基于激光三角法的螺纹型面信息采集技术研究.pdf

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1、2015年12月机床与液压Dec.2015第43卷第23期MACHINETOOL1HYDRAULICSVol.43No.23DOI:10.3969//issn.1001-3881.2015.23.021基于激光三角法的螺纹型面信息采集技术研究孙兴伟，张静，王可，冯欣(沈阳工业大学机械工程学院，辽宁沈阳110870)摘要：分析石油管螺纹截面特性后应用激光三角法对螺纹型面信息进行采集，首先用标准差阈值判断法去除测量数据中的跳跃点，再通过判断数据一阶导数值变化对数据点云进行分段，最后使用断点连续最小二乘法对分段数据进行拟合得到连续光滑的螺纹截面廓形。该项研究为实现螺纹自动检测和螺纹自动修复加工奠定

2、了理论基础，具有重要的工程实际意义。关键词：管螺纹；三角法；激光测量；信息采集；最小二乘法中图分类号：TH39;TN247文献标志码：A文章编号：1001-3881(2015)23-080-3StudyofThreadProfileInformationCollectionTechnologyBasedonLaserTrianglePrincipleSUNXingwei，ZHANGJing，WANGKe，FENGXin(SchoolofMechanicalEngineering，ShenyangUniversityofTechnology，ShenyangLiaoning110870,Chi

3、na)Abstract：Afteranalyzingthesectionpropertiesofpetroleumpipethread，itssurfaceinformationwasangulationmethiod.Firstthiejumppointofmeasureddatawasremovedbystandarddeviationthreshioldjudgmentmethiod.Thenthoughjudgingthechangesofthefirstderivativevalues，pointclouddatawasdividedintosegments.Finallybrea

4、kpointsconsecutiveleastsquaremethodwasusedforeachsegmentofdatafittingsoastogetacontinuoussmooththreadsectionprofile.Thestudyhaslaidthetheoreticalfoundationfortheautomaticthreaddetectionandrepair，alsohasimportantpracticalengineeringsignificance.Keywords：Pipethread;Triangleprinciple;Lasermeasurement；

5、Informationcollection；Leastsquaresmethod〇前言大、测量精度高等优点被广泛应用于加工制造与检验随着机械制造业的飞速发展，对制造和检验中测检测中[4_5]。三角法因其发射的激光束与反射的激光束量技术的要求随之提高。唯有探索出精确可靠、高效构成一三角形而得名，在测量过程中人射激光束经被便捷的测量方法才能提高机械加工的产品质量、生产测表面反射后通过汇聚透镜投射在光敏感知原件上形效率和技术水平。近年来，激光三角法测量技术因其成光斑，被测表面移动时光斑位置发生变化，这样，非接触性、抗干扰性和稳定性越来越受到人们的关则引起光电流的变化，从而测出被测表面移动的位移。注

6、[1]。石油管螺纹修复后的尺寸参数测量与合格性判1.2螺纹复杂型面测量原理断长期以来一直采用单项参数检测和综合检测相结合螺纹型面测量的基本原理如图1所示。对螺纹应的方法[2]，操作复杂、劳动强度大、工作效率低，激用三角法进行测量，考虑激光干涉问题，人射光线和光三角法测量可以弥补这些不足，但是测量值准确度反射光线的夹角％不能大于牙型半角[7]，因此对于受被测表面曲率、表面粗糙、激光反射特性等因素测量距离需要满足角度干涉条件。激光发生器发出人的影响，在测量螺纹表面等特殊曲面时存在较大的误射激光細射在被测螺纹表面上形成可见的光斑，被差，对特殊曲面三角法测量的数据采集与处理进行研反射或散射后，再通过

7、纖将光斑成像于放置在焦平究十分必要。面上的光敏元件接受面上[8]，激光测距仪光斑在焦平1螺纹型面激光三角法测量的基本原理面上的移动距离2和被测表面移动距离2之间存在1.1激光三角法测量基本原理定量关系，关系表达式如下：激光测量是一种典型的非接触式测量方法，与电2%,sin$2=%.-1:⑴磁测量法和声波测量法等其他非接触测量方法相比，该方法具有响应快速、分辨能力强、受环境磁场影响式中：％为人射光线和反射光线的