活塞环闭口间隙视觉测量方法技术

本发明专利技术涉及一种活塞环闭口间隙视觉测量方法，该活塞环闭口间隙视觉测量方法包括确定活塞环的工作圆周长W；通过视觉测量方法获取所述活塞环自由状态的外圆面周长w；根据s1＝W

【技术实现步骤摘要】
活塞环闭口间隙视觉测量方法


[0001]本专利技术涉及视觉测量
，具体涉及一种活塞环闭口间隙视觉测量方法。

技术介绍

[0002]活塞环是内燃机气缸中重要的密封部件，需要在动态的往复运动中保证气缸密封，其尺寸对密封性有很大影响。对于开口活塞环而言，其安装后的闭口位置不会完全贴合。闭口间隙过大时，气流从闭口间隙内溢出，因而会造成缸压降低。在开口活塞环的生产制造中，活塞环的闭口间隙是需要重点管控的尺寸。
[0003]申请号为CN2012204594594的名为“三工位活塞环漏光度与闭口间隙自动检测仪”的技术专利公开了一种活塞环闭口间隙检测方法，虽然使用了视觉测量技术，但仍然采用的是将活塞环嵌入环规内圆内，再行利用视觉检测系统测量活塞环闭口间隙的方法。还有其他的院所与企业也申请了类似的结合视觉检测与环规固定的技术方案。这样的方案无法避免的缺点是：必须将活塞环放入到环规内测量，对于弹力小的活塞环，可能导致活塞环和环规接触不充分，使闭口间隙值测量不准确；对于柴油机一道、二道环，弹力大、涂层硬度高，从环规穿入、穿出，易造成崩缺等缺陷，导致活塞环报废；需要将活塞环穿入穿出环规，检查效率低；环规工装属于专用工装，必须按产品分别准备工装，使用寿命有要求，需要定期校检，管理成本高。

技术实现思路

[0004]鉴于现有的结合环规与视觉测量的技术方案存在的上述技术问题，本专利技术提供一种活塞环闭口间隙视觉测量方法。
[0005]本专利技术的技术方案提供一种活塞环闭口间隙视觉测量方法，包括：确定活塞环的工作圆周长W；通过视觉测量方法获取活塞环自由状态的外圆面周长w；根据s1＝W
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w计算活塞环的闭口间隙s1。
[0006]具体的，所述通过视觉测量方法获取所述活塞环(1)自由状态的外圆面周长w的步骤包括：
[0007]通过视觉测量设备获取所述活塞环(1)自由状态下的轴向正视图像；
[0008]提取特征：提取所述活塞环(1)自由状态下的外圆面(12)轮廓以及分别位于自由开口(11G)两侧的第一端面(111)轮廓与第二端面(112)轮廓；
[0009]计量外圆面周长：融合所述外圆面(12)轮廓、所述第一端面(111)轮廓与所述第二端面(112)轮廓得到所述活塞环的有效外圆面轮廓，根据所述有效外圆面轮廓长度计算外圆面周长w。
[0010]具体的，所述提取特征步骤包括图像预处理步骤与特征识别步骤；所述图像预处理步骤包括对所述轴向正视图像的去噪处理；所述特征识别步骤完成对所述活塞环(1)的全体边界的识别，并通过边缘切分算法从所述全体边界中提取所述外圆面(12)轮廓、所述第一端面(111)轮廓与所述第二端面(112)轮廓。
[0011]具体的，所述提取特征步骤还包括特征拟合步骤：使用至少一段首尾连接的曲线拟合所述外圆面(12)轮廓得到外圆面拟合曲线，并使用直线分别拟合所述第一端面(111)轮廓得到第一端面线、拟合第二端面(112)轮廓得到第二端面线。
[0012]具体的，所述特征拟合步骤采用最小二乘法，所述外圆面拟合曲线为圆形或至少一段圆弧。
[0013]具体的，所述计算外圆面周长步骤包括获取有效外圆面轮廓步骤：对所述外圆面拟合曲线与所述第一端面线进行相交分析得到第一相交点、对所述外圆面拟合曲线与所述第二端面线进行相交分析得到第二相交点，取所述外圆面拟合曲线及其延长线位于第一相交点与第二相交点之间的部分作为有效外圆面轮廓。
[0014]具体的，所述计量外圆面周长步骤还包括尺寸补偿步骤：锁定系统参数后，通过标准件校正得到系统的误差补偿值，对所述有效外圆面轮廓的长度使用该误差补偿值修正后作为外圆面周长w。
[0015]本专利技术完全借助视觉测量装置，辅助算法计算根据测量值推算活塞环的闭口间隙，不需要在测量时使用环规对活塞环进行赋形，实现了对活塞环的闭口间隙值的非接触式测量，对活塞环的损伤小；测量精确；测量效率高，适合在线检测；设备通用性好。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的活塞环安装状态示意图；
[0017]图2为本专利技术的活塞环安装状态下闭口间隙位置A处的局部放大图；
[0018]图3为本专利技术的活塞环自由状态示意图；
[0019]图4为本专利技术的活塞环自由状态下开口位置B处的局部放大图。
[0020]图中：
[0021]1活塞环；2环规；3工作圆；11闭口间隙；11G自由开口；12外圆面；13内圆面；
[0022]14倒角；111第一端面；112第二端面。
具体实施方式
[0023]以下结合附图和具体实施例，对本专利技术进行详细说明，在本说明书中，附图尺寸比例并不代表实际尺寸比例，其只用于体现各部件之间的相对位置关系与连接关系，名称相同或标号相同的部件代表相似或相同的结构，且仅限于示意的目的。
[0024]图3为本专利技术的活塞环1自由状态的示意图，图4为本专利技术的活塞环1自由状态下自由开口B处的局部放大图。活塞环1具有一定的弹性，因此自由状态下的活塞环相比安装状态下的活塞环会向外扩张，结果是使得图3中自由状态的活塞环1的外圆面12直径相比工作圆3的直径偏大，其自由状态的自由开口11G也比闭口间隙11宽，因此显然不能直接测量开口状态下的自由开口11G的宽度作为闭口间隙11的测量值。
[0025]图1为本专利技术的活塞环1安装状态示意图；图2为活塞环1安装状态下闭口间隙位置A处的局部放大图。根据国家标准GB/T 1149.2
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2010“内燃机活塞环第2部分：术语”的规定，活塞环1的闭口间隙11为活塞环在如图1所示安装在气缸内处于闭口状态下的闭口间隙11的值s1,活塞环的工作圆3即气缸内壁所在圆。现有技术中无论是人工使用塞尺测量，还是使用视觉检测装置检测闭口间隙，为了实现国标中的“活塞环在安装在气缸内处于闭口状
态”条件，都必须使用环规2模拟气缸内径，通过活塞环1在环规2中的安装状态模拟上述国标中的安装条件，实现对活塞环1的闭口间隙11的直接测量。
[0026]本专利技术使用间接测量活塞环1在自由状态下外圆面12的有效长度的方式经换算得到活塞环1的闭口间隙11的值s1。活塞环1在自由状态下外圆面12的有效长度通过视觉测量的方式得到，其具体的步骤包括：确定活塞环1的工作圆周长W；通过视觉测量方法获取活塞环自由状态的外圆面周长w；根据s1＝W
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w计算活塞环的闭口间隙s1。其中确定活塞环的工作圆周长W的步骤具体的为根据活塞环1在气缸内安装时紧靠气缸面的特点，气缸内壁的公称直径即为工作圆3的直径，即为设计活塞环时的基本直径D，现有技术中，通过环规2的内壁来模拟气缸内壁时，环规的名义内径也一般参照基本直径D设计。在活塞环设计之初，该基本直径即已明确输入，因此，活塞环1的工作圆周长可以使用W＝π
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D计算，计算时对其中常数π的取值需要根据本问题的实际情况调整，从而保证计算精度，具体的方法将在后续内容中详细说明。
[0027]若本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种活塞环闭口间隙视觉测量方法，其特征在于，包括：确定活塞环(1)的工作圆周长W；通过视觉测量方法获取所述活塞环(1)自由状态的外圆面周长w；根据s1＝W
‑
w计算所述活塞环(1)的闭口间隙值s1。2.如权利要求1所述的活塞环闭口间隙视觉测量方法，其特征在于，所述通过视觉测量方法获取所述活塞环(1)自由状态的外圆面周长w的步骤包括：通过视觉测量设备获取所述活塞环(1)自由状态下的轴向正视图像；提取特征：提取所述活塞环(1)自由状态下的外圆面(12)的轮廓以及分别位于自由开口(11G)两侧的第一端面(111)的轮廓与第二端面(112)的轮廓；计量外圆面周长：融合所述外圆面(12)的轮廓、所述第一端面(111)的轮廓与所述第二端面(112)的轮廓得到所述活塞环(1)的有效外圆面轮廓，根据所述有效外圆面轮廓的长度计算外圆面周长w。3.如权利要求2所述的活塞环闭口间隙视觉测量方法，其特征在于，所述提取特征步骤包括图像预处理步骤与特征识别步骤；所述图像预处理步骤包括对所述轴向正视图像的去噪处理；所述特征识别步骤包括对所述活塞环(1)的全体边界的识别，通过边缘切分算法从所述全体边界中提取所述外圆面(12)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东升，陶道明，朱代亮，
申请(专利权)人：安徽环新集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：