基于图像处理分析实现铸造件打磨质量检测的方法技术

本发明专利技术涉及铸造件打磨检测技术领域，尤其是基于图像处理分析实现铸造件打磨质量检测的方法，包括如下步骤：获取高精铸造缸筒的工作腔内壁的三维激光扫描图像；经计算得到当前矩形区域对应的域内加权平均粗糙度、总体加权平均粗糙度、粗糙度初检误差百分比；若粗糙度初检误差百分比在最大误差百分比允许范围内，则初检打磨精度达标，否则不达标；初检打磨精度达标后对初检后的高精铸造缸筒进行流体模拟测试，流体模拟测试合格后，若终检打磨精度达标，则终检打磨精度检测合格，否则不合格。本方法中采用三维扫描激光扫描图像及峰谷曲线图，采集工作腔内壁的凹凸轮廓图来反馈内壁曲面的平整起伏度，进而对表面粗糙度得到较为准确的采集。确的采集。确的采集。

【技术实现步骤摘要】
基于图像处理分析实现铸造件打磨质量检测的方法


[0001]本专利技术涉及粗糙度图像处理分析
，尤其是基于图像处理分析实现铸造件打磨质量检测的方法。

技术介绍

[0002]由于铸造件具备生产成本较低，后期的切削加工量较少，可减少加工成本的特点，因此在众多零部件的加工中应用广泛。在一些大型油缸缸筒的加工工艺中多采用铸造油缸缸筒结构，因为铸造件的强度更高，其可以有效地保证缸筒的结构强度要求而且成本相对较低，因此，其相对于锻造油缸等有着较为明显的优势。
[0003]铸造缸筒内腔主要用于安装活塞、活塞杆等精密部件，因此铸造完成后需要对其铸造件毛坯进行机加工处理。对于精度要求较高、适用工况较为严格的高精铸造缸筒而言，一般需要对其工作内腔的内壁工作面进行高精度打磨来保证后续产品质量以及活塞运行时的流畅性。
[0004]目前，在对铸造缸筒的工作面进行打磨时一般采用内壁打磨设备完成内表面的加工，例如在专利申请号为CN202022079261.0的专利文献中就公开了一种缸筒内壁打磨装置，其主要是利用千叶轮实现对旋转状态下的缸筒内壁的打磨加工，针对于精度要求不高且工况一般的油缸来说基本可以达到打磨精度的要求，但是，对于高精密设备上使用的精密油缸的缸筒进行加工时上述机械轮打磨的方式并不能完成精度要求。
[0005]对于上述的精密油缸的缸筒的加工通常还会在后续结合磨粒抛沙、高精研磨等工艺来进一步提高产品的内壁表面的光滑程度，降低其表面粗糙度。同时，由于精密油缸使用工况的要求等级的严格性，一般打磨完成后需要对产品进行打磨质量的检测，目前一般是采用针迹法、比较法、光切割法等常规手段进行表面粗糙度的检测，但是传统的检测方式在检测上只是采取局部采样点进行检测，检测的全面性相对较差，一般仅是对重点部位检测，而且只是理论上的检测结果也并没有合理化的进行试用效果模拟检测，因此，即使经过检测后的产品在后续组装使用时也常会出现实际不达标的残次品。
[0006]为此，本专利技术提出了一种针对现有技术中的高精铸造缸筒内壁实现磨后检测的新方法，通过检测与后续处理来更好地保证产品的工作面的加工精度与质量，更好地解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术为解决上述技术问题之一，所采用的技术方案是：基于图像处理分析实现铸造件打磨质量检测的方法，包括如下步骤：获取高精铸造缸筒的工作腔内壁的三维激光扫描图像；将三维激光扫描图像的峰谷轮廓起伏图转换为峰谷曲线平面图；将峰谷曲线平面图沿其长度方向依次连续分割成若干个矩形区域；依次获取各个矩形区域内部的所有峰谷曲线的全部峰点值、全部谷点值，并依次
将其分别与基准线对应的基准值取差值绝对值，对上述所得的全部的差值绝对值取加权平均值，经计算得到当前矩形区域对应的域内加权平均粗糙度；将上述各个矩形区域内所得的各个域内加权平均粗糙度值取加权平均值，经计算得到总体加权平均粗糙度；将上述所得的总体加权平均粗糙度与高精铸造缸筒的工作腔内壁的预设标准粗糙度取差值绝对值，并将该差值绝对值与预设标准粗糙度相比得到粗糙度初检误差百分比；若粗糙度初检误差百分比在最大误差百分比允许范围内，则初检打磨精度达标，否则不达标；初检打磨精度达标后对初检后的高精铸造缸筒进行流体模拟测试，流体模拟测试合格后，若终检打磨精度达标，则终检打磨精度检测合格，否则不合格。本专利技术中先利用三维扫描得到内壁整体图像，同时在激光采集图像的过程中利用激光外差干涉得到峰谷轮廓起伏图。为了更好地进行图像处理，在此将其进行平面展开后得到峰谷曲线平面图，并将其按区域分割划分，可以更好地实现分区计算分析并加权平均，可以更精确的得到当前区域的各点域内加权平均粗糙度，合理的分割区域，可以更好地以区域为独立模块，有效地缩小取样分析面积，提高处理速度。同时各个区域得到的域内加权平均粗糙度可以二次进行加权处理后得到最终的总体加权平均粗糙度，可以有效地降低计算机系统处理运算的难度，降低对计算机处理系统的配置要求的前提下可以达到内壁表面全域取点的目的，提升检测数据的准确性与全面性。
[0008]在上述任一方案中优选的是，矩形区域对应的域内加权平均粗糙度计算公式如下：，其中，Y1...Y
n
分别为当前矩形区域内所得到的各差值绝对值，n为所选取的全部峰点值、全部谷点值的总数，f1...f
n
分别为权数，为域内加权平均粗糙度。利用加权平均对当前较小的区域进行全域的各个凹凸点的粗糙度的加权平均取值，可以有效地反映并得到整片区域布局的粗糙度情况。
[0009]在上述任一方案中优选的是，缸筒工作腔内壁的总体加权平均粗糙度的计算公式如下：，其中，依次为上述所得的各个矩形区域内部的域内加权平均粗糙度，m为分割成的矩形区域的总数，F1...F
m
分别为权数，为总体加权平均粗糙度。
[0010]在上述任一方案中优选的是，所述流体模拟测试的具体步骤如下：取初检打磨精度达标的高精铸造缸筒并对其整体内外表面进行清理除杂，保证零件表面的洁净性；对高精铸造缸筒上的各无关检测量对应的进、出油口利用标准封堵塞完成临时封堵，以保证高精铸造缸筒形成仅两端贯通的直管结构，且在其两端口处分别安装匹配的接
头；将两端口处的接头接入流体流动阻力测定实验的实验装置内，并将高精铸造缸筒作为直管管件进行流体流动阻力的测定，测定并计算后得到当前高精铸造缸筒的实测直管阻力摩擦系数λ
实际
；利用计算机三维建模并得到高精铸造缸筒的标准模型，根据加工精度要求将内壁的加工精度参数输入模型参数内，并根据模型参数及标准试验参数选定计算得到理论直管阻力摩擦系数λ；将实测直管阻力摩擦系数λ
实际
与理论直管阻力摩擦系数λ取差值绝对值，将得到的差值绝对值与λ作比得到实测误差百分比A%，若A%大于预设的允许误差，则流体模拟测试合格，终检打磨精度达标，否则不合格。
[0011]在上述任一方案中优选的是，上述高精铸造缸筒的标准模型的理论直管阻力摩擦系数λ的计算公式如下：公式1
‑
1：；公式1
‑
2：；将公式1
‑
2代入公式1
‑
1，即可得到理论直管阻力摩擦系数λ；其中，λ为理论直管内壁阻力摩擦系数，Re为雷诺数，Re的取值范围为：Re＞3000或Re≤2000；D为直管内径，ε为当前的上述高精铸造缸筒的内壁加工精度要求达到的绝对粗糙度值，e为自然对数取值。
[0012]优选的是，在上述流体模拟测试中测定实测直管阻力摩擦系数λ
实际
时，包括如下操作：流体流动阻力测定实验的实验装置上的对应阀门关闭、系统排气、压差计排气并检查排气彻底性、实验布点，其中，布点的数量不得小于N个，N为2L/D的所得值取整后的整数，L为高精铸造缸筒的长度、D为高精铸造缸筒的内径。
[0013]优选的是，其中，高精铸造缸筒的标准模型在三维建模时将进、出油孔取消，使其成为直管结构。
[0014]在上述任一方案中优选的是，若打磨精度检测不合格，则本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于图像处理分析实现铸造件打磨质量检测的方法，其特征在于：包括如下步骤：获取高精铸造缸筒的工作腔内壁的三维激光扫描图像；将三维激光扫描图像的峰谷轮廓起伏图转换为峰谷曲线平面图；将峰谷曲线平面图沿其长度方向依次连续分割成若干个矩形区域；依次获取各个矩形区域内部的所有峰谷曲线的全部峰点值、全部谷点值，并依次将其分别与基准线对应的基准值取差值绝对值，对上述所得的全部的差值绝对值取加权平均值，经计算得到当前矩形区域对应的域内加权平均粗糙度；将上述各个矩形区域内所得的各个域内加权平均粗糙度值取加权平均值，经计算得到总体加权平均粗糙度；将上述所得的总体加权平均粗糙度与高精铸造缸筒的工作腔内壁的预设标准粗糙度取差值绝对值，并将该差值绝对值与预设标准粗糙度相比得到粗糙度初检误差百分比；若粗糙度初检误差百分比在最大误差百分比允许范围内，则初检打磨精度达标，否则不达标；初检打磨精度达标后对初检后的高精铸造缸筒进行流体模拟测试，流体模拟测试合格后，若终检打磨精度达标，则终检打磨精度检测合格，否则不合格。2.根据权利要求1所述的基于图像处理分析实现铸造件打磨质量检测的方法，其特征在于：矩形区域对应的域内加权平均粗糙度计算公式如下：，其中，Y1...Y
n
分别为当前矩形区域内所得到的各差值绝对值，n为所选取的全部峰点值、全部谷点值的总数，f1...f
n
分别为权数，为域内加权平均粗糙度。3.根据权利要求2所述的基于图像处理分析实现铸造件打磨质量检测的方法，其特征在于：缸筒工作腔内壁的总体加权平均粗糙度的计算公式如下； ，其中，依次为上述所得的各个矩形区域内部的域内加权平均粗糙度，m为分割成的矩形区域的总数，F1...F
m
分别为权数，为总体加权平均粗糙度。4.根据权利要求3所述的基于图像处理分析实现铸造件打磨质量检测的方法，其特征在于：所述流体模拟测试的具体步骤如下：取初检打磨精度达标的高精铸造缸筒并对其整体内外表面进行清理除杂，保证零件表面的洁净性；对高精铸造缸筒上的各无关检测量对应的进、出油口利用标准...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军，颜飞，蔡旺，
申请(专利权)人：山东微晶自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：