拖拉机传动箱端面销孔加工质量机器视觉测量与预警分析

发布时间：2020-06-18 08:44

【摘要】：拖拉机是一种典型农机装备和农业作业的动力机械,其质量的提高将极大地促进农业发展。传动系是拖拉机的关键部件,传动箱小端面和变速箱端面结合构成传动系,结合面的质量影响拖拉机的整体性能。销孔是结合面的定位基础,有效测量销孔孔径及位置度,是保证传动系质量的关键。目前在传动箱制造企业中,孔径的测量采用塞规和卡尺等,孔组位置度的测量主要采用三坐标测量仪进行首检,不能满足在线实时测量需求。现有的机器视觉测量技术由于图像分辨率与视场不能同时满足,使单相机高精度测量系统的视场受到限制。针对上述问题,本文开发了基于双相机的拖拉机传动箱端面销孔加工质量视觉测量系统,实现了在线实时测量孔径和位置度;分析了影响加工质量的影响因素,提出预警规则,建立了加工质量预警模型,为拖拉机传动箱制造过程中的质量管理提供决策支持。本文的主要研究内容和结论如下:1.设计了三种测量方案、构建了测量装置进行方案选择及软件开发分析了传动箱端面销孔加工精度要求,结合实际设计了基于棋盘格标准板、十字激光器和高精度微调装置的三种测量方案,完成了相机、镜头等选型并构建了三种机器视觉测量装置。由于景深问题,基于棋盘格标准板的测量装置采集的棋盘格和销孔图像不能同时清晰。由于误差累计和销孔的高精度测量要求,基于十字激光器的测量装置不能全部满足精度要求。最终选择了基于高精度微调装置的测量装置,开发了机器视觉测量的软件系统,在现场环境下,验证了测量系统满足传动箱端面销孔孔径和位置度的在线测量需求。2.研究了图像处理算法、提出了改进Zernike矩亚像素边缘检测算法为实现销孔的高精度测量,对比分析滤波降噪算法,选择双边滤波算法;对比分析图像增强算法,选择Gamma变换增强图像对比度;根据图像灰度直方图,设置阈值把图像转换为二值图;对比分析边缘检测算法和效果,选择Canny边缘检测提取销孔边缘。为更精确地提取边缘,提出了改进Zernike矩亚像素边缘检测算法检测销孔亚像素边缘,试验验证测量系统的孔径测量偏差平均值为0.0026 mm和0.0032 mm。位置度测量偏差平均值为0.0090 mm和0.0133 mm,满足销孔加工精度要求。3.分析了销孔加工质量的影响因素并建立了销孔位置度质量预警模型分析了拖拉机传动箱端面销孔加工质量的影响因素,确定主要影响因素是环境温度、钻刀加工件数等,通过分析影响因素与位置度的关系,提出了质量预警规则。研究分析最小二乘支持向量机(Least Squares Support Vector Machine,LSSVM)和粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO),建立基于LSSVM的销孔位置度质量预警模型。采用PSO优化LSSVM的未知参数,试验结果显示模型的均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)0.0058 mm和相对误差(Relative Error,RE)0.075%,验证了建立的加工质量预警模型的有效性。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S219.03
【图文】：

农机装备,农机,农机质量,三农问题

盛依靠制造业的发展和进步[1]。目前，制造业作为中国进步强有力促进我国综合实力的提升，但仍处于大而不强的状况，仍造业的核心组成部分，国家高度重视提升典型农机的加工水平度重视三农问题，在十九报告中指出乡村振兴战略并把典型农中国制造 2025》十大重点发展领域，促进我国农机装备的发展企业在国际上具有竞争力的根本是：产品质量稳定且性能突出技术到农机的生产制造过程中[2]。现代化制造、智能化检测与测量、规模化生产等关键技术，实制造和在线实时测量，在保证农机质量的同时降低生产成本，进国家经济发展[3]。典型农机装备，其质量的提高将极大的促进农业发展。根据中）显示，市场对大中型拖拉机的需求量呈上升趋势[4]。

传动箱,孔径测量,传动系,测量方法

过端面销孔定位结合构成传动系，传动系是合面的质量影响拖拉机的整体性能，若结合响等问题。传动箱实物图，如图 1.2 所示，证结合面质量进而提高拖拉机质量。

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