探讨发动机缸体结合面孔位置度测量方法
[摘 要]我们在对发动机的结合面进行测量时，底面上有两个定位孔，我们通常将这两个定位孔作为基准。在实际测量过程中，由于角孔和两个定位孔的位置不在同一个平面上，所以我们要在测量过程中使用多个线阵和面阵来对倒角孔和定位销孔进行分别测量，在此基础上提出了精确度较高的空间坐标转换算法。经过多次工业现场的实验证明，我们提出的倒角孔位置度测量方法能够解決我们实际生产线中对发动机缸体结合面孔组位置度测量中出现的问题。
[关键词]位置度测量；坐标转换；发动机缸体
中图分类号：TM74 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）10-0385-01
引言：在发动机中，我们最为关注的核心是发动机缸体。在所有部件中，对发动机缸体的要求最为严格，只有当发动机缸体的制造符合规范，才能够在一定程度上保证与之相连的其他部位的部件的质量。在对发动机缸体进行加工时，我们通常采用的标准是“一面两销”。一面指的是发动机缸体底面，两销指的是在底面上的两个定位销孔，并以此为基准对发动机缸体其余的部分进行加工。根据一面两销的基准来对发动机缸体进行检查，如果缸体的标准达到了一面两销，那么则代表该缸体是合格的。尤其是目前的生产线中，对发动机缸体进行检测时，我们通常使用的工具是三坐标机，增加了在对发动机缸体检查的难度，多以，在实际过程中，我们通常只是选择一定数量的发动机进行检查。在本文中，我们通过设计和使用多个线阵和面阵相机形成视觉成像的方案，以此来完成对发动机缸体结合面孔组。但是呀任然存在着一定的问题，即被测的面积过大，面阵CCD成像测量时分辨率不足，为了使分辨率达到一定的要求，我们通常的选择是分辨率较高的线阵CCD相机对发动机缸体的顶面进行扫描成像，而对两个定位销孔进行测量时，采用的方式是面阵CCD相机。
1.缸体结合面孔位置测量模型
1.1 发动机缸体结合面倒角孔测量系统
发动机缸体结合面倒角孔测量系统由多个部分组成的。包括多种面阵和线阵，多个测量工具和测量系统。通过对发动机的定位，借助面阵和线阵的CCD相机对底面和定位销孔进行测量，借助他们能够扫描成像的优点，在空间中进行空间位置的改变和特征的提取。
1.2 发动机缸体孔组检测系统
目前，通过对发动机的缸体进行检测，测量时使用的工具是三坐标机。该方法只能选择一定数量的发动机缸体进行检查。发动机孔组快速检测系统由双线阵CCD测量相机、双面阵CCD？定位相机、光栅尺、上位PC等等系统组成。在对发动机进行粗定位以后，面阵CCD定位相机会配合LED照明系统对发动机缸体底面的2个定位孔的图像信息进行检测，通过该方法来完成对坐标系的自动建立，该坐标系的基准是2个定位孔。线阵CCD相机与其它系统配合完成图像采集，能够使高精度的光栅传感器对线阵进行同步的测量。最后通过对计算机数字处理和空间坐标的转换能够得到发动机缸体进行结合得到面孔的直径和位置信息。在实际过程中，我们希望通过多相机组合的视觉测量方案能够帮助我们增加对发动机缸体检查的速度和可靠度。我们主要利用的采用的检测方式是二维影像的测量技术，该技术是通过对物体的扫描而出现的。该测量技术的技术要求难度较大，在安装相机时，我们很难做到系统光轴和被测的平面严格的垂直。除此之外，相机还可能出现畸变的情况，这一情况的出现会直接影响到透视投影测量模型的建立。在实际应用过程中，二维影像测量技术的使用现场很小，我们在使用该技术时，测量的零件都比较小，主要原因在于该技术需要精确调节系统光轴与被测面的垂直度。多相机的全局技术的标定通常借助两步，进行内外部的标定，通过进行两种标定不仅能够得到相机内部的参数，还能确定在三维空间中的位置。为了得到这一数据，进行全局标定，我们可以借助的测量系统是多种多样的，但他们无一例外的在于他们的测量精度都比该系统高，具有独立的测量系统，最常用的测量系统是激光干涉仪。
1.3 视觉图像定位原理
在对发动机结合面孔组测量系统的建立过程中，定位基准对于他的测量精度有着比较重要的作用。在本系统中，对设计定靶完成基准坐标系的建立及相机参数的设定。在该系统中，左右定位相机和测量相机图像坐标系与靶标坐标系之间的空间位置已经被确定了。在指导靶标坐标系和测量坐标系之间的关系，我们就能通过计算知道孔组中心的空间位置。
2.图像处理
2.1 发动机缸体定位孔图像处理
在对发动机体定位孔图像进行处理之前，我们首先应该进行一个预处理。通过预处理我们能够降低在采集过程中的噪声的干扰，还能在一定程度上能够改善图像的视觉效果；除此之外，它还具有方便特征处理的作用。在图像的预处理时，应该经过两个部分的处理，一是图像滤波，二是图像阈值分割。图像滤波能够在一定程度上减少噪声，而且在对图像信息进行保持时也能够进行很好的保护。通常采用的方式是中值滤波。在进行图像阈值分割时，应该结合发动机缸体的定位孔，采取双峰阈值法，该方法是根据环形得到的，通过对选定的图像边缘的环形区域进行对图像的灰度的拉伸，增加目标区域和背景区域的对比度，能够改善图像的质量，此时，就可以采取双峰法进行阈值分割。和图像滤波相比，能够降低光照不均匀造成的图像视觉效果不好的影响，更好的获得定位孔的边缘信息。
2.2 边缘检测
在经过预处理后，我们能够通过各种边缘检测得到发动机缸体定位孔的边缘信息。通常我们采用的边缘检测算子包括多种，进过多种算子提取的边缘图像，再经过对比，canny算子是所有算子中最优的算子。其优点在于相比其他的算子，该算子对图像信息进行保持时也能够进行很好的保护，去噪能力强，所以在实验中，我们通常采用该算子进行检测。
2.3 椭圆拟合中心坐标提取
在发动机地位系统中，存在着干扰因素，通常指噪声。为了消除噪声的影响，我们可以采用candy算子进行边缘检测的方法，我们还能够根据二次最小二乘椭圆拟合法进行粗定位，知道他们之间的距离，最后根据他们之间的距离进行拟合。提取中心坐标。
3.结语
为了解决对发动机的结合面进行测量时出现的问题，提出了一个新的方法来进行测量，该测量方法是根据视觉图像的发动机缸体的定位方法。该测量方法能够解决发动机缸体孔系不能实现现代自动的测量的难题，在实际测量过程中，通过对被测箱体的基准坐标的建立，能够知道在实测过程中需要的底面2个定位孔圆心的坐标。除此之外，在对图像进行预处理时，采用的方法是双峰阈值法。该方法的工具是位相机和测量相机，该方法的优点不仅仅在于能够消除噪声对图像的影响，还能保持较为完整的信息。在进行边缘提取时，我们通常采用的算子是canny算子进行边缘提取。在对定位孔的中心位置进行提取，我们采用的方法通常是椭圆拟合中心坐标提取。为了满足发动机缸体结合面孔组位置测量的要求，我们在实际测量过程中采用了上述的方法。能够满足测量需要。
参考文献
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