本发明涉及螺旋线偏差修正，尤其涉及一种小模数塑料圆柱齿轮螺旋线偏差的修正方法及装置。
背景技术：
1、小模数塑料齿轮作为精密机械传动的关键部件，广泛应用于航空航天、高端装备等领域。其加工精度对整机性能起着至关重要的作用。然而，由于小模数齿轮尺寸微小、结构复杂，采用传统的接触式测量方法存在着难度大、测量精度低、效率低下等问题，很难满足当前高精度、高效率的加工需求。小模数塑料齿轮由于其采用注射成型工艺制造塑料齿轮时存在非线性收缩，且制造的塑料齿轮产品还受塑料齿轮的结构、参数、模具设计方案、模具加工精度、模具装配精度、注塑成型工艺参数、注塑机型号等众多因素的影响，因此，当前国内外塑料齿轮的制造精度按gb/t 38192-2019分布在8-11级，其中绝大多数在9~11级，造成塑料齿轮箱整体噪声无法做的更小，严重制约了塑料齿轮的发展。综上所述，正因为影响塑料齿轮螺旋线精度偏差的因素太多，至今未形成统一的收缩规律和修正方法，造成塑料齿轮螺旋线偏差大，难以提高塑料齿轮的精度。因此，需要一种智能化的齿轮螺旋线偏差修正方法。
技术实现思路
1、本发明为解决上述技术问题，提出了一种小模数塑料圆柱齿轮螺旋线偏差的修正方法及装置，以解决至少一个上述技术问题。
2、为实现上述目的，本发明提供一种小模数塑料圆柱齿轮螺旋线偏差的修正方法，包括以下步骤：
3、步骤s1：获取待检测小模数齿轮多方位图像；对待检测小模数齿轮多方位图像进行全局直方图均衡，构建亮度优化齿轮图像；
4、步骤s2：对亮度优化齿轮图像进行三维点云重构，并进行齿轮总体偏差计算，生成螺旋线总偏差曲线；
5、步骤s3：对螺旋线总偏差曲线进行偏差变化态势分析，并进行非线性收缩特征挖掘，以得到非线性收缩规律；
6、步骤s4：根据非线性收缩规律对齿轮三维结果模型误差补偿计算，生成螺旋线收缩误差补偿值；
7、步骤s5：基于螺旋线收缩误差补偿值对待检测小模数齿轮进行误差参数微调校正，从而得到校正后的齿轮螺旋线参数；
8、步骤s6：对校正后的齿轮螺旋线参数进行螺旋线精度修正评估，得到螺旋线偏差修正结果，完成小模数齿轮螺旋线偏差修正作业。
9、本发明通过全局直方图均衡提高图像的对比度和亮度均匀性，使得齿轮表面细节更加清晰，构建亮度优化齿轮图像为后续的处理提供更加清晰的图像基础，有利于准确的齿轮参数提取，通过三维点云重构更准确地还原齿轮的三维形状，为齿轮参数计算提供准确的几何信息，生成螺旋线总偏差曲线了解整体齿轮的偏差情况，为后续的误差修正提供依据，通过偏差变化态势分析发现齿轮偏差的变化规律，为后续的修正策略提供指导，非线性收缩特征挖掘深入理解齿轮偏差的非线性特性，为接下来的误差补偿提供更精准的方法，生成螺旋线收缩误差补偿值根据非线性收缩规律对齿轮模型的误差进行补偿，提高齿轮参数的准确性，通过误差补偿计算，更精确地修正齿轮的偏差，使得测量结果更加可靠，通过基于螺旋线收缩误差补偿值对齿轮进行误差参数微调校正，更准确地修正齿轮的参数，螺旋线精度修正评估评估修正后螺旋线的准确性，确保齿轮参数修正的有效性和可靠性，完成小模数齿轮螺旋线偏差修正作业提高齿轮螺旋线参数的精度，确保齿轮的质量符合要求，实现对齿轮螺旋线偏差的有效修正，大大提高塑料齿轮齿廓的精度。
10、优选地，步骤s1包括以下步骤：
11、步骤s11：获取待检测小模数齿轮多方位图像；
12、步骤s12：对待检测小模数齿轮多方位图像进行多尺度高斯模糊处理，生成多个多尺度模糊图像；
13、步骤s13：对多个多尺度模糊图像集进行原始图像差分计算，得到多个尺度锐化子图；
14、步骤s14：对多个尺度锐化子图进行非线性细节增强，以得到多锐化个细节增强子图；
15、步骤s15：对多锐化个细节增强子图进行权重叠加，生成多尺度锐化增强图；
16、步骤s16：对多尺度锐化增强图进行全局直方图均衡，构建亮度优化齿轮图像。
17、本发明通过高斯模糊平滑图像，减少噪声，为后续步骤提供更清晰的图像基础，通过计算图像的差分，凸显出不同尺度下的图像细节变化，后续的细节增强处理，非线性细节增强突出图像中的细节信息，增强图像的清晰度和对比度，更准确地提取齿轮参数，通过权重叠加不同尺度下的细节增强子图，获得更加丰富和准确的图像信息，全局直方图均衡提高图像的对比度和亮度均匀性，使得齿轮表面细节更加清晰，构建亮度优化齿轮图像为后续的处理提供更加清晰的图像基础，有利于准确的齿轮参数提取。
18、优选地，步骤s2包括以下步骤：
19、步骤s21：对亮度优化齿轮图像进行齿轮齿廓视觉识别，提取齿轮齿廓线；
20、步骤s22：对齿轮齿廓线进行特征点分析，标记齿廓关键特征点；
21、步骤s23：对齿廓关键特征点进行齿轮螺旋线拟合计算，得到齿廓螺旋线特征参数；
22、步骤s24：对亮度优化齿轮图像进行齿轮三维结构布局分析，从而得到齿轮三维结构数据；
23、步骤s25：根据齿廓螺旋线特征参数对齿轮三维结构数据进行三维点云重构，构建齿轮三维结果模型；
24、步骤s26：基于预设的理论设计齿轮参数对齿廓螺旋线特征参数进行齿轮总体偏差计算，生成螺旋线总偏差曲线。
25、本发明通过对关键特征点的标记和分析，准确定位齿轮的关键部位，为后续的分析提供可靠的数据基础，通过螺旋线拟合计算，准确提取齿轮齿廓的特征参数，为后续的三维结构分析提供重要数据支持，通过对亮度优化的齿轮图像进行三维结构布局分析，获取更加精确的齿轮三维结构数据，根据齿廓螺旋线特征参数对齿轮三维结构数据进行三维点云重构，构建齿轮的三维结果模型，实现对齿轮形状的准确重建，基于预设的理论设计齿轮参数，对齿廓螺旋线特征参数进行齿轮总体偏差计算，生成螺旋线总偏差曲线，评定齿轮螺旋线的偏差情况，并提供修正的依据。
26、优选地，步骤s26具体步骤为：
27、基于预设的理论设计齿轮参数对齿廓螺旋线特征参数进行方向倾斜角度偏差计算，以得到螺旋线倾斜偏差；
28、对预设的理论设计齿轮参数进行象限平面投影，得到理论螺旋线投影数据；
29、对理论螺旋线投影数据进行齿面波峰计算，得到理论齿面波峰参数；
30、基于理论齿面波峰参数对齿廓螺旋线特征参数进行形态差异计算，得到螺旋线形状偏差；
31、重复上述操作，计算得到所有齿廓的螺旋线倾斜偏差及螺旋线形状偏差；
32、对所有齿廓的螺旋线倾斜偏差及螺旋线形状偏差进行曲线拟合，从而得到螺旋线倾斜偏差曲线及螺旋线形状偏差曲线；
33、对螺旋线倾斜偏差曲线及螺旋线形状偏差曲线进行综合偏差表征融合，以生成螺旋线总偏差曲线。
34、本发明通过计算方向倾斜角度偏差，评估预设的齿轮设计参数与实际螺旋线特征参数之间的偏差，为后续设计优化提供指导，利用象限平面投影获得理论螺旋线投影数据，了解齿轮的几何特征，为后续形态差异计算提供基础，通过计算齿面波峰参数，量化理论螺旋线的表面形态，为螺旋线形状偏差的评估提供数据支持，根据理论齿面波峰参数，计算螺旋线形状偏差，进一步评估预设设计与实际形态之间的差异，为设计调整提供依据，综合计算所有齿廓的螺旋线倾斜偏差和形状偏差，全面评估齿轮的制造质量和设计准确性，为生产工艺改进提供参考，通过曲线拟合所有齿廓的螺旋线倾斜偏差和形状偏差，得到螺旋线倾斜偏差曲线和螺旋线形状偏差曲线，形成全面的偏差曲线模型，便于进一步分析和比较，通过综合偏差表征融合螺旋线倾斜偏差和形状偏差，生成螺旋线总偏差曲线，全面了解齿轮的螺旋线偏差。
35、优选地，步骤s3具体步骤为：
36、步骤s31：基于螺旋线倾斜偏差曲线进行齿轮中心收缩差异分析，以得到齿轮收缩差异数据；
37、步骤s32：对螺旋线形状偏差曲线进行不对称性趋势分析，以得到不对称性趋势数据；
38、步骤s33：对螺旋线总偏差曲线进行齿面综合收缩效应识别，以得到齿面综合收缩效应数据；
39、步骤s34：对齿轮收缩差异数据、不对称性趋势数据及齿面综合收缩效应数据进行偏差变化态势分析，从而生成螺旋线偏差态势数据；
40、步骤s35：对螺旋线偏差态势数据进行非线性收缩特征挖掘，以得到非线性收缩规律。
41、本发明通过分析螺旋线倾斜偏差曲线，评估齿轮中心的收缩差异，为了解齿轮制造过程中的变化提供数据支持，对螺旋线形状偏差曲线进行分析，识别齿轮的不对称性趋势，为理解齿轮形状的不规则性提供信息，通过对螺旋线总偏差曲线进行分析，识别齿面的综合收缩效应，了解齿轮表面的整体变化情况，综合分析齿轮收缩差异数据、不对称性趋势数据和齿面综合收缩效应数据，揭示齿轮偏差的变化趋势，为制造工艺的调整提供依据，通过对螺旋线偏差态势数据进行分析，挖掘齿轮偏差中的非线性收缩特征，理解齿轮制造过程中的复杂变化规律。
42、优选地，步骤s4的具体步骤为：
43、步骤s41：对齿轮三维结果模型进行逐个齿廓参数计算，生成多个齿轮齿廓参数；
44、步骤s42：对非线性收缩规律进行环境收缩量计算，以生成当前环境收缩量；
45、步骤s43：基于当前环境收缩量对多个齿轮齿廓参数进行误差补偿计算，生成螺旋线收缩误差补偿值。
46、本发明通过对齿轮三维结果模型的逐个齿廓参数进行计算，生成多个齿轮齿廓参数，全面了解齿轮的几何特征，为后续分析和优化提供基础数据，对非线性收缩规律进行环境收缩量计算，生成当前环境下的收缩量数据，考虑外部环境因素对齿轮制造和性能的影响，为精确制造提供依据，基于当前环境收缩量，对多个齿轮齿廓参数进行误差补偿计算，生成螺旋线收缩误差补偿值，校正制造过程中存在的误差，提高齿轮的几何精度和性能稳定性。
47、优选地，所述螺旋线收缩误差补偿值包括齿宽上下大小头补偿值、齿宽中部缩腰补偿值及螺旋线倾斜补偿值；步骤s5的具体步骤为：
48、基于齿宽上下大小头补偿值及齿宽中部缩腰补偿值对待检测小模数齿轮进行反向补正微调加工；
49、根据螺旋线倾斜补偿值对待检测小模数齿轮进行螺旋角倾斜修正；
50、基于上述操作得到校正后的小模数齿轮；
51、对校正后的小模数齿轮进行螺旋线特征参数识别，从而得到校正后的齿轮螺旋线参数。
52、本发明通过对齿宽的大小头补偿值和中部缩腰补偿值进行修正，实现对齿轮齿宽的微调加工，确保齿轮在加工过程中的尺寸精度和几何形状的准确性。通过对螺旋线倾斜补偿值进行修正，调整齿轮的螺旋角倾斜，确保齿轮的螺旋线在正确的角度上，提高齿轮的传动效率和性能稳定性。通过识别校正后齿轮的螺旋线特征参数，评估齿轮螺旋线的准确性和均匀性，确保齿轮的传动效率和运行稳定性。
53、优选地，步骤s6的具体步骤为：
54、根据预设的理论设计齿轮参数对校正后的齿轮螺旋线参数进行螺旋线精度修正计算，生成螺旋线精度修正偏差值；
55、基于预设的齿轮偏差精度范围对螺旋线精度修正偏差值进行修正评估，得到螺旋线偏差修正结果；所述螺旋线偏差修正结果包括偏差修正合格及偏差修正失败；
56、当螺旋线偏差修正结果为偏差修正失败，重复所述误差参数微调校正，并再次进行所述修正评估，直至螺旋线偏差修正结果为偏差修正合格；
57、当螺旋线偏差修正结果为偏差修正合格，完成小模数齿轮螺旋线偏差修正作业。
58、本发明通过对校正后的齿轮螺旋线参数进行精度修正计算，确保齿轮的螺旋线符合预设的理论设计参数，生成螺旋线精度修正偏差值量化齿轮的实际螺旋线与理论设计值之间的差异，为后续的评估提供数据支持，基于预设的齿轮偏差精度范围，对螺旋线精度修正偏差值进行修正评估，确定螺旋线偏差修正结果，将螺旋线精度修正偏差值与预设范围进行比较评估，及时发现齿轮螺旋线是否符合要求，为后续处理提供指导，螺旋线偏差修正结果包括偏差修正合格及偏差修正失败，提供清晰的判断结果，当螺旋线偏差修正失败时，通过重复误差参数微调校正和再次评估，逐步优化齿轮螺旋线的精度，确保最终结果符合质量要求，当螺旋线偏差修正结果为偏差修正合格时，标志着小模数齿轮螺旋线偏差修正作业完成，通过此流程，确保齿轮螺旋线的精度符合设计标准，提高齿轮的性能和可靠性。
59、在本说明书中，提供一种基于视觉测量的小模数齿轮螺旋线偏差评定及修正系统，用于执行如上所述的小模数塑料圆柱齿轮螺旋线偏差的修正方法，包括：
60、螺旋线偏差模块，用于对亮度优化齿轮图像进行三维点云重构，并进行齿轮总体偏差计算，生成螺旋线总偏差曲线；
61、非线性收缩模块，用于对螺旋线总偏差曲线进行偏差变化态势分析，并进行非线性收缩特征挖掘，以得到非线性收缩规律；
62、误差补偿模块，用于根据非线性收缩规律对齿轮三维结果模型误差补偿计算，生成螺旋线收缩误差补偿值；
63、误差校正模块，用于基于螺旋线收缩误差补偿值对待检测小模数齿轮进行误差参数微调校正，从而得到校正后的齿轮螺旋线参数；
64、精度修正评估模块，用于对校正后的齿轮螺旋线参数进行螺旋线精度修正评估，得到螺旋线偏差修正结果，完成小模数齿轮螺旋线偏差修正作业。
65、本发明通过获取待检测小模数齿轮多方位图像，为后续的分析提供所需的输入数据，对图像进行全局直方图均衡提高图像的对比度和亮度，突出齿轮的细节特征，为后续的分析和处理提供更好的输入，通过对亮度优化齿轮图像进行三维点云重构和偏差计算，获取齿轮的总体偏差情况，生成螺旋线总偏差曲线，量化齿轮的偏差情况，为后续的分析和修正提供依据，通过对螺旋线总偏差曲线进行非线性收缩特征挖掘，揭示齿轮偏差的非线性变化规律，更全面地理解齿轮偏差情况，为后续的误差补偿提供指导，根据非线性收缩规律进行误差补偿计算，生成螺旋线收缩误差补偿值，用于修正齿轮模型的误差，通过误差补偿，提高齿轮检测的准确性和精度，基于误差补偿值进行齿轮参数微调校正，得到校正后的螺旋线参数，提高齿轮参数的准确性，确保齿轮在使用过程中的准确性和稳定性，对校正后的螺旋线参数进行精度修正评估，得到螺旋线偏差修正结果，确保齿轮的质量和准确性，验证修正后的齿轮参数是否符合要求，提高齿轮的齿廓精度。
1.一种小模数塑料圆柱齿轮螺旋线偏差的修正方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的小模数塑料圆柱齿轮螺旋线偏差的修正方法，其特征在于，步骤s1具体步骤为：
3.根据权利要求1所述的小模数塑料圆柱齿轮螺旋线偏差的修正方法，其特征在于，步骤s2具体步骤为：
4.根据权利要求3所述的小模数塑料圆柱齿轮螺旋线偏差的修正方法，其特征在于，步骤s26具体步骤为：
5.根据权利要求1所述的小模数塑料圆柱齿轮螺旋线偏差的修正方法，其特征在于，步骤s3具体步骤为：
6.根据权利要求1所述的小模数塑料圆柱齿轮螺旋线偏差的修正方法，其特征在于，步骤s4的具体步骤为：
7.根据权利要求1所述的小模数塑料圆柱齿轮螺旋线偏差的修正方法，其特征在于，所述螺旋线收缩误差补偿值包括齿宽上下大小头补偿值、齿宽中部缩腰补偿值及螺旋线倾斜补偿值；步骤s5的具体步骤为：
8.根据权利要求1所述的小模数塑料圆柱齿轮螺旋线偏差的修正方法，其特征在于，步骤s6的具体步骤为：
9.一种小模数塑料圆柱齿轮螺旋线偏差的修正装置，其特征在于，用于执行如权利要求1所述的小模数塑料圆柱齿轮螺旋线偏差的修正方法，包括：
