目錄
前言
第1 章緒論1
1.1 鋼球表面缺陷檢測(cè)意義及現(xiàn)狀1
1.2 鋼球全表面展開(kāi)技術(shù)3
1.2.1 鋼球全表面展開(kāi)原理3
1.2.2 鋼球全表面展開(kāi)機(jī)構(gòu)4
1.2.3 展開(kāi)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)面摩擦特性5
1.3 鋼球表面缺陷自動(dòng)檢測(cè)控制技術(shù)6
1.3.1 基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的鋼球缺陷檢測(cè)6
1.3.2 鋼球運(yùn)動(dòng)軌跡控制7
1.4 本書(shū)的內(nèi)容編排9
參考文獻(xiàn)10
第2 章鋼球全表面展開(kāi)原理12
2.1 鋼球球面運(yùn)動(dòng)展開(kāi)原理12
2.1.1 球面的展開(kāi)12
2.1.2 螺旋線與子午線展開(kāi)原理13
2.2 鋼球展開(kāi)運(yùn)動(dòng)軌跡分析16
2.2.1 等螺距螺旋線運(yùn)動(dòng)軌跡17
2.2.2 等弧長(zhǎng)螺旋線運(yùn)動(dòng)軌跡18
2.2.3 檢測(cè)探頭在鋼球表面掃描軌跡18
參考文獻(xiàn)20
第3 章鋼球展開(kāi)機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)分析22
3.1 展開(kāi)輪結(jié)構(gòu)方案22
3.2 鋼球與展開(kāi)輪接觸軌跡25
3.2.1 展開(kāi)輪表面接觸軌跡分析25
3.2.2 鋼球與展開(kāi)輪接觸軌跡計(jì)算28
3.3 展開(kāi)機(jī)構(gòu)幾何模型建立32
3.3.1 展開(kāi)輪幾何模型建立32
3.3.2 鋼球與展開(kāi)輪接觸模型建立34
3.4 展開(kāi)過(guò)程鋼球的運(yùn)動(dòng)分析35
3.4.1 球心穩(wěn)定條件分析35
3.4.2 鋼球轉(zhuǎn)動(dòng)特性分析38
3.5 基于MATLAB 的球面點(diǎn)運(yùn)動(dòng)分析41
3.5.1 球面點(diǎn)軌跡數(shù)值仿真41
3.5.2 球面點(diǎn)軌跡運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析43
參考文獻(xiàn)46
第4 章鋼球與展開(kāi)輪接觸分析49
4.1 鋼球與展開(kāi)輪接觸模型49
4.1.1 鋼球與展開(kāi)輪接觸模型分類49
4.1.2 鋼球與展開(kāi)輪材料特性分析50
4.1.3 鋼球與展開(kāi)輪接觸類型分析51
4.2 鋼球與展開(kāi)輪接觸模型理論分析51
4.2.1 Hertz 理論限制條件分析51
4.2.2 Hertz 理論工程實(shí)際應(yīng)用52
4.2.3 Hertz 理論在非經(jīng)典接觸模型中的應(yīng)用53
4.3 鋼球與展開(kāi)輪接觸變形計(jì)算56
4.3.1 球面與錐面在初始接觸點(diǎn)處的主曲率半徑56
4.3.2 光滑的非協(xié)調(diào)表面幾何學(xué)58
4.3.3 應(yīng)用Hertz 公式求解接觸變形范圍59
4.4 三維滾動(dòng)接觸應(yīng)力模型建立及數(shù)值模擬63
4.4.1 圓柱體的二維接觸63
4.4.2 接觸區(qū)域作用分布力64
4.4.3 三維滾動(dòng)接觸應(yīng)力模型建立66
4.4.4 數(shù)值模擬及結(jié)果分析69
4.5 展開(kāi)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析74
4.5.1 鋼球與展開(kāi)輪接觸分析74
4.5.2 球面展開(kāi)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型84
4.5.3 展開(kāi)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)微分方程86
4.6 展開(kāi)機(jī)構(gòu)模型求解87
4.6.1 展開(kāi)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方程分析87
4.6.2 鋼球展開(kāi)過(guò)程動(dòng)力學(xué)特性88
參考文獻(xiàn)93
第5 章展開(kāi)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)面微結(jié)構(gòu)摩擦磨損性能96
5.1 檢測(cè)機(jī)構(gòu)摩擦動(dòng)力學(xué)特性96
5.1.1 展開(kāi)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性96
5.1.2 展開(kāi)機(jī)構(gòu)摩擦力學(xué)特性97
5.1.3 驅(qū)動(dòng)面摩擦形式100
5.2 檢測(cè)機(jī)構(gòu)摩擦傳動(dòng)特性分析100
5.2.1 驅(qū)動(dòng)面磨損形式及機(jī)理100
5.2.2 驅(qū)動(dòng)面磨損原因及解決方案102
5.3 45 鋼基體驅(qū)動(dòng)面條紋微結(jié)構(gòu)優(yōu)選103
5.3.1 45 鋼微結(jié)構(gòu)幾何形態(tài)及參數(shù)選擇103
5.3.2 45 鋼驅(qū)動(dòng)面磨損試驗(yàn)104
5.3.3 45 鋼試驗(yàn)設(shè)備及裝置106
5.3.4 45 鋼試驗(yàn)結(jié)果及分析108
5.4 T10A 基體驅(qū)動(dòng)面微結(jié)構(gòu)優(yōu)選113
5.4.1 T10A 微結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)設(shè)計(jì)及性能表征113
5.4.2 T10A 驅(qū)動(dòng)面磨損試驗(yàn)122
5.4.3 凹坑微結(jié)構(gòu)試驗(yàn)結(jié)果及分析125
5.4.4 條紋及網(wǎng)紋微結(jié)構(gòu)試驗(yàn)結(jié)果及分析130
5.4.5 表面微結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)選137
5.4.6 表面微結(jié)構(gòu)磨損模型建立及數(shù)值模擬138
5.5 檢測(cè)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)面磨損理論分析及壽命預(yù)測(cè)148
5.5.1 Archard 模型介紹148
5.5.2 檢測(cè)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)面磨損壽命預(yù)測(cè)152
參考文獻(xiàn)155
第6 章基于圖像的盤式鋼球缺陷檢測(cè)機(jī)構(gòu)158
6.1 盤式展開(kāi)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)158
6.2 鋼球運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析159
6.2.1 球冠中心點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡分析159
6.2.2 鋼球最佳覆蓋及觀察點(diǎn)位置162
6.3 鋼球展開(kāi)仿真分析165
6.3.1 觀察點(diǎn)軌跡仿真165
6.3.2 鋼球全表面覆蓋仿真167
6.4 盤式鋼球缺陷檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)168
6.4.1 盤式檢測(cè)機(jī)構(gòu)組成及工作原理168
6.4.2 鋼球表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求169
6.4.3 控制系統(tǒng)總體程序設(shè)計(jì)171
6.4.4 檢測(cè)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)171
參考文獻(xiàn)173
第7 章鋼球表面反射特性分析與光源優(yōu)選175
7.1 鋼球圖像采集175
7.1.1 鋼球表面鏡面反射現(xiàn)象175
7.1.2 常規(guī)光源存在的問(wèn)題176
7.1.3 鋼球圖像影響因素176
7.2 鋼球表面光學(xué)反射特性及表面檢測(cè)有效范圍177
7.2.1 鋼球表面光學(xué)反射特性177
7.2.2 鋼球表面全照射有效范圍179
7.3 光源的分析與選擇182
7.3.1 鋼球表面拍攝的光學(xué)影響因素182
7.3.2 工業(yè)領(lǐng)域常用光源的特性184
7.4 光源系統(tǒng)的優(yōu)化185
7.4.1 光源的評(píng)價(jià)指標(biāo)185
7.4.2 光源優(yōu)化設(shè)計(jì)試驗(yàn)186
7.5 光照系統(tǒng)選擇及設(shè)計(jì)194
參考文獻(xiàn)196
第8 章鋼球圖像處理方法及缺陷分類識(shí)別199
8.1 鋼球圖像平滑濾波方法199
8.1.1 圖像的頻域?yàn)V波及分析199
8.1.2 圖像的空域?yàn)V波及分析200
8.2 鋼球圖像的局部增強(qiáng)方法203
8.2.1 圖像的灰度修正203
8.2.2 圖像灰度變換算法研究204
8.3 基于遺傳轉(zhuǎn)基因OTSU 鋼球圖像分割算法204
8.3.1 傳統(tǒng)OTSU 計(jì)算閾值204
8.3.2 基于轉(zhuǎn)基因算子的雙閾值選取方法205
8.4 運(yùn)動(dòng)鋼球圖像模糊分析與復(fù)原208
8.4.1 運(yùn)動(dòng)鋼球圖像的模糊分析209
8.4.2 鋼球圖像退化模型210
8.4.3 基于參數(shù)估計(jì)的維納濾波方法211
8.5 鋼球表面缺陷特征提取及分類213
8.5.1 基于小波變換鋼球圖像邊緣檢測(cè)算法213
8.5.2 鋼球表面缺陷特征參數(shù)及計(jì)算216
8.5.3 鋼球表面缺陷分類識(shí)別221
參考文獻(xiàn)226