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装配式凸轮轴凸轮间距视觉测量技术研究

杨鑫  
【摘要】:随着发动机技术的不断发展,装配式凸轮轴已经取代了传统一体式凸轮轴,广泛地应用于汽车发动机。凸轮轴在应用之前,需要检测凸轮间距是否满足装配误差要求。目前,可用于凸轮间距测量的接触式测量方法不满足快速、在线测量要求,而高精密凸轮间距检测仪的成本又比较高。与之相比,视觉测量技术是一种非接触式测量方法,并且,具有自动测量、适用性强等优点。因此,本文提出采用视觉测量技术对凸轮间距进行测量。 针对采用视觉测量技术对凸轮间距进行测量,本文进行了以下相关内容的研究:(1)分析了几种常用的整像素和亚像素边缘检测算法,并搭建了边缘检测算法分析实验平台,根据本文提出的边缘检测算法评价准则,确定了适合本文凸轮图像边缘定位的边缘检测算法,并实验分析了灰度差对边缘定位精度的影响,有助于进一步提高凸轮图像边缘定位精度。(2)分析了凸轮间距视觉测量系统中摄像机标定方法,在基于张正友标定方法的基础上,本文考虑了两项切向畸变,这将提高了摄像机参数标定的准确性。之后,利用摄像机标定结果对高精密标定板黑白棋盘格尺寸进行测量,检测精度达到0.01mm左右,说明了此标定结果可用于视觉测量中。(3)根据凸轮轴成像特点,提出了凸轮间距单目视觉测量模型,采用一种新的凸轮轴与摄像机空间位置标定方法,克服了传统标定方法在实际测量中的局限性,有助于提高凸轮间距测量精度。本文建立的单目视觉测量凸轮间距模型,相比双目或多目视觉测量,结构更简单,操作方便。 最后,通过搭建凸轮间距测量实验平台来验证本文测量模型的可行性,并将本文方法与微米千分尺测量结果相比较,通过实验对比分析,本方法的测量误差为0.0556mm,满足凸轮间距安装误差监测要求。在分析了影响本文测量精度的误差因素之后,并提出了相应的改进措施,有助于进一步提高本文方法的测量精度和稳定性。 本文进行了凸轮间距视觉测量技术相关工作的研究,可用于凸轮轴装配机上凸轮间距安装误差自动监测系统,具有较好的应用前景。


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