[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

说明书

本发明公开了一种基于图像技术的管螺纹位置测量装置及方法，本发明装置中包括相机、支撑架、标定块、工业计算机、显示屏、补光模块；相机安装在支撑架上并且与工业计算机相互连接，相机负责采集图像，并将图像传递给工业计算机，工业计算机分析采集的图像，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机床中的相对位置，此外将这些数据和当前拍摄到的图像显示在显示屏上，机床操作人员根据这些数据对管螺纹进行切削加工。本测量装置可以自动计算管螺纹的特征尺寸以及管螺纹在机床中的相对位置，无需人的干预，具有结构简单、效率高的特点。

技术领域

本发明属于管螺纹位置测量技术领域，尤其涉及一种基于图像技术的管螺纹位置测量装置及方法。

背景技术

管螺纹在使用一段时间后因为自然磨损无法继续使用，需要切除螺纹部分重新车出新的螺纹，虽然近年来出现了一些辅助的测量工具，但是在螺纹修复加工过程中依然无法实现自动化加工，仍然需要人工的干预。

中国专利文献公开了“一种用于数控车床维修螺纹的螺纹位置专用测量仪”(公开号：CN 202149735 U，公开日：2012.02.22)，该专用测量仪使用与被测螺纹相匹配的螺纹齿，通过螺纹齿与被测螺纹啮合完成定位，然后根据后端的千分尺读数，完成测量。该专用测量仪专门针对特定的螺纹进行设计，具有结构简单、省时省力和造价低廉等特点。

上述的专用测量仪存在一些缺点：测量仪只是针对特定的螺纹设计的，无法兼顾一类螺纹的需求，加工不同的螺纹需要更换不同的测量仪，无法做到一物多用，此外上述测量仪仍需要人工读数，无法做到自动化操作，仍然不够自动化、智能化。因此需要设计出一种设备可以自动计算管螺纹的特征参数以及管螺纹在机床中的相对位置，然后将参数显示出来，供机床操作人员使用，从而真正实现加工的智能化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种基于图像技术的管螺纹位置测量装置及方法，可以自动计算管螺纹的特征尺寸以及管螺纹在机床中的相对位置，无需人的干预，具有结构简单、效率高的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于图像技术的管螺纹位置测量方法，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(螺纹在图像中是竖直方向的，根据图像的斜率过滤掉该部分直线。)；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。

按上述技术方案，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。