抽象

　　在螺紋制造過程中，冷卻液或潤(rùn)滑油會(huì)粘附在螺紋表面上，從而影響螺紋參數(shù)的視覺測(cè)量結(jié)果。為了模擬實(shí)際測(cè)量過程中油在螺紋表面上的附著行為，在此實(shí)驗(yàn)中設(shè)置了四個(gè)不同的附著狀態(tài)。使用圖像測(cè)量?jī)x來收集不同粘附狀態(tài)的螺紋圖像。然后，通過計(jì)算機(jī)圖像處理分析螺紋表面上的油膜分布。使用目測(cè)方法獲得油附著力對(duì)螺紋參數(shù)測(cè)量結(jié)果的相對(duì)影響率。提出一種基于實(shí)驗(yàn)的螺距補(bǔ)償方法，試驗(yàn)方法驗(yàn)證了該方法的補(bǔ)償效果。實(shí)驗(yàn)表明，油附著對(duì)直徑參數(shù)測(cè)量結(jié)果的影響大于7 μm，對(duì)螺紋角測(cè)量結(jié)果的影響大于0.1°。補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)表明，節(jié)距直徑的補(bǔ)償效率高于70％。

　　介紹

　　視覺測(cè)量技術(shù)在螺紋測(cè)量中具有很大的優(yōu)勢(shì)。首先，機(jī)器視覺測(cè)量方法具有更高的測(cè)量效率。其次，機(jī)器視覺測(cè)量方法可用于實(shí)現(xiàn)在線螺紋測(cè)量。此外，機(jī)器視覺測(cè)量方法還可以檢測(cè)傳統(tǒng)方法難以獲得的螺紋參數(shù)。1近來，基于機(jī)器視覺的螺紋參數(shù)檢測(cè)已得到廣泛研究。2，3 Gadelmawla 4引入了不僅可以被應(yīng)用到許多類型的螺紋測(cè)量，而且還同時(shí)檢測(cè)18個(gè)參數(shù)的螺紋的視覺檢測(cè)系統(tǒng)。較低5設(shè)計(jì)了一種直觀的螺紋參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)直觀，高效且易于操作。Mutambi和Yu 6分析了螺紋測(cè)量程序中的誤差源以及校準(zhǔn)對(duì)測(cè)量精度的影響。Chen 7提出了一種螺紋輪廓變形的補(bǔ)償方法，該方法的節(jié)圓直徑補(bǔ)償效果大于85％，螺紋角度補(bǔ)償效果大于70％。沉等。8分析了機(jī)器視覺測(cè)量過程中螺紋輪廓變形的問題，并提出了一種補(bǔ)償方法。盡管在螺紋視覺測(cè)量方面取得了許多成就，但是已經(jīng)有一些研究使用視覺測(cè)量對(duì)油粘附在螺紋表面上的效果進(jìn)行了研究。機(jī)器視覺測(cè)量方法使用光學(xué)成像原理，這需要高度的螺紋表面清潔度。9因此，油在螺紋表面上的附著對(duì)成像的影響很大。在對(duì)線程子像素邊緣提取算法的研究中，Cai等人。10提到了附著在螺紋表面上的油對(duì)視覺測(cè)量結(jié)果的影響，并對(duì)沖擊進(jìn)行了初步分析。

　　油在零件生產(chǎn)過程中起著潤(rùn)滑和冷卻的作用，對(duì)于現(xiàn)代機(jī)械制造至關(guān)重要。11在螺紋加工過程中，刀刃上的摩擦力很大，排屑困難，熱量不易被排屑帶走。通常，包含油的切削液用于減少摩擦并降低切削溫度。12，13使用機(jī)油可以提高工具壽命和螺紋的表面質(zhì)量。同時(shí)，機(jī)油會(huì)附著在螺紋表面，影響螺紋的在線測(cè)量精度。螺紋制造材料通常是低碳鋼，中碳鋼，合金鋼和類似物質(zhì)。這樣的材料不具有良好的疏油性能。黃等。圖14發(fā)現(xiàn)在加工期間，在切削刃附近的膜的厚度為約15μm，并且在其他位置的膜的厚度可以達(dá)到約25μm。當(dāng)秦15研究了潤(rùn)滑油膜厚度的測(cè)量方法，測(cè)得的油膜厚度約為30μm。如文獻(xiàn)綜述中所述，在工件表面上的油粘附嚴(yán)重影響了工件的輪廓形狀。根據(jù)Biresaw等人的說法，16油的粘度越大，對(duì)工件輪廓的影響就越大。因此，重要的是研究油的附著力對(duì)螺紋的視覺測(cè)量結(jié)果的影響。在測(cè)量過程中，許多因素都會(huì)影響螺紋表面上的油粘附力，例如加工方法，表面質(zhì)量，油類型和清潔方法。因此，難以進(jìn)行關(guān)于油附著性對(duì)螺紋的視覺測(cè)量結(jié)果的影響的模擬研究和理論研究。

　　本研究從油的附著力對(duì)螺紋成像影響的角度出發(fā)，采用實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的方法分析了螺紋參數(shù)的目測(cè)誤差。為了減少油脂附著對(duì)螺紋直徑的目測(cè)結(jié)果的影響，提出了一種基于實(shí)驗(yàn)的螺距補(bǔ)償方法。并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的可行性。該研究分為以下幾個(gè)部分：“油脂附著在螺紋輪廓成像上的螺紋表面上的影響”部分描述了油脂附著對(duì)螺紋輪廓成像的影響。“實(shí)驗(yàn)”部分描述了實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)；在“實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析”部分中，給出并討論了實(shí)驗(yàn)和數(shù)值結(jié)果；在“節(jié)圓直徑補(bǔ)償方法和補(bǔ)償效果驗(yàn)證”部分中，提出了一種基于實(shí)驗(yàn)的節(jié)圓直徑補(bǔ)償方法，并對(duì)算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。“結(jié)論”部分給出了結(jié)論。

　　油脂附著在螺紋表面上對(duì)螺紋輪廓成像的影響

　　如圖1所示，油附著在螺紋表面上會(huì)影響螺紋成像的輪廓。有兩種類型的效果：首先，如圖1（a）所示。，附著在螺紋表面的油改變了牙根，牙頂和牙側(cè)面的輪廓形狀；第二，如圖1（b）所示，油粘附在螺紋表面上，導(dǎo)致螺紋輪廓邊緣的灰度梯度發(fā)生變化，這使得普通的邊緣檢測(cè)操作人員無法準(zhǔn)確地提取螺紋邊緣輪廓。螺紋輪廓的變化和所提取的邊緣輪廓的位置影響了螺紋參數(shù)的測(cè)量位置，并導(dǎo)致螺紋參數(shù)的測(cè)量結(jié)果發(fā)生變化。

　　圖1.機(jī)油附著力對(duì)螺紋輪廓的影響。

　　1.根，是連接兩個(gè)相鄰側(cè)面的凹槽底部的表面。2.波峰，是連接兩個(gè)相鄰側(cè)面的山脊頂部的表面。3.側(cè)面是由基本三角形的一側(cè)生成的，不與螺紋的節(jié)線平行的螺旋螺紋表面的一部分。

　　實(shí)驗(yàn)

　　實(shí)驗(yàn)設(shè)備

　　在實(shí)驗(yàn)期間，使用四種類型的公制螺紋M8×1.25，M14×2，M30×1.5和M42×1.5作為測(cè)試對(duì)象?？偣策x擇了五種不同粘度的潤(rùn)滑油（ISOVG10，ISOVG22，ISOVG32，ISOVG46和ISOVG68）作為實(shí)驗(yàn)介質(zhì)。螺紋圖像是使用GIM-80A自動(dòng)圖像測(cè)量?jī)x在背光條件下獲得的，如圖2所示。。GIM-80A由發(fā)光二極管并聯(lián)背光源，1/2英寸電荷耦合器件（CCD）彩色相機(jī)和AVITAR63106-S-7變焦鏡頭組成。變焦鏡頭的放大倍率為0.7倍至4.5倍，圖像的總放大倍率為24倍至148倍。平行光源的中心區(qū)域具有良好的平直度，可以使被測(cè)物體的外部輪廓變得清晰。平行光可以控制透鏡變形。遠(yuǎn)心鏡頭與CCD相機(jī)配合使用可有效糾正傳統(tǒng)工業(yè)鏡頭的視差。

　　圖2.（a）結(jié)構(gòu)圖和（b）設(shè)備的物理圖。

　　1.工作臺(tái)，2.背光源，3.夾具，4.定位器，5.螺紋，6.遠(yuǎn)心變焦鏡頭，7.電荷耦合設(shè)備的攝像頭，8.電纜，和9.計(jì)算機(jī)。

　　螺紋圖像采集

　　在實(shí)驗(yàn)過程中，根據(jù)以下建議收集了螺紋的圖像：

　　超聲清洗干凈的螺紋（CLST）并干燥。

　　對(duì)于被油嚴(yán)重粘附的螺紋（STHDA），將潤(rùn)滑油均勻地涂在螺紋表面，并靜置5分鐘。

　　為了使螺紋保持適度的油附著性（STMDA），將潤(rùn)滑油均勻地涂在螺紋表面上，并在10 Hz的振動(dòng)平臺(tái)上放置30 s，以使油均勻地流動(dòng)。

　　為了使油脂附著在螺紋上的輕度（STLDA），將潤(rùn)滑油均勻地涂在螺紋表面，并在10 Hz的振動(dòng)平臺(tái)上放置1分鐘，以使油均勻地流動(dòng)。

　　圖像采集過程中螺紋的夾緊方法如圖3所示。。雙頂夾緊不僅可確保螺紋制造基準(zhǔn)與測(cè)量基準(zhǔn)之間的均勻性，而且可確保螺紋的徑向和軸向定位。定位銷與螺紋上的定位孔相匹配，以沿周向定位螺紋。同時(shí)定位三個(gè)方向，以確?？梢栽诓煌臋C(jī)油附著狀態(tài)下獲取相同螺紋的相同位置圖像。

　　圖3.螺紋的周向定位。

　　1.定位銷，2.定位孔和3.居中。

　　圖像處理

　　如圖4所示然后，使用圖像差分算法對(duì)獲取的圖像進(jìn)行差分處理，以增強(qiáng)輪廓變形區(qū)域的對(duì)比度。17

　　圖4.圖像差異算法（IDA）。

　　圖5表示螺紋M8×1.25的清潔圖像和附著油圖像之間的差異計(jì)算結(jié)果。由于具有潤(rùn)濕性，因此油附著在螺紋的表面并形成粘附層。在表面張力的影響下，波峰處的油收縮并形成凸起。與螺紋的根部接觸的粘合層傾向于延伸，這導(dǎo)致油與空氣表面接觸并凹入彎曲。

　　圖5.附著有油的螺紋輪廓變形：（a）CLST圖像，（b）STLDA圖像，（c）STLDA的螺紋輪廓變形，（d）STMDA圖像，（e）STMDA的螺紋輪廓變形，（f） STHDA圖像，以及（g）STHDA的螺紋輪廓變形。

　　從圖5，我們發(fā)現(xiàn)對(duì)螺紋輪廓的影響程度因油的附著條件而異。螺紋輪廓變化的不同程度對(duì)螺紋測(cè)量結(jié)果有不同的影響。表1示出了螺紋M8×1.25的輪廓變形比例的計(jì)算結(jié)果。油在螺紋表面上的附著程度越大，則螺紋圖像輪廓的變形越大。同時(shí)，隨著油的粘度增加，螺紋圖像輪廓的變形程度也增加。

　　表1.螺紋輪廓的變形程度。

　　表1.螺紋輪廓的變形程度。

　　油附著力對(duì)螺紋輪廓的不同位置的影響導(dǎo)致不同螺紋參數(shù)的測(cè)量結(jié)果發(fā)生變化。如圖1所示，油對(duì)根的影響影響了小徑的測(cè)量；對(duì)波峰的影響影響了大直徑的測(cè)量；對(duì)側(cè)面的影響影響了節(jié)圓直徑和螺紋角的測(cè)量。分析油在螺紋表面上的分布，同時(shí)依靠粘附層圖像的計(jì)算統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。如圖圖6（a）中，在螺紋圖像上選擇了五個(gè)區(qū)域：左根區(qū)域I，左齒側(cè)區(qū)域II，波峰區(qū)域III，右齒側(cè)區(qū)域IV和右齒根區(qū)域V。確定了這五個(gè)部分。圖6（b）表示附著在螺紋M8×1.25表面上的ISOVG32型潤(rùn)滑油的分布的計(jì)算結(jié)果。油的附著對(duì)螺紋牙根和螺紋牙根附近的牙腹有嚴(yán)重的影響，對(duì)牙冠和牙腹的影響相對(duì)較小。因此，可以預(yù)見的是，小直徑測(cè)量結(jié)果的影響將大于節(jié)距直徑和大直徑的影響。

　　圖6.螺紋表面上的油分布：（a）區(qū)域劃分和（b）分布情況。

　　檢測(cè)方式

　　大徑影響的檢測(cè)方法

　　大徑測(cè)量結(jié)果的變化主要是由螺紋牙頂輪廓的變化引起的。為了分析油附著對(duì)大直徑測(cè)量結(jié)果的影響，在研究過程中檢測(cè)了波峰的相對(duì)位置變化。由于在相同的條件下（夾緊位置，放大倍數(shù)和焦距）收集了相同螺紋的圖像，因此在不同油附著狀態(tài)下的圖像處于相同的坐標(biāo)系中。

　　在檢測(cè)過程中，對(duì)清潔螺紋和附油螺紋的螺紋牙頂裝配線進(jìn)行了采樣。將采樣步長(zhǎng)設(shè)置為0.1像素，并將采樣點(diǎn)數(shù)設(shè)置為n。在干凈的螺紋和帶油的螺紋上分別將采樣點(diǎn)標(biāo)記為（x i，y i）和（x j，y j）。計(jì)算相應(yīng)點(diǎn)之間的平均距離，以獲得螺紋牙頂?shù)奈恢米兓?。?jì)算方法如式（1）所示。

　　Δ?′=∑?? ，? = 1（??-??）2+（??-??）2?????????????????????????????????????√?Δd′=∑一世，?=1個(gè)?（X一世-X?）2+（?一世-??）2?（1）

　　微小直徑影響的檢測(cè)方法

　　小直徑測(cè)量結(jié)果的變化主要是由螺紋牙根輪廓的變化引起的。為了分析油附著對(duì)小直徑測(cè)量結(jié)果的影響，在研究過程中檢測(cè)了根部的相對(duì)位置變化。

　　在檢測(cè)過程中，對(duì)干凈螺紋和附油螺紋的螺紋根部裝配線進(jìn)行了采樣。將采樣步長(zhǎng)設(shè)置為0.1像素，并將采樣點(diǎn)數(shù)設(shè)置為m。在干凈的螺紋和帶油的螺紋上分別標(biāo)記為（x o，y o）和（x p，y p）。計(jì)算相應(yīng)點(diǎn)之間的平均距離，以獲得螺紋根的位置變化。計(jì)算方法如式（2）所示。

　　Δ d′1個(gè)=∑?? ，? = 1（??-??）2+（??-??）2??????????????????????????????????????√?Δd′1個(gè)=∑?，p=1個(gè)米（X?-Xp）2+（??-?p）2米（2）

　　節(jié)圓直徑影響的檢測(cè)方法

　　螺距直徑測(cè)量結(jié)果的變化主要是由螺紋牙側(cè)面輪廓的變化引起的。為了分析油附著對(duì)節(jié)距直徑測(cè)量結(jié)果的影響，在研究過程中測(cè)試了節(jié)距線的相對(duì)位置變化。如圖圖7（a）中，槽寬 ??ψ[R 和山脊厚度 ???[R使用平行于軸線的線與螺紋牙側(cè)線相交處之間的距離進(jìn)行計(jì)算。厚度差定義如下

　　Δ =||??-??||Δ=|?[R-ψ[R|（3）

　　圖7.間距線的位置檢測(cè)：（a）間距線位置的檢測(cè)方法和（b）厚度差。

　　為了提高計(jì)算速度，在螺紋圖像上設(shè)置了檢測(cè)上限和檢測(cè)下限，如圖7（a）所示。例如，螺紋M8×1.25的厚度差檢測(cè)結(jié)果如圖7（b）所示。。厚度差較小的位置是間距線的位置。

　　清潔螺紋螺距線設(shè)置為L(zhǎng) 1。L的表達(dá)式如式（4）所示

　　? = ??=χ（4）

　　受到油的附著力影響的螺紋的螺距線為L(zhǎng) 2。L 2的表達(dá)式如公式（5）所示

　　? = ??=λ（5）

　　如等式（6）所示，計(jì)算出節(jié)線的位置的變化。

　　Δ d′2= ? ? ?Δd′2=λ-χ（6）

　　螺紋角影響的檢測(cè)方法

　　使用較小二乘擬合側(cè)面線，斜率 ?1個(gè)?1個(gè) 和 ?2?2獲得了相鄰的側(cè)面線中的一個(gè)。螺紋角的計(jì)算如式（7）所示。螺紋角度?α 清潔螺絲的螺紋和螺紋角度 ?′α′ 檢測(cè)出附有油的螺紋的數(shù)量

　　?= arctan||||?1個(gè)-?21 +?1個(gè)×?2||||α=Arctan|?1個(gè)-?21個(gè)+?1個(gè)×?2|（7）

　　等式（8）中示出了對(duì)螺紋角的測(cè)量結(jié)果的影響量的計(jì)算。

　　Δ α= ?’ – αΔα=α′-α（8）

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

　　使用“檢測(cè)方法”部分中的檢測(cè)方法，對(duì)不同油附著狀態(tài)的螺紋進(jìn)行了11次實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。

　　大直徑實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響分析

　　大直徑實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響的平均值如圖8所示。結(jié)果表明，隨著油的粘度和油的積聚度的增加，螺紋的大直徑的測(cè)量結(jié)果的變化量變得越來越大。

　　圖8.大直徑影響。

　　對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn)，油粘附力對(duì)實(shí)驗(yàn)中選擇的螺紋的大徑測(cè)量結(jié)果的相對(duì)影響如下。相對(duì)影響率是大直徑和螺紋高度之間的比率。對(duì)螺紋M8×1.25的大徑測(cè)量結(jié)果的相對(duì)影響率為0.82％–2.92％。對(duì)螺紋M14×2的大徑測(cè)量結(jié)果的相對(duì)影響率為1.10％–3.08％。對(duì)M30×1.5螺紋的大徑測(cè)量結(jié)果的相對(duì)影響率為1.70％–2.52％。對(duì)M42×1.5螺紋的大徑測(cè)量結(jié)果的相對(duì)影響率為1.62％–3.45％。實(shí)驗(yàn)表明，長(zhǎng)徑測(cè)量值大于油附著之前的值。

　　小直徑實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響分析

　　小直徑實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響的平均值如圖9所示。結(jié)果表明，隨著油的粘度和油的積聚度的增加，螺紋的小直徑的測(cè)量結(jié)果的變化量變得越來越大。

　　圖9.小直徑影響。

　　對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn)，油粘附力對(duì)實(shí)驗(yàn)中選擇的螺紋的小徑測(cè)量結(jié)果的相對(duì)影響如下。相對(duì)影響率是小直徑與螺紋高度之間的比率。對(duì)螺紋M8×1.25的小直徑測(cè)量結(jié)果的相對(duì)影響率為5.28％–10.36％。對(duì)螺紋M14×2的小直徑測(cè)量結(jié)果的相對(duì)影響率為4.68％–9.04％。對(duì)M30×1.5螺紋的小徑測(cè)量結(jié)果的相對(duì)影響率為2.58％–9.42％。對(duì)螺紋M42×1.5的小徑測(cè)量結(jié)果的相對(duì)影響率為3.80％-9.10％。實(shí)驗(yàn)表明，小徑測(cè)量值大于油附著之前的值。

　　節(jié)圓直徑實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響分析

　　螺距直徑實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響的平均值如圖10所示。結(jié)果表明，隨著油的粘度和油的積聚度的增加，螺紋的螺距直徑的測(cè)量結(jié)果的變化量變得越來越大。

　　圖10.節(jié)圓直徑的影響。

　　對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn)，油粘附力對(duì)實(shí)驗(yàn)中選擇的螺紋的螺距直徑測(cè)量結(jié)果的相對(duì)影響如下。相對(duì)影響率是螺距直徑與螺紋高度之間的比率。對(duì)螺紋M8×1.25的螺距直徑測(cè)量結(jié)果的相對(duì)影響率為0.9％–3.1％。對(duì)螺紋M14×2的螺距直徑測(cè)量結(jié)果的相對(duì)影響率為1.1％–3.1％。對(duì)螺紋M30×1.5的螺距直徑測(cè)量結(jié)果的相對(duì)影響率為1.44％–2.20％。對(duì)螺紋M42×1.5的螺距直徑測(cè)量結(jié)果的相對(duì)影響率為1.04％–2.59％。實(shí)驗(yàn)表明，節(jié)圓直徑的測(cè)量值大于附著油之前的值。

　　螺紋角實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響分析

　　螺紋角實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響的平均值如圖11所示。對(duì)于受油粘附影響的螺紋，螺紋角度測(cè)量值大于清潔螺紋。

　　圖11.螺紋角度的影響。

　　對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn)，油粘附力對(duì)實(shí)驗(yàn)中選擇的螺紋的螺紋角測(cè)量結(jié)果的相對(duì)影響如下。相對(duì)影響率是螺紋角度變化與螺紋角度之間的比率。對(duì)螺紋M8×1.25的螺紋角度測(cè)量結(jié)果的相對(duì)影響率為0.83％–3.10％。對(duì)螺紋M14×2的螺紋角測(cè)量結(jié)果的相對(duì)影響率為0.20％–2.67％。對(duì)螺紋M30×1.5的螺紋角度測(cè)量結(jié)果的相對(duì)影響率為0.21％–2.88％。對(duì)螺紋M42×1.5的螺紋角度測(cè)量結(jié)果的相對(duì)影響率為1.04％–2.59％。

　　節(jié)圓直徑補(bǔ)償方法及補(bǔ)償效果驗(yàn)證

　　節(jié)距補(bǔ)償方法

　　油對(duì)螺紋表面的附著力受油粘度，螺紋類型，螺紋表面質(zhì)量和加工方法等因素的影響。然而，基于投影成像原理的螺紋目視檢查方法不僅受到上述因素的影響，而且還受到現(xiàn)場(chǎng)照明強(qiáng)度，成像曝光時(shí)間和環(huán)境溫度的影響。由于影響因素復(fù)雜，因此難以用理論計(jì)算來消除油附著力對(duì)節(jié)距直徑的目測(cè)的影響。根據(jù)螺紋參數(shù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)，螺距的大徑與根部的油膜厚度的關(guān)系可以預(yù)測(cè)螺距徑測(cè)定結(jié)果的影響。油的附著系數(shù)確定為等式（9）

　　? =???=üd（9）

　　其中d是大直徑，U是根部的油膜厚度。

　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，將t的數(shù)值間隔分為光附著間隔[ 0 ，?1個(gè)][0，?1個(gè)]，中等的附著間隔 [?1個(gè)，?2][?1個(gè)，?2]，并且間隔時(shí)間很長(zhǎng) [?2，+ ∞ ][?2，+∞]。在每個(gè)安裝間隔中，都有一個(gè)節(jié)圓直徑影響系數(shù)?λ與螺紋高度h和螺距直徑的影響量有關(guān)Δ?2Δd2，如公式（10）所示

　　? =Δ?2?λ=Δd2H（10）

　　在每個(gè)油粘附間隔中多次測(cè)量螺紋以獲得螺距直徑影響系數(shù)。將通過實(shí)驗(yàn)在每個(gè)間隔中測(cè)量的螺距直徑影響系數(shù)取平均值，以獲得光附著間隔，嚴(yán)重附著間隔和中等附著間隔的平均影響系數(shù)，? [ 1 ]λ[1個(gè)]， ? [ 2 ]λ[2]和 ? [ 3 ]λ[3]， 分別。在實(shí)際測(cè)量過程中，每個(gè)螺紋根部的油附著系數(shù)?iibii如公式（11）所示進(jìn)行計(jì)算

　　?ii=?ii?，II = 1 ，2 ，… ，?bii=üiid，ii=1個(gè)，2，…，小號(hào)（11）

　　其中S是線程根的數(shù)量，并且?iiüii 是每個(gè)根部的油膜厚度。

　　平均油附著系數(shù) ???bˉ用公式（12）計(jì)算待測(cè)螺紋的螺紋

　　???=∑?ii = 1?ii?bˉ=∑ii=1個(gè)小號(hào)bii小號(hào)（12）

　　油的附著間隔在哪里 ???bˉ 確定位置，平均影響系數(shù) ? [ 1 ]λ[1個(gè)] 要么 ? [ 2 ]λ[2] 要么 ? [ 3 ]λ[3] 選擇螺距直徑補(bǔ)償系數(shù) ?γ使用等式（13）計(jì)算。補(bǔ)償算法如圖12所示。

　　?=2 ? × λ [ 1 ]，2 ? × λ [ 2 ]，2 ? × λ [ 3 ]，???≤?1個(gè)???≥?2?1個(gè)≤???≤?2γ={2H×λ[1個(gè)]，bˉ≤?1個(gè)2H×λ[2]，bˉ≥?22H×λ[3]，?1個(gè)≤bˉ≤?2（13）

　　圖12.節(jié)距直徑測(cè)量的補(bǔ)償算法：（a）主程序，（b）補(bǔ)償算法程序（CAP）。

　　補(bǔ)償效果驗(yàn)證

　　在補(bǔ)償驗(yàn)證中，選擇了受ISOVG32潤(rùn)滑劑附著影響的M8×1.25螺紋。節(jié)距直徑補(bǔ)償比設(shè)定為? [ ] = {?1個(gè)，?2，?3} = { 1 。2 ％，2 。3 ％，1 。8 ％}λ[]={λ1個(gè)，λ2，λ3}={1個(gè)。2％，2。3％，1個(gè)。8％}。在不同程度的油附著力的影響下，進(jìn)行了10次節(jié)距直徑補(bǔ)償測(cè)試。補(bǔ)償效率的計(jì)算方法?φ如式（14）所示

　　? =? – ?? – ?× 100 ％φ=一個(gè)-C乙-C×100％（14）

　　其中，A是補(bǔ)償后的螺距直徑的測(cè)量值，B是補(bǔ)償前的螺距直徑的測(cè)量值，C是清洗后的螺紋的螺距直徑的測(cè)量值。

　　節(jié)距直徑補(bǔ)償?shù)尿?yàn)證結(jié)果示于表2。我們可以發(fā)現(xiàn)，基于實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)償方法對(duì)所選螺紋的螺距直徑的補(bǔ)償效率超過70％。

　　表2.節(jié)圓直徑的補(bǔ)償效果。

　　表2.節(jié)圓直徑的補(bǔ)償效果。

　　為了驗(yàn)證螺距補(bǔ)償方法的廣泛適用性，對(duì)螺紋M14×2，M30×1.5和M42×1.5進(jìn)行了相同的補(bǔ)償測(cè)試。測(cè)試結(jié)果示于表3中。驗(yàn)證結(jié)果表明，基于實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)償方法在螺紋測(cè)量中具有一定的可行性。

　　表3.節(jié)圓直徑的平均補(bǔ)償效果。

　　表3.節(jié)圓直徑的平均補(bǔ)償效果。

　　結(jié)論

　　在這項(xiàng)研究中，進(jìn)行了帶油螺紋的機(jī)器視覺測(cè)量實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，油在螺紋表面的附著使直徑參數(shù)和螺紋角度的測(cè)量值太大。對(duì)小直徑測(cè)量結(jié)果的影響遠(yuǎn)大于對(duì)大直徑和螺距直徑的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，油的粘附性對(duì)在線測(cè)量結(jié)果的影響也與油的粘度有關(guān)。油的粘度越大，對(duì)螺紋直徑參數(shù)的測(cè)量結(jié)果的影響越嚴(yán)重。隨著油附著度的增加，油附著對(duì)長(zhǎng)徑，短徑和節(jié)圓直徑的測(cè)量結(jié)果的影響變大。在實(shí)驗(yàn)期間 所選油對(duì)實(shí)驗(yàn)所選螺紋的影響如下：大徑測(cè)量結(jié)果的相對(duì)變化率為0.87％?3.45％。小直徑測(cè)量結(jié)果的相對(duì)變化率為2.58％-10.36％；節(jié)距直徑測(cè)量結(jié)果的相對(duì)變化率為0.89％-3.22％。螺紋角測(cè)量結(jié)果的相對(duì)變化率為0.20％-3.10％。油的附著力對(duì)螺紋在線視覺測(cè)量結(jié)果的影響不容忽視。節(jié)距直徑測(cè)量結(jié)果的相對(duì)變化率為0.89％-3.22％。螺紋角測(cè)量結(jié)果的相對(duì)變化率為0.20％-3.10％。油的附著力對(duì)螺紋在線視覺測(cè)量結(jié)果的影響不容忽視。節(jié)距直徑測(cè)量結(jié)果的相對(duì)變化率為0.89％-3.22％。螺紋角測(cè)量結(jié)果的相對(duì)變化率為0.20％-3.10％。油的附著力對(duì)螺紋在線視覺測(cè)量結(jié)果的影響不容忽視。

　　為了提高節(jié)圓直徑的測(cè)量精度，提出了一種基于實(shí)驗(yàn)的節(jié)圓直徑補(bǔ)償方法。補(bǔ)償并驗(yàn)證了在ISOVG32油的附著力影響下的螺紋M8×1.25，M14×2，M30×1.5和M42×1.5。補(bǔ)償效率在70％以上。隨著機(jī)械自動(dòng)化和精度的發(fā)展，測(cè)量技術(shù)對(duì)效率和精度的要求越來越高。油脂附著量對(duì)螺紋在線視覺測(cè)量結(jié)果的影響具有重要的研究意義。該研究為螺紋的視覺測(cè)量奠定了基礎(chǔ)。