This paper presents a method allowing for the quality inspection of a screw thread directly on a production line. The parameter evaluation was performed on a surface partial image obtained using 3D laser triangulation. Three characteristic values are being measured for each element: minor pitch, major pitch, and pitch diameter. The paper contains an overview and discussion of methods commonly used for screw thread measurements. The non-tactile 3D imaging method that was selected for this task is fast enough to be used on every element which leaves the production line, and it is accurate enough to provide reliable data about the quality of the final product. Thread parameter assessment is based on a two-stage algorithm. The first step provides data about the overall placement of the elements, along with a rough estimate of the major diameter. The final values are then calculated using the least squares minimization method. This algorithm was verified using synthetic data representing an ideal thread contour, and then implemented for the analysis of the actual thread surface of a 3D image. Detailed algorithm execution time measurements were presented, along with our method to decrease computational costs for performing measurements on each screw thread.
Artykuł przedstawia metodę kontroli jakości elementów gwintowanych możliwą do realizacji bezpośrednio na linii produkcyjnej. Pomiar parametrów został przeprowadzony, bazując na częściowym obrazie gwintu wykonanym przy pomocy triangulacji laserowej. Opisano metodę pozwalającą na wyznaczenie trzech charakterystycznych parametrów gwintu: średnicy wewnętrznej, średnicy wewnętrznej oraz skoku gwintu. W pracy przedstawiono przegląd metod powszechnie wykorzystywanych do pomiaru parametrów gwintu. Do realizacji zadania wybrano ostatecznie bezstykową metodę obrazowania 3D, charakteryzującą się szybkością wystarczającą, by można ją było zastosować dla każdego elementu opuszczającego linię produkcyjną oraz dokładnością pozwalającą skutecznie oszacować jakość produktów opuszczających linię produkcyjną. Opracowany algorytm wyznaczania parametrów gwintu składa się z dwóch etapów. W wyniku kroku pierwszego otrzymano zgrubną informację o położeniu oraz parametrach obrazowanego obiektu. Drugi krok pozwala na dokładne wyznaczenie szukanych parametrów z wykorzystaniem minimalizacji funkcji błędu. Algorytm został zweryfikowany z wykorzystaniem danych opisujących kontur idealny, a następnie wykorzystany do analizy danych pochodzących z rzeczywistego pomiaru. W artykule zaprezentowano dokładne dane dotyczące czasu wykonywania algorytmu wraz z metodą skrócenia czasu obliczeń dla każdego pojedynczego elementu.