目錄
前言
第1 章緒論1
1.1 鋼球表面缺陷檢測意義及現狀1
1.2 鋼球全表面展開技術3
1.2.1 鋼球全表面展開原理3
1.2.2 鋼球全表面展開機構4
1.2.3 展開機構驅動面摩擦特性5
1.3 鋼球表面缺陷自動檢測控制技術6
1.3.1 基于機器視覺技術的鋼球缺陷檢測6
1.3.2 鋼球運動軌跡控制7
1.4 本書的內容編排9
參考文獻10
第2 章鋼球全表面展開原理12
2.1 鋼球球面運動展開原理12
2.1.1 球面的展開12
2.1.2 螺旋線與子午線展開原理13
2.2 鋼球展開運動軌跡分析16
2.2.1 等螺距螺旋線運動軌跡17
2.2.2 等弧長螺旋線運動軌跡18
2.2.3 檢測探頭在鋼球表面掃描軌跡18
參考文獻20
第3 章鋼球展開機構及其運動分析22
3.1 展開輪結構方案22
3.2 鋼球與展開輪接觸軌跡25
3.2.1 展開輪表面接觸軌跡分析25
3.2.2 鋼球與展開輪接觸軌跡計算28
3.3 展開機構幾何模型建立32
3.3.1 展開輪幾何模型建立32
3.3.2 鋼球與展開輪接觸模型建立34
3.4 展開過程鋼球的運動分析35
3.4.1 球心穩(wěn)定條件分析35
3.4.2 鋼球轉動特性分析38
3.5 基于MATLAB 的球面點運動分析41
3.5.1 球面點軌跡數值仿真41
3.5.2 球面點軌跡運動規(guī)律分析43
參考文獻46
第4 章鋼球與展開輪接觸分析49
4.1 鋼球與展開輪接觸模型49
4.1.1 鋼球與展開輪接觸模型分類49
4.1.2 鋼球與展開輪材料特性分析50
4.1.3 鋼球與展開輪接觸類型分析51
4.2 鋼球與展開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 理論工程實際應用52
4.2.3 Hertz 理論在非經典接觸模型中的應用53
4.3 鋼球與展開輪接觸變形計算56
4.3.1 球面與錐面在初始接觸點處的主曲率半徑56
4.3.2 光滑的非協(xié)調表面幾何學58
4.3.3 應用Hertz 公式求解接觸變形范圍59
4.4 三維滾動接觸應力模型建立及數值模擬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 三維滾動接觸應力模型建立66
4.4.4 數值模擬及結果分析69
4.5 展開機構動力學分析74
4.5.1 鋼球與展開輪接觸分析74
4.5.2 球面展開機構動力學模型84
4.5.3 展開機構運動微分方程86
4.6 展開機構模型求解87
4.6.1 展開機構動力學方程分析87
4.6.2 鋼球展開過程動力學特性88
參考文獻93
第5 章展開機構驅動面微結構摩擦磨損性能96
5.1 檢測機構摩擦動力學特性96
5.1.1 展開機構運動特性96
5.1.2 展開機構摩擦力學特性97
5.1.3 驅動面摩擦形式100
5.2 檢測機構摩擦傳動特性分析100
5.2.1 驅動面磨損形式及機理100
5.2.2 驅動面磨損原因及解決方案102
5.3 45 鋼基體驅動面條紋微結構優(yōu)選103
5.3.1 45 鋼微結構幾何形態(tài)及參數選擇103
5.3.2 45 鋼驅動面磨損試驗104
5.3.3 45 鋼試驗設備及裝置106
5.3.4 45 鋼試驗結果及分析108
5.4 T10A 基體驅動面微結構優(yōu)選113
5.4.1 T10A 微結構幾何參數設計及性能表征113
5.4.2 T10A 驅動面磨損試驗122
5.4.3 凹坑微結構試驗結果及分析125
5.4.4 條紋及網紋微結構試驗結果及分析130
5.4.5 表面微結構形狀優(yōu)選137
5.4.6 表面微結構磨損模型建立及數值模擬138
5.5 檢測機構驅動面磨損理論分析及壽命預測148
5.5.1 Archard 模型介紹148
5.5.2 檢測機構驅動面磨損壽命預測152
參考文獻155
第6 章基于圖像的盤式鋼球缺陷檢測機構158
6.1 盤式展開機構設計158
6.2 鋼球運動狀態(tài)分析159
6.2.1 球冠中心點的運動軌跡分析159
6.2.2 鋼球最佳覆蓋及觀察點位置162
6.3 鋼球展開仿真分析165
6.3.1 觀察點軌跡仿真165
6.3.2 鋼球全表面覆蓋仿真167
6.4 盤式鋼球缺陷檢測系統(tǒng)設計168
6.4.1 盤式檢測機構組成及工作原理168
6.4.2 鋼球表面缺陷檢測系統(tǒng)設計的基本要求169
6.4.3 控制系統(tǒng)總體程序設計171
6.4.4 檢測系統(tǒng)的整體結構171
參考文獻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象175
7.1.2 常規(guī)光源存在的問題176
7.1.3 鋼球圖像影響因素176
7.2 鋼球表面光學反射特性及表面檢測有效范圍177
7.2.1 鋼球表面光學反射特性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影響因素182
7.3.2 工業(yè)領域常用光源的特性184
7.4 光源系統(tǒng)的優(yōu)化185
7.4.1 光源的評價指標185
7.4.2 光源優(yōu)化設計試驗186
7.5 光照系統(tǒng)選擇及設計194
參考文獻196
第8 章鋼球圖像處理方法及缺陷分類識別199
8.1 鋼球圖像平滑濾波方法199
8.1.1 圖像的頻域濾波及分析199
8.1.2 圖像的空域濾波及分析200
8.2 鋼球圖像的局部增強方法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 基于遺傳轉基因OTSU 鋼球圖像分割算法204
8.3.1 傳統(tǒng)OTSU 計算閾值204
8.3.2 基于轉基因算子的雙閾值選取方法205
8.4 運動鋼球圖像模糊分析與復原208
8.4.1 運動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 基于參數估計的維納濾波方法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算法213
8.5.2 鋼球表面缺陷特征參數及計算216
8.5.3 鋼球表面缺陷分類識別221
參考文獻226