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滚珠丝杠外螺纹径向尺寸的智能检测教学设计研究

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谢光伟

(江苏省常州技师学院智能制造学院)

  摘 要:本文主要对技工院校《机械产品检测训练(高级)》课程中的滚珠丝杠外螺纹径向尺寸的检测教学任务进行研究。将智能化的视觉检测技术与滚珠丝杠外螺纹径向尺寸的检测相结合,制定出学习目标和内容,并且设计详细的教学实施过程及教学评价方式。

  关键词:滚珠丝杠;外螺纹径向尺寸;智能检测

  一、来源分析

  随着工业4.0和中国制造2025概念的提出,智能制造和智能检测技术成为未来制造业发展的必然趋势。目前,在许多零部件制造企业,已经将视觉检测应用于生产加工过程,逐步代替人工检测。所以,选取滚珠丝杠外螺纹径向尺寸的智能检测这一微任务。

  二、制定学习目标

  (一)学情分析

  本微任务的教学对象为检测技术与品质管理专业三年级学生。学生已经学习了常用量具应用训练、机械量仪应用训练两门测量类一体化课程,具备了公差配合的基本理论知识,能熟练使用各类量具对普通螺纹、梯形螺纹的相关参数进行检测。所以,本微任务的教学对象已经具备了学习“滚珠丝杆外螺纹径向尺寸智能检测”的能力基础。

  (二)教学目标内容

  为了培养学生的自主学习能力,提升课中学习效率与针对性,将学习目标分为课前目标(1课时)、课中目标(4课时)及课后目标(1课时)。

  课前目标:(1)通过滚珠丝杆零件及其图纸,能识读该滚珠丝杆需要测量的外螺纹径向尺寸内容。(2)通过查螺纹公差表和计算,能写出滚珠丝杠外螺纹径向尺寸的合格范围。(3)通过观看机器视觉在现代制造型企业的应用实例视频,并通过上网搜索,能写出视觉检测系统的基本组成。

  课中目标:(1)通过阅读任务书,班级分组(5-6人)及小组讨论,能写出滚珠丝杆外螺纹径向尺寸智能检测的工作计划。(2)能根据老师提供的摄像机、光源、智能检测平台框架、计算机,能完成智能检测平台的搭建工作。(3)能在老师的指导下,调试智能检测平台,将滚珠丝杠装夹在专用夹具上,能采集到滚珠丝杠外螺纹的清晰图像。(4)通过老师讲解图像处理知识、Matlab(或Labview)软件中图像处理编程模块知识及视觉检测案例,能完成滚珠丝杠外螺纹图像的预处理、外螺纹轮廓提取、外螺纹径向尺寸计算。(5)根据检测结果,能正确填写测量报告,能对滚珠丝杠外螺纹径向尺寸的合格性作出判断。

  课后目标:通过对滚珠丝杠外螺纹径向尺寸智能检测的全过程的学习,能写出智能检测过程影响检测结果的因素。

  三、制定学习内容

  根据教学目标,制定如下学习内容:(1)滚珠丝杠零件图的识读。(2)滚珠丝杠外螺纹径向尺寸的合格范围。(3)视觉检测系统的组成。(4)滚珠丝杆外螺纹径向尺寸智能检测的工作计划。(5)智能检测平台的搭建、调试,滚珠丝杠的装夹,滚珠丝杠外螺纹的清晰图像的采集。(6)图像处理基本知识。(7)Matlab(或Labview)软件中图像处理编程模块知识。(8)滚珠丝杠外螺纹图像的预处理、外螺纹轮廓提取、外螺纹径向尺寸的计算。(9)测量报告的填写。(10)智能检测过程影响检测结果的因素。

  四、教学實施过程

  根据设置的课前、课中、课后三个教学目标,具体教学实施过程也可以按照课前、课中、课后三部分来设计。

  五、教学评价

  通过教学,需要检验学生们是否能按要求完成本学习任务。所以,本教学任务的教学评价主要从以下5个方面进行展开。(1)学生能否准确识读滚珠丝杠外螺纹径向尺寸。(2)学生能否完成检测平台的搭建、调试及图像采集。(3)学生能否对滚珠丝杠外螺纹径向图像进行预处理、轮廓提取及尺寸计算。(4)学生能否正填写检测报告及分析影响检测结果的各种因素。(5)学生小组中各个成员间的相互协作能力。

  参考文献:

  [1]宦小玉,沈宝国.基于机器视觉的梯形螺纹参数检测[J].装备制造技术,2015(09).

  [2]宋现春,鲁苑凯.滚珠丝杠副运动精度在线测量系统设计与分析[J].山东建筑大学学报,2017(05).
来源:《科技风》2019年31期