在各种现代装备系统的设计和制造工作中,对锥体螺纹塞环规的加工提出了更高的要求,如何提高锥体螺纹塞规的测量准确度成为亟需解决的课题。目前锥体螺纹塞规主要是测量其基面中径,且方法不同结果有差异。文中以NPT型螺纹塞规为例,总结出其多参数的测量方法。

　　螺纹件是人类最早发明的简单机械之一。在古代,人们利用螺纹固定战袍、压榨油料和制酒等。当今,在各种现代装备系统的设计和制造工作中,螺纹被广泛地应用于机械制造领域、航空装备产业、卫星及应用产业、轨道交通装备产业、海洋工程装备产业、智能制造装备产业等。由于圆锥螺纹密封性好,在各种机械设备上的液压、气动、润滑、冷却等管路系统中被广泛应用。锥螺纹是一个复杂的空间曲面体,实现螺纹量规多参数乃至全参数的测量是一个非常重要的课题。其中如果锥体螺纹基面中径真实值不等于基本中径的名义值,在两个锥体螺纹旋合到牙侧接触时,基面就可能会出现不重合的现象,旋合的长度就会改变,因此对于锥体螺纹塞规基面中径的测量成为目前其单项测量中最主要的研究方向。对于锥体螺纹基面中径的测量方法有很多,主要有三针法、正弦规法、组合测量法、影像法等。而锥体螺纹塞规的其他基本参数主要包括螺距、牙型半角、大径、中径和小径等,其中影响螺纹互换性的参数有中径、螺距、牙型半角。因此,如何准确快速地检测圆锥螺纹塞规的综合参数是非常必要的。现以美国标准管螺纹NPT型锥体塞规为例研究其测量方法。

　　一般情况下使用工具显微镜测量锥体螺纹塞规基面中径,用影像法或轴切法。对于测量锥体螺纹塞规的综合参数,随着工业自动化的发展逐渐完善和推广,其中特别是目前的数字图像传感器、CMOS和CCD摄像机、DSP、FPGA、ARM等嵌入式技术、图像处理和模式识别等技术的快速发展,大大地推动了机器视觉的发展,非接触测量,对于观测者与被观测者都不会产生任何损伤,从而提高系统的可靠性。人类难以长时间对同一对象进行观察,而机器视觉则可以长时间地作测量、分析和识别任务。

　　将数字图像摄像系统应用于工具显微镜测量中,即锥螺纹检测系统的硬件组成部分主要由以下几个部分组成:工具显微镜锥螺纹夹具,CCD摄像机,图像采集卡,计算机及输出设备。应用机器视觉检测技术来检测锥体螺纹塞规的综合参数,必将在信息获取的速度与数量、检测效率、检测准确度等方面得到进一步完善和发展。

　　由于机器视觉测量锥体螺纹塞规,其与被测表面不接触,从而完全消除了由于接触应力而引起的测量误差,锥体螺纹塞规综合参数测量不确定度主要来源有:测量仪器安装本引入的误差、CCD畸变等引起的误差。测量结果的不确定度较小。测量完成后利用软件直接对数据进行处理并出具检测报告,因而提高了测量速度。

　　传统的锥体螺纹塞规检测方法多为单一参数即基面中径的测量,这种单一参数测量不能完整的再现锥体螺纹塞环规的基本情况,对其使用有潜在的质量影响和贸易纠纷,都存在着很大的技术风险,会造成经济损失。现在提出了检测锥体螺纹塞规综合参数,再现其实际情况,以螺纹综合参数作为评定锥体螺纹塞规的判定依据,使得螺纹的质量得到充分保证。