轮对尺寸自动测量系统

轮对尺寸自动测量系统由机体、轮对自动进给、导向机构、轮对几何参数及缺陷测量机构、计算机与信号采集处理系统等5部分组成，完成对轴中央直径、轮径、轮缘厚、轮对内侧距、轮辋宽、踏面圆周磨耗、踏面擦伤及剥离等参数的自动测量与检测．     

基于激光位移传感器的城轨车辆轮对尺寸在线检测技术

为提高轮对尺寸测量效率及精度,提出了一种基于2D激光位移传感器的轮对尺寸在线检测技术。将2D激光位移传感器布设在轨道两侧,对经过检测区域的车轮踏面进行动态扫描,然后对采集到的数据进行坐标变换、数据融合等处理,并对处理后的踏面数据进行四阶分段曲线拟合,以实现轮缘高、轮缘厚及轮径的准确计算。为验证系统的可行性,将系统安装在实际现场进行车轮轮对尺寸在线检测,并将系统测量结果与人工测量结果进行比较。试验结果表明,系统能够完成轮对尺寸在线检测功能且检测精度高,轮缘高、轮缘厚的检测精度为±0.2 mm,轮径的检测精度为±0.5 mm。系统测量精度满足实际现场测量要求,具有较高的可行性,完全可以取代人工测量方法以提高轮对尺寸测量效率。     

基于车载检测的列车轮对踏面擦伤故障诊断研究

为确保高速列车的行车安全,需实时监测列车轮对的运行状态,提出了基于惯性基准法的车载轮对几何参数的检测方法,并在此基础上设计了基于粗糙集理论(RS)和支持向量机(SVM)的轮对踏面擦伤故障诊断模型,对轮对踏面进行状态监测与故障诊断。整个故障诊断方法为:首先利用传感器组采集轮对几何参数,将采集数据用时间对准算法进行对准;然后将对准数据进行小波包分析、构造故障特征集;再用粗糙集理论进行属性约简,提取特征集,消除冗余信息;最后使用支持向量机构建故障诊断模型进行故障分类,从而实现轮对踏面擦伤故障实时诊断。MATLAB仿真分析表明,使用该故障诊断方法构建故障诊断模型时间短(为0.226 633 s),诊断准确率高,达100%,取得了较好的诊断效果。文中所用方法也可以推广应用到如轨道交通、船泊、采矿等有旋转体并需要进行实时数据采集、状态监测与故障诊断的领域。     

基于计算机视觉技术的微钻刃面自动光学检测

为了实现微钻刃面尺寸和缺陷的自动光学检测,建立了影像检测系统并研究其图像处理算法.根据微钻刃面的特征,设计了专用的照明系统来获取清晰的、变形小的微钻刃面图像.采用改进的小核值相似区边缘提取算法对图像进行边缘提取,并对所提取的边缘采用基于空间矩的亚像素算法进行图像边缘的亚像素定位,然后采用直线和圆弧拟合等一系列算法对微钻刃面图像进行尺寸计算和缺陷检测.实验结果表明:自动光学检测方法的准确率达到了99.5%,微钻的检出精度达到了微米级,说明该方法能够满足微钻刃面尺寸测量和缺陷检测的要求.     

基于电磁超声的轮对踏面缺陷在线检测装置

为了提高我国当前列车轮对的检测效率,设计了一种基于电磁超声的列车轮对踏面缺陷在线检测装置。该装置将电磁超声检测技术与FPGA应用技术相结合,实现了电磁超声信号发射/接收、数据采集、电磁超声微弱信号检测以及存储显示等,充分发挥了FPGA在运算速度和设计灵活性上的优势。实验表明,本装置具有较高的检测精度和检测效率,可实现轮对踏面精确在线检测。     

转向架轮对轮径与平行度测量

为了实现准确、快速地测量列车转向架轮径与平行度,构建了列车转向架关键尺寸测量系统.对所述测量系统采用的GA-BP网络曲线拟合算法、约束整体最小二乘法、基准直线拟合算法、平行度测量算法等算法进行研究.首先,根据被测对象的特征介绍了基于GA-BP网络的车轮踏面曲线拟合算法,利用数控加工曲线训练出因传感器特性无法采集处的数据;然后,分析轮径特点,根据弦长定理求出列车转向架轮径,同时,利用全局标定技术将传感器采集数据转换至一个坐标系下,并提出了基于约束的整体最小二乘法,用于获取对应转向架轮对踏面截面上的空间圆圆心;接着,提出了基于蝙蝠算法的空间基准直线拟合方法,即通过踏面截面所处位置的列车转向架踏面截面空间圆的圆心坐标拟合列车转向架轮对轴线;最后,利用基准空间直线与测量点运算,求出列车转向架平行度,将测量数据与激光跟踪仪数据进行对比.实验结果表明:列车转向架轮径与平行度测量精度为0.1 mm.能够满足列车转向架轮径与平行度测量的高精度、高稳定性及测量重复性等要求.     

图象处理检测列车轮对算法的研究

机车轮对的检修是十分重要的,轮缘磨耗、踏面磨耗等是重要的测量参数.文中介绍了图像增强,边缘检测,边界跟踪算法,利用这些算法检测轮对参数能够达到比较好的效果.     

工业CT检测中小缺陷定量方法

工程应用中采用工业电子计算机断层扫描(computed tomography,CT)技术对金属材料内部缺陷进行检测,基于等值面分割法对缺陷进行尺寸测量,然而该方法存在小缺陷定量精度低、稳定性差等问题.对此提出了一种利用CT图像局部区域灰度变异系数表征小缺陷尺寸的方法.首先,设计制作不同穿透厚度、缺陷直径(通孔)的对比试块,对其进行CT检测获得模拟小缺陷断层图像,分析图像局部灰度特征,确定变异系数与小缺陷尺寸的对应关系,建立缺陷尺寸定量方法,并与半高宽法、等值面分割法相比较.研究结果表明:变异系数与小缺陷当量尺寸的相关系数稳定在0.99以上,基于变异系数定量方法的精度及稳定性高、操作简便、实用性强,是作为小缺陷定量检测的有效途径之一.     

高速列车车轮踏面外形优化设计

为了对高速轮对踏面外形进行优化改进,提出了一种基于轮径差相对于轮对横移量的函数为设计目标来反推铁道车辆车轮踏面外形的优化方法,并研制了相应的计算程序.对LMa,S1002G和XP55型踏面的优化结果表明,优化后的轮对踏面外形具有良好的几何接触特性和动态特性.提出了高速踏面选型的优化流程.     

基于激光传感器和光栅尺的波纹管尺寸高精度测量系统的应用

该文设计了一种基于激光传感器和光栅尺的波纹管尺寸高精度测量系统,通过运动机构将被测波纹管的二维几何尺寸,分解成水平和垂直坐标,被激光传感器和光栅尺分别测量,最后将数据拟合到一起,形成波纹管几何尺寸模拟曲线,通过计算得到被测量波纹管的长度、波高、波距等参数,可满足于对波纹管外形几何尺寸的高精度测量。系统采用C#设计人机交互软件,通过通信接口把激光传感器和光栅尺实时测量数据采集到上位机,并控制PLC和伺服电机完成测量周期扫描,全程可自动完成测试,与传统人工手动测量相比,大大地提升了工作效率和测量的准确度,适合在波纹管的批量生产和测试过程中使用。     

车轮踏面擦伤自动检测方法的研究和试验

论述了机车车辆车轮踏面擦伤自动检测研究的重要意义 ,并总结了国内外研究发展现状 .提出了一种新型的采用等臂叉形机构检测擦伤的踏板法 ,介绍了该系统的工作原理和动态自动测量的实现 .在对试验结果进行分析的同时 ,就有关实际应用问题作出相应理论分析和解决方法     

基于相似变换的带轮机构刚体导引运动综合

为了克服传统刚体导引机构综合方法的缺陷,如结构类型限制和功能特性不定性,提出了基于功能模块相似变换的广义综合方法.以带轮机构为研究对象,首先建立运动学分析模型,提取导引输出运动特征参数,建立了全拓扑信息的带轮机构功能模块.然后通过分析机构尺寸与导引转角函数和轨迹的内在关联,揭示了机构功能特性与尺寸参数的映射规律,给出合理预选功能模块尺寸参数的方法.最后引入了模糊导引运动设计,通过中心射影相似变换实现功能模块的几何定位求解,确定了机构的实际尺寸和安装参数.综合算例验证了该综合方法的有效性和实用性.     

基于线阵CCD扫描技术的 ITO导电玻璃指标检测技术研究

应用CCD检测技术可实现非接触在线实时检测.对幅面尺寸较小,但尺寸精度、弯曲度和透光率要求较高的手机、数码相机等液晶显示屏的玻璃基板的在线检测来说是一个很好的解决方案.此外,线阵CCD扫描技术在检测和监测物体表面点状缺陷有着自身潜在的优势.讨论了玻璃基板的质量检测指标,研究了应用几何光学的原理实现玻璃基板厚度和弯曲度的CCD检测方法.重点讨论了应用Marr算子对边缘检测进行精确定位的方法,为玻璃性能的主要测量参数:长度、宽度、厚度及玻璃体线状缺陷等检测指标的高精度检测提供了保障.     

核燃料芯块几何尺寸及密度检测系统

针对核燃料芯块质量的特殊性和重要性,研制了核燃料芯块几何尺寸及密度的测量系统。该系统通过光学非接触法对核燃料芯块的高度和直径进行二维同步高精度测量,由于对直径检测的特殊要求,采用了多点扫描方式。在完成几何尺寸测量的同时进行芯块重量测量,进而实现了核燃料芯块几何尺寸及密度的高精度快速测量。该系统直径检测精度达到1 μm,高度检测精度达到3 μm,检测速度为7块/min,并具有数据实时显示、超差报警、存储查询、报表生成、用户管理等功能。     

非正交系坐标测量系统

为在有限的空间内实现具有特殊要求的球壳类工件的自动非接触测量，将机器人技术与激光非接触测量技术相结合，研制了一种新型的非接触式非正交系坐标测量系统。该系统以串联机械手作为测量主体，采用激光位移传感器和CCD摄像头进行非接触测量，可实现球壳类及回转类工件的几何尺寸和表面缺陷的非接触高精度测量。实验数据表明该测量系统已经达到较高的测量精度。     

基于CCD的火车轮对智能测量系统

基于CCD图像测量技术,提出一种利用CCD成像系统检测火车轮对几何尺寸的非接触在线测量系统,给出了系统的结构及原理,并着重讨论了各个子系统的灯光,摄像机位置及图像处理方法。最后利用该系统进行了现场比对实验。     

汽车伞齿轮多目视觉检测系统与算法

针对人工检测汽车伞齿轮表面缺陷与尺寸参数存在成本高、工作量大、检测速度慢且产品一致性差等问题,利用机器视觉技术进行研究,开发了一种集缺陷检测和尺寸测量于一体的伞齿轮多目视觉检测装置。通过构建的邻域均差缺陷提取、圆逼近和快速旋转定位3种高效图像处理算法,解决了伞齿轮齿面多、外形结构复杂、缺陷种类多样等复杂条件下的齿轮缺陷与尺寸检测难题。可检测缺陷包括磕碰伤、裂纹、充填不满、划痕、凹陷与凸起、麻点、花键重复拉削等,可检测最小缺陷尺寸为0.4mm×0.4mm,测量精度为40~50μm,单次检测耗时小于1.3s,检测精度与速度均满足伞齿轮高速自动化生产线的实时在线检测需求。     

基于LabVIEW的汽车带轮综合参数测量系统研制

文章根据企业实际需求,针对带轮产品的多个参数检测,设计了一种基于LabVIEW虚拟仪器技术的带轮综合参数自动检查设备。该系统采用LabVIEW作为上位机编程软件,PCIe-6320数据采集卡作为硬件控制核心,采集卡接收传感器信号传给上位机进行分析、处理。系统采用比较测量法将被测件与校准件相比较,判断工件是否合格,同时将所有测量数据生成报表储存。实际测试表明,该测量仪运行良好,具有精度高、可靠性好、检测效率高及人机界面友好等优点。     

独立旋转车轮踏面外形优化设计方法

车轮的踏面外形对有轨电车的动力学性能、轮轨接触疲劳特性以及轮轨磨耗有着重要影响。对于装有独立旋转车轮的车辆,轮轨接触角差曲线是一关键的动力学参数,它关系到轮对重力复原力的大小。重力复原力提供了独立轮对直线对中运行和曲线导向时所需要的导向力。为了改善有轨电车的动力学性能,提出了一种基于接触角差曲线为设计目标的车轮踏面外形设计方法,并开发了相应的计算机辅助设计程序。利用该程序对某型有轨电车采用的踏面外形Lma-30进行了优化,结果表明优化后的踏面外形具有良好的轮轨几何接触特性和动力学性能。     

轨道踏面激光三维检测的原理和方法的研究

轨道踏面经常受到冲击且磨损严重。如果缺乏对踏面几何形状的检测和处理,可能会加剧铁轨磨损,导致频繁更换铁轨,甚至危及行车安全。针对这种情况,提出了一种基于激光三角测量和面阵CCD摄像技术的轨道踏面三维测量新方法。对检测过程中可能出现的误差进行了分析,并找到了相应的解决方法。在轨道坐标基础上,基于多个踏面横断面和两条纵断面,采用Catmull_Rom插值和非均匀B样条曲面拟合方法完成踏面的三维重建。