基于立体视觉的齿轮轴系装配误差测量方法
Assembly Error Measurement Method of Gear Shafting based on Stereo Vision
- 机械传动 2021年45卷第5期 页码：139-145
- 作者机构：
1.北京理工大学 机械与车辆学院， 北京 100081
2.内蒙古第一机械集团有限公司， 内蒙古 包头 014030
3.特种车辆及其传动系统智能制造国家重点实验室， 内蒙古 包头 014030
- 作者简介：
陈勐昊（1995— ），男，江苏常州人，硕士研究生，主要从事机器视觉与数字化装配技术研究。
- 基金信息：特种车辆及其传动系统智能制造国家重点实验室开放课题(GF2019KF014)
DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2021.05.021
中图分类号：
扫 描 看 全 文
陈勐昊,王卓,张鹏等.基于立体视觉的齿轮轴系装配误差测量方法[J].机械传动,2021,45(05):139-145.
Chen Menghao,Wang Zhuo,Zhang Peng,et al.Assembly Error Measurement Method of Gear Shafting based on Stereo Vision[J].Journal of Mechanical Transmission,2021,45(05):139-145.
陈勐昊,王卓,张鹏等.基于立体视觉的齿轮轴系装配误差测量方法[J].机械传动,2021,45(05):139-145. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2021.05.021.
Chen Menghao,Wang Zhuo,Zhang Peng,et al.Assembly Error Measurement Method of Gear Shafting based on Stereo Vision[J].Journal of Mechanical Transmission,2021,45(05):139-145. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2021.05.021.
摘要
为解决工程中齿轮轴系装配误差的测量难题，提出了一种基于立体视觉的齿轮轴系装配误差测量方法。该方法以布置在待测特征上的圆形标记点为媒介，通过三维重建与数学拟合，获取相应特征的空间位姿，进而计算装配误差。以某锥齿轮箱为对象，给出了所提方法的完整技术流程，并系统研究了状态数量和靶标盘安装角度对拟合精度的影响。开发了完整的软硬件系统，通过实验，验证了测量方法的有效性与高效性。
Abstract
In order to solve the problem of measuring the assembly error of gear shafting in engineering， a method of measuring the assembly error of gear shafting based on stereo vision is proposed. In this method， the circular mark points arranged on the feature to be measured are used as the medium to obtain the spatial pose of the corresponding features through 3D reconstruction and mathematical fitting， and then the assembly error is calculated. Taking a bevel gearbox as an example， the complete technical process of the proposed method is given， and the influence of the number of States and the installation angle of the target plate on the fitting accuracy is systematically studied. A complete hardware and software system is developed， and the effectiveness and efficiency of the measurement method are verified by experiments.
关键词
齿轮轴系立体视觉装配误差位姿拟合
Keywords
Gear shaftingStereo visionAssembly errorPose fitting
references
王向才.机械传动技术发展与展望［J］.机械管理开发，2018，33（2）：152-154.
WANG Xiangcai.Development and prospect of mechanical transmission technology［J］.Mechanical Management and Development，2018，33（2）：152-154.
吴鲁纪，耿福震.高速齿轮传动技术与装置综述［J］.机械传动，2019，43（11）：172-175.
WU Luji，GENG Fuzhen.Overview of high speed gear transmission technology and equipment［J］.Journal of Mechanical Transmission，2019，43（11）：172-175.
王延忠，熊巍，张俐，等.面齿轮齿面方程及其轮齿接触分析［J］.机床与液压，2007（12）：7-9.
WANG Yanzhong，XIONG Wei，ZHANG Li，et al.Tooth surface equations and tooth contact analysis of face gear［J］.Machine Tool & Hydraulics，2007（12）：7-9.
王延忠，田志敏，侯良威，等.航空重载面齿轮三维裂纹分析与疲劳寿命预测［J］.北京航空航天大学学报，2014，40（2）：148-153.
WANG Yanzhong，TIAN Zhimin，HOU Liangwei，et al.Three-dimensional crack analysis and fatigue life prediction of aero heavy-load face gear［J］.Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics，2014，40（2）：148-153.
谢雄伟，徐宏海，关通.基于3DCS的RV减速器静态装配公差分析及优化［J］.机械传动，2019，43（6）：150-153.
XIE Xiongwei，XU Honghai，GUAN Tong.Tolerance analysis and optimization of static assembly of RV reducer based on 3DCS［J］.Journal of Mechanical Transmission，2019，43（6）：150-153.
谭昕，陈定方，张争艳.三级齿轮减速箱动态特性分析与结构优化设计［J］.装备制造技术，2010（1）：77-80.
TAN Xin，CHEN Dingfang，ZHANG Zhengyan.Dynamics analysis and structural optimization design of a three-stage gearing［J］.Equipment Manufacturing Technology，2010（1）：77-80.
王延忠，陈云龙，张祖智，等.基于DEFORM有限元仿真的弧齿锥齿轮热处理过程残余应力与变形分析［J］.机械传动，2016，40（1）：148-152.
WANG Yanzhong，CHEN Yunlong，ZHANG Zuzhi，et al.Analysis of the residual stress and deformation of spiral bevel gear heat treatment process based DEDORM software finite element simulation［J］.Journal of Mechanical Transmission，2016，40（1）：148-152.
明兴祖，王红阳，申警卫，等.面齿轮高速铣削数控加工方法研究［J］.机械传动，2019，43（4）：1-6.
MING Xingzu，WANG Hongyang，SHEN Jingwei，et al.Research on NC machining method of face gear in high speed milling［J］.Journal of Mechanical Transmission，2019，43（4）：1-6.
毛继哲，杨林杰，张坤，等.多特征齿轮轴的设计及制造工艺研究［J］.制造技术与机床，2020（1）：114-118.
MAO Jizhe ，YANG Linjie，ZHANG Kun，et al.The research on design and processing technic of multi-feature gear shaft［J］.Manufacturing Technology & Machine Tool，2020（1）：114-118.
高士豪，杨龙，陈思雨，等.齿向修形斜齿轮齿面加工扭曲机理及对啮合性能影响分析［J］.机械传动，2020，44（10）：13-18.
GAO Shihao，YANG Long，CHEN Siyu，et al.Analysis on the machining twisting mechanism of tooth surface with axial modification of helical gear and its influence on meshing performance［J］.Journal of Mechanical Transmission，2020，44（10）：13-18.
孙海波.再制造TBM主驱动装配关键工艺及齿轮副啮合质量检验技术［J］.隧道建设（中英文），2020，40（6）：890-897.
SUN Haibo.Key technology of main drive assembly and inspection technology of meshing quality of gear pair during TBM remanufacturing［J］.Tunnel Construction，2020，40（6）：890-897.
汤洁，王冰鹤，石照耀.安装距可调的锥齿轮副传动误差测量［J］.光学精密工程，2016，24（6）：1335-1344.
TANG Jie，WANG Binghe，SHI Zhaoyao.Tranmission error measurement of bevel gear pair under mouting distance adjustment［J］.Optics and Precision Engineering，2016，24（6）：1335-1344.
马秋颖.螺旋锥齿轮安装距的控制［J］.铁道机车与动车，2019（1）：41-42.
MA Qiuying.The control of installation allowance for spiral bevel gear［J］.Railway Locomotive and Motor Car，2019（1）：41-42.
常星.齿轮箱过盈配合装配工艺方法研究［J］.山西冶金，2019，42（4）：44-46.
CHANG Xing.Study on interference fit assembly technology of the gearbox［J］.Shanxi Metallurgy，2019，42（4）：44-46.
王欣，李烨.三坐标测量机在齿轮偏差测量中的应用［J］.低碳世界，2017（6）：87-88.
WANG Xin，LI Ye.Application of CMM in gear deviation measurement［J］.Low Carbon World，2017（6）：87-88.
梁龙龙.三坐标测量机的同轴度测量评定［J］.现代制造技术与装备，2017（7）：108-109.
LIANG Longlong.Coaxiality measurement and evaluation of three coordinate measuring machines［J］.Modern Manufacturing Technology and Equipment，2017（7）：108-109.
胡廷智，张忠清，肖木峥，等.基于激光自准直的发动机轴孔同轴度在线检测方法［J］.推进技术，2019，40（9）：2099-2104.
HU Tingzhi，ZHANG Zhongqing，XIAO Muzheng，et al.Online detection method for shaft holes coaxiality of engine based on laser autocollimation［J］.Journal of Propulsion Technology，2019，40（9）：2099-2104.
YIN Y K，ALTMANN B，PAPE C，et al.Machine-vision-guided rotation axis alignment for an optomechanical derotator［J］.Optics and Lasers in Engineering，2019，121：456-463.
卢业坚.基于Renishaw激光干涉仪的数控机床摆动轴位置精度的测量与分析［J］.质量技术监督研究，2020（4）：2-7.
LU Yejian.Measurement and analysis of position accuracy of numerically-controlled machine swing axis based on renishaw laser interferometer［J］.Quality and Technical Supervision Research，2020（4）：2-7.
黄鹏程，江剑宇，杨波.双目立体视觉的研究现状及进展［J］.光学仪器，2018，40（4）：81-86.
HUANG Pengcheng，JIANG Jianyu，YANG Bo.Research status and progress of binocular stereo vision［J］.Optical Instruments，2018，40（4）：81-86.
唐昀超，黄矿裕，陈明猷.基于双目视觉的齿轮曲面重构［J］.现代农业装备，2018（5）：46-50.
TANG Yunchao，HUANG Kuangyu，CHEN Mingyou.Gear surface reconstruction based on binocular vision［J］.Modern Agricultural Equipment，2018（5）：46-50.
薛红影.基于双目视觉的齿轮倒角检测方法的研究［D］.天津：天津科技大学，2017：2-4.
XUE Hongying.Research on gear chamfer detection method based on binocular vision［D］.Tianjin：Tianjin University of Science & Technology，2017：2-4.
王营营，张学昌，梁涛.基于机器视觉的活塞杆同轴度误差检测研究［J］.机械科学与技术，2015，34（12）：1846-1850.
WANG Yingying，ZHANG Xuechang，LIANG Tao.Study on inspection method of coaxial error for piston rod based on machine vision［J］.Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering，2015，34（12）：1846-1850.
金守峰，范荻，陈蓉，等.面向回转类零件圆度的机器视觉测量方法与试验［J］.机械设计与研究，2016，32（4）：117-119.
JIN Shoufeng，FAN Di，CHEN Rong，et al.Method and experimental study of machine vision measurement for the roundness of rotary parts［J］.Machine Design and Research，2016，32（4）：117-119.
0
浏览量
3
下载量
0
CSCD
- 网络PDF下载
- Meta-XML下载
- BibTeX下载
- Endnote下载
- RefMan 下载
- NoteExpress下载
- NoteFirst下载
关联资源
相关文章
相关作者
相关机构
- 技术支持由北京北大方正电子有限公司提供 豫ICP备05013835号-5
京公网安备11010802024621 - 本系统建议在Chrome、 IE9+ 以上版本浏览器阅读本站内容，360浏览器请切换至极速模式
- Cookies帮助我们提供服务并提供个性化体验。使用本网站，即表示您同意我们使用Cookies