[发明专利]用于齿轮视觉测量仪器的虚拟码特齿轮生成方法

权利要求书

1.用于齿轮视觉测量仪器的虚拟码特齿轮生成方法，其特征在于，该方法由以下步骤组成：

步骤1：计算渐开线齿轮的轮廓，渐开线齿轮的轮廓包括齿根过渡圆角、渐开线左齿面、齿顶圆、渐开线右齿面、基圆；内齿轮和外齿轮轮廓组成基本相同，仅齿顶圆和齿根圆名称互换，渐开线齿轮的轮廓各个部分的建立方法如下：

步骤1.1：根据公式X＝ρ_f*cos(θ)+L_Pf，Y＝ρ_f*sin(θ)-ρ_f，θ∈(θ₁,θ₂]绘制渐开线圆柱齿轮的左齿面处的齿根过渡圆角，其中L_Pf＝(rf+ρf)*cos(arcsin(rf/(rf+ρf)))，ρf是齿根过渡曲线半径，r_f是齿根圆半径；

步骤1.2：根据公式X＝r_b*cos(θ_k)+r_b*θ*sin(θ_k)，Y＝r_b*sin(θ_k)-r_b*θ_k*sin(θ_k)，θ_k∈(θ₃，θ₄]绘制渐开线圆柱齿轮左齿面，其中r_b为基圆半径，θ_k为渐开线上k点的展角；

步骤1.3：根据公式X＝r_a*cos(θ)，Y＝r_a*sin(θ),θ∈(θ₅，θ₆]绘制齿顶圆，其中r_a是齿顶圆半径；

步骤1.4：根据公式X＝r_b*cos(θ_k)+r_b*θ*sin(θ_k)，Y＝-r_b*sin(θ_k)+r_b*θ_k*sin(θ_k)，θ_k∈(θ₇,θ₈]绘制渐开线圆柱齿轮右齿面；

步骤1.5：根据公式X＝ρ_f*cos(θ)+L_Pf，Y＝ρ_f*sin(θ)+ρ_f，θ∈(θ₉,θ₁₀]绘制渐开线圆柱齿轮的右齿面处的齿根过渡圆角；

步骤1.6：根据公式X＝r_f*cos(θ)，Y＝r_f*sin(θ)，θ∈(θ₁₁,θ₁₂]绘制渐开线圆柱齿轮的齿根圆；

步骤1.7：通过步骤1.1到步骤1.6绘制出1号齿以后按角度逐一旋转复制出2号齿、3号齿......直至刚好绘制出一个完整的齿轮；

步骤2：在渐开线齿轮轮廓上叠加图像边缘特征，生成仿真虚拟码特齿轮样板；

步骤2.1：从拍摄系统拍摄出来的图片中提取物体图像边缘特征，或按经验指定图像边缘特征，所述图像边缘特征包括：a、边缘的宽度W，b、边缘两侧的灰度值，c、边缘的灰度梯度规律，d、灰度值随机误差的分布规律；其中宽度W以像素为单位；

步骤2.2：将图像边缘特征叠加到步骤1建立的轮廓上；即A、在轮廓边缘设定一个宽度为W的区域，B、根据边缘两侧的目标灰度值设定图形上宽度区域两侧对应位置的灰度值，C、对宽度区域内的像素点按照边缘的灰度梯度规律赋值，D、将边缘两侧的非边缘部分的像素点灰度值赋值给计算渐开线齿轮图像对应位置处的像素点。

2.如权利要求1所述的用于齿轮视觉测量仪器的虚拟码特齿轮生成方法，其特征在于，所述步骤1中计算渐开线齿轮的轮廓叠加系统误差。

3.如权利要求2所述的用于齿轮视觉测量仪器的虚拟码特齿轮生成方法，其特征在于，虚拟码特齿轮样板上叠加的系统误差，基于实际滚齿或磨齿工艺误差形成的原理对齿轮几何形状误差进行仿真计算；虚拟样板可用于基于齿轮测量的齿轮工艺误差分析功能的仿真和验证。