[发明专利]一种基于图像技术的管螺纹位置测量装置及方法

权利要求书

1.一种基于图像技术的管螺纹位置测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤，步骤一，相机拍摄到包含管螺纹、标定块和管螺纹切削加工数控机床的螺纹对刀块的图像后将该图像传递给工业计算机；步骤二，工业计算机对该图像进行二值化处理、提取图像的边缘特征，通过Hough法检测图像中存在的直线，将与竖直方向夹角超过15°的直线过滤掉；步骤三，剩余直线为螺纹的图像线条，计算管螺纹的对称中心的坐标，获取整个管螺纹的坐标范围，按照这个坐标范围在图像中对整个管螺纹区域进行分块截取，进一步计算出管螺纹的特征尺寸的像素差值和管螺纹在图像中的坐标；步骤四，根据螺纹对刀块的外形特征获取对刀块在图像中的坐标，根据标定块计算出图像的比例尺，根据管螺纹的特征尺寸的像素差值、管螺纹和螺纹对刀块在图像中的坐标即可以计算出管螺纹的特征尺寸和管螺纹在图像中的相对位置，工业计算机将数据显示在显示屏上，机床操作人员根据这些数对螺纹进行切削加工。

2.根据权利要求1所述的基于图像技术的管螺纹位置测量方法，其特征在于，所述步骤四中，通过计算管螺纹到标定块的位置定位管螺纹在管螺纹切削加工数控机床中的相对位置。

3.一种实现权利要求1所述方法的基于图像技术的管螺纹位置测量装置，其特征在于，包括机架、相机、支撑架、标定块、工业计算机、显示屏、补光模块；机架固定在管螺纹切削加工数控机床上；相机、补光模块安装在支撑架的上端，支撑架的底座连接在机架上，相机、补光模块之间的相对位置是固定的，通过控制支撑架使相机在三个空间自由度内移动，补光模块射出的光线方向与管螺纹切削加工数控机床主轴的方向垂直，补光模块高度与管螺纹切削加工数控机床的螺纹对刀块刀尖在一个水平高度；相机用于采集图像，并将该图像传递给工业计算机，工业计算机用于分析相机所采集的图像，基于图像处理技术计算出管螺纹的特征尺寸以及管螺纹在管螺纹切削加工数控机床中的相对位置，显示屏与工业计算机连接，显示屏用于显示管螺纹的特征尺寸、管螺纹在管螺纹切削加工数控机床中的相对位置数据以及相机拍摄到的图像，标定块用于标定相机所拍摄图像中像素的实际尺寸。

4.根据权利要求3所述的基于图像技术的管螺纹位置测量装置，其特征在于，标定块为正方形的薄片，厚度范围为2-3mm。

5.根据权利要求3或4所述的基于图像技术的管螺纹位置测量装置，其特征在于，相机的拍摄角度垂直于管螺纹切削加工数控机床的加工面并指向地面。

6.根据权利要求3或4所述的基于图像技术的管螺纹位置测量装置，其特征在于，管螺纹的特征尺寸包括螺纹的螺距、牙型角、大径、小径。