梯形螺纹视觉检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及螺纹检测技术领域，尤其涉及梯形螺纹视觉检测方法。
【背景技术】
[0002]随着工业技术的迅猛发展，机械装置的自动化程度越来越高，在这过程中也对生产制造中的工件精度要求越来越高。
[0003]传统的螺纹质量检测的主要方法是螺纹环规或塞规、用螺纹千分尺测量、用齿厚游标卡尺测量、三针测量法、双针测量法，这种测量方法存在测量速度慢、测量精度低的确定，不利于提供流水线的自动化检测速度，已经满足不了现代工业对螺纹工件质量测量效率和精度等方面的要求。
【发明内容】
[0004]针对上述技术问题，本发明的目的在于提供梯形螺纹视觉检测方法，其检测得到的螺纹工件精度高。
[0005]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0006]一种梯形螺纹视觉检测方法，包括如下步骤:
[0007]步骤一:对标准螺纹工件建立模板轮廓特征；
[0008]步骤二:对待检测螺纹工件建立轮廓特征；
[0009]步骤三:判断标准工件的模板轮廓特征和待检测工件的轮廓特征的相似度是否达到预设值且满足目标个数，若是，则认定待检测螺纹工件初步合格，执行步骤四，否则，认定待检测螺纹工件不合格，丢弃该待检测螺纹工件；
[0010]步骤四:建立待检测螺纹工件两侧的螺牙轮廓特征，根据该两侧的螺牙轮廓特征获取待检测螺纹工件两侧的螺牙之间的中线L，该螺牙轮廓特征具有多个螺牙；；
[0011]步骤五:以中线L为基准轴建立二维直角坐标系以得到待检测螺纹工件两侧的螺牙轮廓特征的所有坐标点集合(XI，Y1)，获取所有坐标点集合(Χ1，Υ1)中Υ1的极大值Ymax和所有坐标点集合(XI，Y1)中Y1的极小值Ymin，并获取所有坐标点集合中(XI，Y1)中的Y1大于或小于极大值Ymax预设范围内的所有坐标点的集合A，以及获取所有坐标点集合中(X1，Y1)中的Υ1大于或小于极小值Ymin预设范围内的所有坐标点的集合Β ;将集合A和极大值Ymax拟合成直线M1，将集合B和极小值Ymin拟合成直线M2，判断直线Ml和直线M2是否平行于中线L，若是则求取螺纹大径d、螺纹小径dl和螺纹中径d2，否则该待检测螺纹工件不合格；
[0012]步骤六:根据中线L获取直线L3和直线L4，并根据直线L3、直线L4分别与螺牙轮廓特征的交点求取螺距P，所述直线L3和直线L4分别平行于中线L，中线L位于直线L3和直线L4之间，且直线L3和直线L4与中线L的距离均为螺纹中径d2的一半；
[0013]步骤七:获取任意一螺牙两侧的谷值点ml、谷值点ml、峰值点m3和峰值点m4，根据谷值点ml和峰值点m3生成第一正方形区域以拟合成直线L5，根据谷值点m2和峰值点m4生成第二正方形区域以拟合成直线L6，判断直线L5与直线L6之间的夹角α是否满足预设范围，若是，则该待检测螺纹工件合格，否则不合格；其中，所述峰值点m3为直线Ml上靠近谷值点ml的一个端点，所述峰值点m4为直线Ml上靠近谷值点m2的一个端点，谷值点ml为直线M2上最靠近直线Ml —侧的一端点，谷值点m2为直线M2上最靠近直线Ml另一侧的一端点。
[0014]优选的，所述步骤一包括如下子步骤:
[0015]步骤1.1:获取标准螺纹工件的第一灰度图片，并在第一灰度图片上选取一搜索区域；
[0016]步骤1.2:在搜索区域中对比相邻像素之间的对比度，当对比度大于第一预设值时形成模板轮廓特征；
[0017]步骤1.3:对模板轮廓特征进行预设的第一角度范围变化，获取一系列的模块轮廓特征；
[0018]步骤1.4:保存系列的模板轮廓特征。
[0019]进一步优选的，所述第一预设值为40，所述预设的第一角度范围为±0.5°。
[0020]优选的，所述步骤二包括如下子步骤:
[0021]步骤2.1:获取待检测螺纹工件的第二灰度图片，并在第二灰度图片上选取一搜索区域；
[0022]步骤2.2:在搜索区域中对比相邻像素之间的对比度，当对比度大于第二预设值时形成轮廓特征；
[0023]步骤2.3:对轮廓特征进行预设的第二角度范围变化，获取一系列的轮廓特征；
[0024]步骤2.4:保存系列的轮廓特征。
[0025]进一步优选的，所述第二预设值为20，所述预设的第二角度范围为±0.5°。
[0026]优选的，步骤三中所述预设值为75%，目标个数为1。
[0027]优选的，步骤四包括如下子步骤:
[0028]步骤4.1:建立待检测螺纹工件两侧的螺牙轮廓特征，该螺牙具有多个螺牙；
[0029]步骤4.2:处理待检测螺纹工件其中一侧的螺牙轮廓特征以形成闭合轮廓D1，处理待检测螺纹工件另一侧的螺牙轮廓特征以形成闭合轮廓D2 ;
[0030]步骤4.3:根据最小二乘法拟合闭合轮廓D1成直线L1，同时根据最小二乘法拟合闭合轮廓D2成直线L2 ;
[0031]步骤4.4:根据直线L1和直线L2获取待检测螺纹工件两侧的螺牙之间的中线L，其中，直线L1至中线L的距离等于直线L2到中线L的距离。
[0032]进一步优选的，步骤五包括如下子步骤:
[0033]步骤5.1:以中线L为基准轴建立二维直角坐标系以得到待检测螺纹工件两侧的螺牙轮廓特征的所有坐标点集合(XI，Π)；
[0034]步骤5.2:扫描所有坐标点集合(XI，Y1)获取该所有坐标点集合(XI，Y1)中Y1的极大值Ymax和所有坐标点集合(X1，Y1)中Υ1的极小值Ymin，并获取所有坐标点集合中(XI，Y1)中的Y1大于或小于极大值Ymax预设范围内的所有坐标点的集合A，以及获取所有坐标点集合中(X1，Y1)中的Υ1大于或小于极小值Ymin预设范围内的所有坐标点的集合B ；
[0035]步骤5.3:将集合A和极大值Ymax拟合成直线Ml，将集合B和极小值Ymin拟合成直线M2 ；
[0036]步骤5.4:判断直线Ml和直线M2是否平行于中线L，若是，则计算出直线Ml与中线L之间的距离K1以及直线M2与中线L之间的距离K2，否则，该待检测螺纹工件不合格；
[0037]步骤5.5:根据公式d = 2*K1求得螺纹大径d，根据公式dl = 2*K2求得螺纹小径dl，根据公式d2 = (d+dl)/2求得螺纹中径d2。
[0038]进一步优选的，步骤六包括如下子步骤:
[0039]步骤6.1:根据中线L获取直线L3和直线L4，所述直线L3和直线L4分别平行于中线L，中线L位于直线L3和直线L4之间，且直线L3和直线L4与中线L的距离均为螺纹中径d2的一半；
[0040]步骤6.2:所述直线L3和直线L4分别与中线L两侧的螺牙轮廓特征形成多个交点，选择任意一侧的任意相邻的三个交点记为交点a、交点b和交点c，所述交点a至交点c的距离为螺距P。
[0041]进一步优选的，步骤七包括如下子步骤:
[0042]步骤7.1:选取任意一个螺牙，获取该螺牙两侧的谷值点ml、谷值点m2、峰值点m3和峰值点m4 ;所述峰值点m3为直线Ml上靠近谷值点ml的一个端点，所述峰值点m4为直线Ml上靠近谷值点m2的一个端点，谷值点ml为直线M2上最靠近直线Ml —侧的一端点，谷值点m2为直线M2上最靠近直线Ml另一侧的一端点；
[0043]步骤7.2:根据谷值点ml和峰值点m3求取谷值点ml和峰值点m3之间的中点hi，根据谷值点m2和峰值点m4求取谷值点m2和峰值点m4之间的中点h2 ;
[0044]步骤7.3:以中点hi为中心点，以谷值点ml至峰值点m3距离的一半为半径生成第一正方形区域，同时以中点h2为中心点，以谷值点m2至峰值点m4距离的一半为半径生成第二正方形区域；
[0045]步骤7.4:在第一正方形区域建立第一轮廓并拟合成直线L5，在第二正方形区域建立第二轮廓并拟合成直线L6 ；
[0046]步骤7.5:判断直线L5与直线L6之间的夹角α是否满足预设范围，若是，则该待检测螺纹工件合格，否则不合格。
[0047]相比现有技术，本发明的有益效果在于:
[0048]1、无需人工手动测量工具尺寸，避免了人工操作和测量仪器自身带来的系统误差，实现了自动化检测；
[0049]2、结合梯形螺纹的特征进行多层检测，通过实体工件与标准工件进行比对，具有高精度检测保证，测量方法效率高、可靠性强。
【附图说明】
[0050]图1为本发明的梯形螺纹的螺牙结构示意图；
[0051]图2为本发明的工作流程图。
【具体实施方式】
[0052]下面，结合附图以及【具体实施方式】，对本发明做进一步描述:
[0053]梯形螺纹又称普通螺纹，其螺牙形状如图1所示，梯形螺纹的主要参数有:螺纹大径d、螺纹小径