基于光谱共焦原理的钻杆接头内螺纹参数测量

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作者 陈彦宇 田东庄 居培 《光学精密工程》 北大核心 2025年第6期862-873,共12页

为实现钻杆螺纹参数自动化、非接触式检测,本文基于光谱共焦测量原理,提出短量程传感器大锥度螺纹轮廓扫描测量方法。该方法采用光谱共焦传感器和被测螺纹协同运动的方式,快速获取螺纹轴线的截面轮廓数据,以表征螺纹表面质量。为修正螺... 为实现钻杆螺纹参数自动化、非接触式检测,本文基于光谱共焦测量原理,提出短量程传感器大锥度螺纹轮廓扫描测量方法。该方法采用光谱共焦传感器和被测螺纹协同运动的方式,快速获取螺纹轴线的截面轮廓数据,以表征螺纹表面质量。为修正螺纹轴线与回转台的轴线不同轴引起的测量误差,建立锥螺纹点激光测量模型,开发螺纹牙形畸变补偿算法,研制钻杆接头内螺纹参数二维激光测量系统,并将其与自动化生产线集成。该测量系统采用立式结构,主要由基座、精密5轴位移平台、光栅传感器、控制系统、软件系统等部分组成。同时开发钻杆接头内螺纹参数二维测量与评价软件,用于实现螺距、牙高、锥度、牙形角、基面中径等关键参数的计算与评定。实验结果表明,牙型畸变补偿算法基面中径的补偿率为45.4%,牙型半角的补偿率为45%,锥度的补偿率为26.7%,牙高补偿率为25%,对螺距几乎无影响;研制的测量系统的测量精度可达±2μm,测量节拍为102 s。通过与传统测量方法对比,该测量系统具有非接触式测量、自动化程序高和精度高等特点,满足钻杆螺纹测量的精度需求。 展开更多

关键词 钻杆螺纹 螺纹测量 轮廓扫描测量 光谱共焦传感器 螺纹参数

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基于转像激光立体视觉的油管接箍内螺纹参数检测 被引量：2

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作者 张瑾 徐明明 +3 位作者 李风 郭志永 王晓君 李肖 《工具技术》 北大核心 2024年第1期147-153,共7页

油管接箍是油田钻井用重要连接工具,其内螺纹质量对于油气安全开采至关重要。针对现有油管接箍内螺纹接触式检测方法效率低、磨损大、光谱共焦等非接触式方法测量可达性差的问题,提出基于转像激光立体视觉的油管接箍内螺纹参数检测系统... 油管接箍是油田钻井用重要连接工具,其内螺纹质量对于油气安全开采至关重要。针对现有油管接箍内螺纹接触式检测方法效率低、磨损大、光谱共焦等非接触式方法测量可达性差的问题,提出基于转像激光立体视觉的油管接箍内螺纹参数检测系统与方法,利用激光和反射镜实现内螺纹牙型轮廓的强化和转角窥视,借助已标定的相机模型参数,通过立体视觉和旋转进给重构纵截面中双侧牙型的三维点云,经进一步处理,从三维点云中计算出内螺纹螺距、齿高和锥度三项几何参数。依据美国石油协会(API)标准规定的参数容限范围实现油管接箍内螺纹质量的判定,研制出视觉系统,并与传统量具在相同工况下测量27/8与31/2英寸两种规格的油管内螺纹几何参数,结果表明,提出的视觉系统可实现内螺纹多项参数的一体化高精、高效测量,满足工业现场需求。 展开更多

关键词 油管接箍内螺纹 双目视觉测量 内螺纹几何参数 图像处理 反射镜

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非接触式自动螺纹检测仪的研制 被引量：20

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作者 徐爱群 项占琴 陈子辰 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1179-1183,共5页

基于激光三角测量原理,提出了非接触式检测内外螺纹各参数的工作原理和实现方法.设计制造了由轴向位移测量模块、横向位移测量模块以及上位机数据处理、控制、评价模块组成的检测系统,并给出了检测螺纹各主要参数的算法.利用激光测量头... 基于激光三角测量原理,提出了非接触式检测内外螺纹各参数的工作原理和实现方法.设计制造了由轴向位移测量模块、横向位移测量模块以及上位机数据处理、控制、评价模块组成的检测系统,并给出了检测螺纹各主要参数的算法.利用激光测量头检测螺纹轮廓在横截面上的尺寸,结合由光栅测得的精密平台的轴向位移量和螺纹合格的判断标准完成螺纹轮廓曲线的检测和评价.该测量装置的检测分辨率可达1.5μm,能满足绝大多数的螺纹表面检测要求.此测量方法能避免接触式测量方式引起的变形问题,实时控制螺纹加工质量,提高检测精度和检测效率. 展开更多

关键词 螺纹检测 激光测量 螺纹参数 数据处理

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螺纹参数CCD视觉检测系统的研究 被引量：11

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作者 雷吉平 颜树华 沈少伟 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2010年第4期96-99,共4页

基于面阵CCD视觉检测技术,设计并实现了一种螺纹参数非接触式自动检测系统,可实时准确地测量螺纹的牙型角、螺距、导程、螺纹升角、螺纹高度、大径、中径、小径等参数。并着重研究了螺纹图像预处理、边缘检测、亚像素定位等关键技术,以... 基于面阵CCD视觉检测技术,设计并实现了一种螺纹参数非接触式自动检测系统,可实时准确地测量螺纹的牙型角、螺距、导程、螺纹升角、螺纹高度、大径、中径、小径等参数。并着重研究了螺纹图像预处理、边缘检测、亚像素定位等关键技术,以提高螺纹参数的测量精度。实验结果表明,该检测系统可以完成各项螺纹参数测量,相对测量精度优于1·3%。 展开更多

关键词 螺纹参数 面阵CCD 视觉检测

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石油钻杆螺纹廓形参数在机测量系统研究 被引量：9

5

作者 王可 董祉序 +1 位作者 孙兴伟 华晋伟 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1618-1625,共8页

为解决石油钻杆因尺寸长、重量大等装卸不便因素给其两端内、外螺纹廓形参数测量带来的困难,设计并实现了一种安装于SCK230型数控石油钻杆螺纹修复机床上的非接触式石油钻杆螺纹在机测量系统。该系统利用数控机床的伺服功能带动二维激... 为解决石油钻杆因尺寸长、重量大等装卸不便因素给其两端内、外螺纹廓形参数测量带来的困难,设计并实现了一种安装于SCK230型数控石油钻杆螺纹修复机床上的非接触式石油钻杆螺纹在机测量系统。该系统利用数控机床的伺服功能带动二维激光位移传感器获取螺纹某轴截面的廓形数据;采用基于不连续度的自适应滤波算法对采集的廓形信息进行降噪处理,根据石油钻杆螺纹牙形的几何特征对降噪后的离散数据分段,以加权整体最小二乘法为基础拟合出各段廓型数据的回归模型;实时计算螺纹参数,判断加工质量。对NC50型石油钻杆螺纹及其标准环规的测量结果表明,该系统可在7.5 s内完成长度为25 mm的螺纹测量,测量精度为±8μm,重复性限≤4μm且重复性较高。设计的在机测量系统利用了良好的数控资源,实现了石油钻杆螺纹廓形参数的在机测量,提高了测量精度和效率。 展开更多

关键词 激光三角法 石油钻杆螺纹 螺纹参数在机测量 平滑滤波器 加权整体最小二乘法

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轮廓扫描式螺纹中径测量的两规校准补偿方法 被引量：5

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作者 陈盛 赵东标 +1 位作者 沈建新 贡国云 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2184-2191,共8页

轮廓扫描式螺纹参数测量的过程中,由于工件和探针的装夹会不同程度地产生定位误差,导致中径测量结果不准确。然而各项定位误差的准确测量十分困难,加上误差模型的不完备,现有的相对测量方式（单规校准）只能测量与校准规尺寸相差不大的... 轮廓扫描式螺纹参数测量的过程中,由于工件和探针的装夹会不同程度地产生定位误差,导致中径测量结果不准确。然而各项定位误差的准确测量十分困难,加上误差模型的不完备,现有的相对测量方式（单规校准）只能测量与校准规尺寸相差不大的螺纹量规。特别是批量检测螺纹规时需要准备一批不同尺寸的校准规,且花费了很多的校准时间。基于齐次坐标变换建立了定位误差对中径结果影响的数学模型。依据该模型,利用两个不同尺寸的螺纹规校准定位误差,再对中径结果进行补偿。此外对最终结果的不确定度进行了分析,并给出了减小测量不确定度的校准规选用方法。实验结果显示,此方法只需要两个校准规,就能确保M15~M50范围内螺纹的定位误差对中径结果的影响小于1μm。相比于单规校准,两规校准补偿方法虽然增大了测量结果的不确定度,但有效减小了校准规数量和对工件、探针定位精度的要求。 展开更多

关键词 螺纹参数测量 定位误差 两规校准 不确定度

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基于“三线法”原理测量内螺纹装置的设计 被引量：1

7

作者 胡大超 陈建国 《机械设计》 CSCD 北大核心 2009年第5期31-32,36,共3页

根据"三线法"测量螺纹参数的原理,分析研究了内螺纹主要参数的相互关系,设计了一种测量内螺纹主要参数的装置,通过测量值和相应的计算公式,可得到普通螺纹、梯形螺纹、锯齿形等内螺纹的中径、牙型角和螺距等。实践使用证明,... 根据"三线法"测量螺纹参数的原理,分析研究了内螺纹主要参数的相互关系,设计了一种测量内螺纹主要参数的装置,通过测量值和相应的计算公式,可得到普通螺纹、梯形螺纹、锯齿形等内螺纹的中径、牙型角和螺距等。实践使用证明,该测量装置使用方便,数据准确度较高。 展开更多

关键词 螺纹参数 计量方法 测量装置

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非接触式光纤内螺纹测试装置 被引量：3

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作者 李恒 安莹 董威 《中国测试技术》 2008年第3期24-26,55,共4页

为克服接触式测量内螺纹方法的不足,研制了基于强度调制型光纤传感器的非接触测量装置。通过与特制的机械结构相结合,实现了相对效率高、速度快、且便于应用的内螺纹参数的测量。该装置主要由进给平台和光纤探头组成,同时采用半导体激... 为克服接触式测量内螺纹方法的不足,研制了基于强度调制型光纤传感器的非接触测量装置。通过与特制的机械结构相结合,实现了相对效率高、速度快、且便于应用的内螺纹参数的测量。该装置主要由进给平台和光纤探头组成,同时采用半导体激光光源(LD)作光源,光电二极管为光电转换器件。测量的信号经光路转换及前置放大后,通过采样保持送入数据采集系统,经数据处理软件Matlab进行处理得出螺距误差。实验表明,经适当改进后,该方法可用于工业生产过程中内螺纹的非接触测量。 展开更多

关键词 强度调制型 光纤探头 非接触测量 微位移 螺纹参数

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基于机器视觉的螺纹参量测量系统 被引量：21

9

作者 周策策 李杏华 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期643-647,共5页

为了高精度测量螺纹的各项参量,建立了基于机器视觉技术的螺纹参量测量系统。采用螺纹工件旋转、相机跟随拍摄的方式采集螺纹在平行背光下的轮廓数据,实现了螺纹的各项参量测量,扩大了系统的测量范围,并且降低了相机标定误差的影响。推... 为了高精度测量螺纹的各项参量,建立了基于机器视觉技术的螺纹参量测量系统。采用螺纹工件旋转、相机跟随拍摄的方式采集螺纹在平行背光下的轮廓数据,实现了螺纹的各项参量测量,扩大了系统的测量范围,并且降低了相机标定误差的影响。推导了坐标系统转换方程,通过标定实现了坐标统一,并推导了螺纹参量计算公式;针对CCD相机光轴和螺纹轴线垂直时螺旋线对螺纹牙投影产生遮挡失真情况建立了数学补偿模型。结果表明,得到的测量不确定度小于2μm,重复性优于4μm。该系统可以完成螺纹的各项参量测量。 展开更多

关键词 测量与计量 螺纹参量 机器视觉 轮廓 失真 误差补偿

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基于激光三角法的螺纹量规自动检测系统设计 被引量：7

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作者 胡晓东 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2012年第12期68-71,75,共5页

为实现对螺纹量规大径、小径、中径、螺距、牙型角(牙型半角)等螺纹参数的快速检测,全面反应螺纹实际情况,并提高检测质量、减少检测成本,设计了一种基于激光三角法的螺纹量规非接触式自动检测系统的检测方法。着重研究了该系统基于激... 为实现对螺纹量规大径、小径、中径、螺距、牙型角(牙型半角)等螺纹参数的快速检测,全面反应螺纹实际情况,并提高检测质量、减少检测成本,设计了一种基于激光三角法的螺纹量规非接触式自动检测系统的检测方法。着重研究了该系统基于激光三角检测原理的非接触式检测螺纹量规各参数的设计思路、工作原理和实现方法等内容。设计了由三坐标测量机为位移模块、数控转台为旋转模块、激光位移传感器为检测模块以及控制装置数控处理、控制、评价模块等组成的检测系统,并给出了螺纹主要参数的算法以及数据采集、处理等手段。研制了相应的专用检测软件,进行了相应的实验研究。实验结果表明,该系统能全面反应出螺纹量规实际情况,测试精度高、检测成本低、工作效率高。 展开更多

关键词 螺纹量规 螺纹参数 数据处理 检测系统

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螺纹多参数检测的发展方向 被引量：10

11

作者 佟岩 李琳 +1 位作者 唐江涛 刘科 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第S1期227-229,共3页

因螺纹的型号规格、精度等不同,传统的检测方法大多只对螺纹的部分螺纹参数分别测量,缺少整体的合格判定依据,不能满足生产的实际需要,螺纹多参数检测已成为迫切需要解决的问题,同时也是螺纹进行量值传递的基础条件。目前多家计量机构... 因螺纹的型号规格、精度等不同,传统的检测方法大多只对螺纹的部分螺纹参数分别测量,缺少整体的合格判定依据,不能满足生产的实际需要,螺纹多参数检测已成为迫切需要解决的问题,同时也是螺纹进行量值传递的基础条件。目前多家计量机构正致力于螺纹的多参数检测研究工作,以接触法和非接触法为主要发展方向,实现螺纹的全方位检测判定。 展开更多

关键词 螺纹 多参数 检测 发展方向

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螺纹量规的数字化检测方法 被引量：8

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作者 李昕愉 史建华 刘盼 《工具技术》 2020年第3期85-88,共4页

螺纹量规是判定螺纹紧固件合格与否的重要量具,其几何参数的精确测量具有重要意义。利用螺纹综合测量仪完成了螺纹量规的数字化测量试验,分析得出该方法的测量结果准确,精度可靠。同时对螺纹综合测量仪测量中径的不确定度进行了评定,为... 螺纹量规是判定螺纹紧固件合格与否的重要量具,其几何参数的精确测量具有重要意义。利用螺纹综合测量仪完成了螺纹量规的数字化测量试验,分析得出该方法的测量结果准确,精度可靠。同时对螺纹综合测量仪测量中径的不确定度进行了评定,为螺纹量规的测量质量提供了参考依据。 展开更多

关键词 螺纹参数 数字化测量 螺纹综合测量仪 测量不确定度

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石油管螺纹量规校准控制程序研究 被引量：3

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作者 冯娜 卫尊义 +3 位作者 艾裕丰 白小亮 吴健 李光峰 《工具技术》 2011年第12期69-73,共5页

以石油管螺纹量规校准控制程序为研究对象,PMM 12106三坐标测量机作为参考,重点分析了控制程序中的测量参数控制程序和测量路线控制程序。并通过实验的方式对测量位置、测头移动速度、探测速度、逼近距离和测量路线进行了论证,达到控制... 以石油管螺纹量规校准控制程序为研究对象,PMM 12106三坐标测量机作为参考,重点分析了控制程序中的测量参数控制程序和测量路线控制程序。并通过实验的方式对测量位置、测头移动速度、探测速度、逼近距离和测量路线进行了论证,达到控制程序最佳效果的实现,进而保证校准数据的准确性与可靠性。 展开更多

关键词 三坐标测量机 螺纹量规 控制程序 校准参数

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基于螺纹基本牙型和参数定义的最佳测针直径 被引量：1

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作者 宫美望 王召孟 刘文君 《中国测试》 CAS 2011年第1期13-17,共5页

针对不同种类螺纹中径的测针测量法,论证最佳测针直径的计算方法和前提条件。根据具体被测螺纹的设计原理和测量方法,重点讨论了其基本牙型和参数定义方法对最佳测针直径的影响。通过几何分析和理论推导,明确了相应的螺纹中径计算公式... 针对不同种类螺纹中径的测针测量法,论证最佳测针直径的计算方法和前提条件。根据具体被测螺纹的设计原理和测量方法,重点讨论了其基本牙型和参数定义方法对最佳测针直径的影响。通过几何分析和理论推导,明确了相应的螺纹中径计算公式和最佳测针直径的确定方法。准确的最佳测针直径可以减小螺纹中径的测量误差,尤其是在理论上可以避免牙型角偏差引入的螺纹中径测量误差。 展开更多

关键词 螺纹中径 最佳测针直径 基本牙型 参数定义 原始三角形高度

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基于接触式轮廓扫描的螺纹参数提取计算 被引量：4

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作者 倪高烽 程维明 《农业装备与车辆工程》 2021年第10期46-51,共6页

针对目前基于螺纹二维轮廓点的多参数综合测量方法大多从螺纹整体出发进行计算,忽略单个牙形参数提取计算的问题,在采用梯度值判断法对螺纹点云数据进行分类的基础上,提出一种螺纹单个牙形的提取匹配规则。再利用螺纹的各参数计算方法... 针对目前基于螺纹二维轮廓点的多参数综合测量方法大多从螺纹整体出发进行计算,忽略单个牙形参数提取计算的问题,在采用梯度值判断法对螺纹点云数据进行分类的基础上,提出一种螺纹单个牙形的提取匹配规则。再利用螺纹的各参数计算方法计算出被测螺纹每一牙的参数数值,进而也能获得螺纹整体参数。最后利用实测螺纹点云数据,通过MATLAB程序设计进行提取计算。结果表明,该方法在保证螺纹检测精度的同时,也能获取螺纹工件特定牙处或指定段的各项数据,扩展了测量结果的多样性。采用的分类组合提取方法具有通用性,可用于非接触式采样获得的二维螺纹轮廓点云数据。 展开更多

关键词 轮廓扫描 参数计算 螺纹测量 算法研究

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