اندازه گیری و کنترل پارامترهای هندسی چرخدنده از طریق پردازش تصویر

مطابقت با استاندارد و برخورداری از هزین? تولید پائین دو مزیت رقابتی محصولاتی است که حضور موفقی در بازار دارند. چرخدنده ها به عنوان یکی از اصلی ترین و پرکاربردترین قطعات مورد استفاده در سیستم های انتقال قدرت و حرکت، نقش مهمّی را در صنعت ایفا می کنند. تأثیر دقت ابعادی چرخدنده بر میزان سروصدا، ارتعاشات و دوام آن انکارناپذیر است. اما همانند سایر قطعات مهندسی، کنترل ابعادی چرخدنده نیز مستلزم اندازه گیری و مقایس? نتایج حاصل با الزامات موجود در استاندارد است. از جمله خطاهای ابعادی چرخدنده می توان به خطاهای ضخامت دندانه، گام دایره ای و پروفیل دندانه اشاره کرد. از میان ابزارهای مرسوم برای اندازه گیری این خطاها می توان به کولیس مرکب، کمپراتور گام تک پروب یا دو پروب و دستگاه پروفایل- پروژکتور یا ماشین اندازه گیری مختصات اشاره کرد. در هنگام استفاده از این روش ها برای بازرسی هر پارامتر، اپراتور باید از مقدار اسمی آن آگاه باشد؛ همچنین برای اندازه گیری پارامترهای مختلف باید ابزارهای جداگانه ای مورد استفاده قرار گیرد و استفاده از این ابزارها مستلزم صرف زمان و بعضاً هزین? زیادی است. در این تحقیق بازرسی و مهندسی معکوس چرخدنده با استفاده از تکنیک پردازش تصویر و در سامانه ای به نام ماشین بینایی انجام شده است. بنابراین هدف این تحقیق، طراحی و ساخت سامانه ای برای اندازه گیری پارامترهای هندسی و خطاهای چرخدنده با استفاده از تکنولوژی بینایی ماشین است. این سامانه به صورتی کاملاً خودکار عمل می کند بطوریکه پس از انجام عملیات پیش پردازش مانند حذف نویز، بهبود کنتراست و کالیبراسیون تصویر با انجام عملیات پردازشی نظیر بخش بندی ، لبه یابی و محاسبات ریاضی، پارامترهای هندسی چرخدنده از جمله مرکز دوران، تعداد دندانه، قطر ادندوم، مدول، قطر دایر? گام، گام دایره ای و قطر دایر? مبنا را محاسبه می کند. سپس خطای ضخامت دندانه ها، انحرافات گام و انحرافات پروفیل را تعیین کرده و این اطلاعات را به صورت نمودار و فایل متنی در اختیار کاربر قرار می دهد. از جمله مزایای این روش اندازه گیری هزین? پائین، عدم نیاز به وارد کردن مقادیر اسمی استاندارد، سرعت و دقت بالا، عدم تأثیر خطای انسانی در نتایج اندازه گیری و بازرسی همزمان کلی? پارامترهای مورد نیاز در یک مرحله را می توان نام برد. اجزای مورد استفاده در این سامانه مشتمل بر یک دوربین تصویربرداری با حسگر ccd رنگی با نام تجاری canon powershot sx20is، لامپ led قرمز توان بالا برای روشن کردن صحنه، فیکسچر نگهدارند? دوربین، ساز? نورپردازی و موقعیت دهند? چرخدنده و یک رایانه شخصی با سیستم عاملwindows 7 و کتابخان? نرم افزاری labview برای برنامه نویسی می باشد. در محیط labview برنامه ها به صورت گرافیکی و به زبان g نوشته می شوند. قابلیت برنامه نویسی گرافیکی برای کاربردهای اتوماسیون صنعتی بسیار مناسب است زیرا برنامه های بسیار پیچیده ای را می توان در مدت زمان کوتاهی نوشت. در این تحقیق یک برنام? با کاربرد خاص به نام geardivis نوشته شده است که کار تحلیل و پردازش تصاویر چرخدنده های ساده و مارپیچ را انجام می دهد. پس از طراحی و پیاده سازی ماشین بینایی چرخدنده، از یک چرخدند? ساده و یک چرخدند? مارپیچ به عنوان قطعات نمونه در آزمایش سیستم استفاده شد. برای صحه گذاری نتایج اندازه گیری با روش پیشنهادی، از یک دستگاه cgmm برای اندازه گیری مجدد دو چرخدند? مذکور استفاده شد. مقایس? نتایج خروجی از اندازه گیری با روش پیشنهادی با مقادیر بدست آمده از اندازه گیری با cgmm نشان داد که تکنیک پردازش تصویر می تواند دقت قابل قبولی را ارائه نماید. حداکثر اختلاف نتایج اندازه گیری پروفیل با ماشین بینایی و دستگاه cgmm برای چرخدند? ساده حدود 6µm و برای چرخدند? مارپیچ حدود 12µm بدست آمد.