ymax和所有坐標點集合(X1，Y1)中Y1的極小值Ymin，并獲取所有坐標點集合中(X1，Y1)中的Y1大于或小于極大值Ymax預設范圍內的所有坐標點的集合A，以及獲取所有坐標點集合中(X1，Y1)中的Y1大于或小于極小值Ymin預設范圍內的所有坐標點的集合B；將集合A和極大值Ymax擬合成直線M1，將集合B和極小值Ymin擬合成直線M2，判斷直線M1和直線M2是否平行于中線L，若是則求取螺紋大徑d、螺紋小徑d1和螺紋中徑d2，否則該待檢測螺紋工件不合格；步驟六：根據中線L獲取直線L3和直線L4，并根據直線L3、直線L4分別與螺牙輪廓特征的交點求取螺距p，所述直線L3和直線L4分別平行于中線L，中線L位于直線L3和直線L4之間，且直線L3和直線L4與中線L的距離均為螺紋中徑d2的一半；步驟七：獲取任意一螺牙兩側的谷值點m1、谷值點m1、峰值點m3和峰值點m4，根據谷值點m1和峰值點m3生成第一正方形區域以擬合成直線L5，根據谷值點m2和峰值點m4生成第二正方形區域以擬合成直線L6，判斷直線L5與直線L6之間的夾角α是否滿足預設范圍，若是，則該待檢測螺紋工件合格，否則不合格；其中，所述峰值點m3為直線M1上靠近谷值點m1的一個端點，所述峰值點m4為直線M1上靠近谷值點m2的一個端點，谷值點m1為直線M2上最靠近直線M1一側的一端點，谷值點m2為直線M2上最靠近直線M1另一側的一端點。...

【技術特征摘要】
1.一種梯形螺紋視覺檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：
步驟一：對標準螺紋工件建立模板輪廓特征；
步驟二：對待檢測螺紋工件建立輪廓特征；
步驟三：判斷標準工件的模板輪廓特征和待檢測工件的輪廓特征
的相似度是否達到預設值且滿足目標個數，若是，則認定待檢測螺紋
工件初步合格，執行步驟四，否則，認定待檢測螺紋工件不合格，丟
棄該待檢測螺紋工件；
步驟四：建立待檢測螺紋工件兩側的螺牙輪廓特征，根據該兩側
的螺牙輪廓特征獲取待檢測螺紋工件兩側的螺牙之間的中線L，該螺
牙輪廓特征具有多個螺牙；
步驟五：以中線L為基準軸建立二維直角坐標系以得到待檢測螺
紋工件兩側的螺牙輪廓特征的所有坐標點集合(X1，Y1)，獲取所有
坐標點集合(X1，Y1)中Y1的極大值Ymax和所有坐標點集合(X1，
Y1)中Y1的極小值Ymin，并獲取所有坐標點集合中(X1，Y1)中的
Y1大于或小于極大值Ymax預設范圍內的所有坐標點的集合A，以及
獲取所有坐標點集合中(X1，Y1)中的Y1大于或小于極小值Ymin預
設范圍內的所有坐標點的集合B；將集合A和極大值Ymax擬合成直
線M1，將集合B和極小值Ymin擬合成直線M2，判斷直線M1和直線
M2是否平行于中線L，若是則求取螺紋大徑d、螺紋小徑d1和螺紋
中徑d2，否則該待檢測螺紋工件不合格；
步驟六：根據中線L獲取直線L3和直線L4，并根據直線L3、直
線L4分別與螺牙輪廓特征的交點求取螺距p，所述直線L3和直線L4

\t分別平行于中線L，中線L位于直線L3和直線L4之間，且直線L3
和直線L4與中線L的距離均為螺紋中徑d2的一半；
步驟七：獲取任意一螺牙兩側的谷值點m1、谷值點m1、峰值點
m3和峰值點m4，根據谷值點m1和峰值點m3生成第一正方形區域以
擬合成直線L5，根據谷值點m2和峰值點m4生成第二正方形區域以
擬合成直線L6，判斷直線L5與直線L6之間的夾角α是否滿足預設
范圍，若是，則該待檢測螺紋工件合格，否則不合格；其中，所述峰
值點m3為直線M1上靠近谷值點m1的一個端點，所述峰值點m4為直
線M1上靠近谷值點m2的一個端點，谷值點m1為直線M2上最靠近直
線M1一側的一端點，谷值點m2為直線M2上最靠近直線M1另一側的
一端點。
2.如權利要求1所述的梯形螺紋視覺檢測方法，其特征在于，所
述步驟一包括如下子步驟：
步驟1.1：獲取標準螺紋工件的第一灰度圖片，并在第一灰度圖
片上選取一搜索區域；
步驟1.2：在搜索區域中對比相鄰像素之間的對比度，當對比度
大于第一預設值時形成模板輪廓特征；
步驟1.3：對模板輪廓特征進行預設的第一角度范圍變化，獲取
一系列的模塊輪廓特征；
步驟1.4：保存系列的模板輪廓特征。
3.如權利要求2所述的梯形螺紋視覺檢測方法，其特征在于，所
述第一預設值為40，所述預設的第一角度范圍為±0.5°。
4.如權利要求1所述的梯形螺紋視覺檢測方法，其特征在于，所
述步驟二包括如下子步驟：
步驟2.1：獲取待檢測螺紋工件的第二灰度圖片，并在第二灰度
圖片上選取一搜索區域；
步驟2.2：在搜索區域中對比相鄰像素之間的對比度，當對比度
大于第二預設值時形成輪廓特征；
步驟2.3：對輪廓特征進行預設的第二角度范圍變化，獲取一系
列的輪廓特征；
步驟2.4：保存系列的輪廓特征。
5.如權利要求4所述的梯形螺紋視覺檢測方法，其特征在于，
所述第二預設值為20，所述預設的第二角度范圍為±0.5°。
6.如權利要求1所述的梯形螺紋視覺檢測方法，其特征在于，步<...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張俊峰，
申請(專利權)人：廣州超音速自動化科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44