石油钻铤,螺纹修复,数控加工,数字图像处理,MATLAB,

论文导读：属在几何、纹理、灰度上的差别，确定起头点在机床坐标系中的位置。通过比较浅析，最终选择了基于图像处理技术的端面特点提取定位的策略。为获得端面参数，课题浅析了螺纹工件沿垂直于轴向剖切后端面所出现的几何特点，并针对实际加工的螺纹模型工件，采取指纹特点提取的算法，对螺纹端面图像进行特点提取。最终获得工件的端面特点
摘要：在石油钻采和地质勘探等钻井任务中，随着井眼的加深，常常造成钻铤接头螺纹牙型变形破坏的现象。钻铤接头锥螺纹在局部破坏后，可切去部分锥螺纹，并沿着原来螺纹螺旋槽的轨迹,把变浅的螺纹沟槽加工到设计深度，完成内外锥螺纹的重新配合，以而提升钻铤利用寿命，具有较高的经济价值。本课题根据螺纹加工原理，得出了锥螺纹修复原理，并对端面切除量与螺纹牙形的联系进行了浅析计算。根据锥螺纹的特点，推导了钻铤和钻杆接头工件在机床加工坐标系中的定位公式。为获得螺旋线定位参数提出了四种寻位案例:精密测量件手工对刀参数获取、接近传感器寻螺纹两齿中线、激光二维扫描获取轮廓信息以及基于图像处理技术的端面特点提取。其中精密测量件手工对刀参数获取是根据现有测量工具进行改造获得专门用于锥螺纹测量的精密测量工具；接近传感器寻螺纹两齿中线是一种专门设计的半自动寻位装置；激光二维扫描获取轮廓信息是根据成熟激光二维扫描仪原理获取工件信息完成修复参数的获取；基于图像处理技术的端面特点提取是浅析端面图像根据螺旋线起头点与周围金属在几何、纹理、灰度上的差别，确定起头点在机床坐标系中的位置。通过比较浅析，最终选择了基于图像处理技术的端面特点提取定位的策略。为获得端面参数，课题浅析了螺纹工件沿垂直于轴向剖切后端面所出现的几何特点，并针对实际加工的螺纹模型工件，采取指纹特点提取的算法，对螺纹端面图像进行特点提取。最终获得工件的端面特点图像，并根据特点图像的坐标位置，重新拟合外圆、计算半径和圆心位置，利用这些坐标参数完成端面图像矢量化，以而获取了螺纹数控修复所需参数。最后调用螺纹修复指令，并通过信号周向补偿来制约螺纹修复起刀时间，完成修复工作。关键词：石油钻铤论文螺纹修复论文数控加工论文数字图像处理论文MATLAB论文
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Abstract8-9
插图索引9-11
附表索引11-12
第1章 绪论12-25

1.1 探讨课题的提出及作用12-14

1.1 探讨课题的提出12-13

1.2 课题探讨的作用13-14

1.2 国内外钻铤接头螺纹修复近况综述14-16

1.2.1 现有钻铤螺纹机械修复策略14-15

1.2.2 现有修复案例的总体评价15-16

1.3 机械零件维修前的准备工作16-18

1.3.1 技术准备16

1.3.2 组织准备16-18

1.3.3 清洗18

1.4 机械零件的修复18-24

1.4.1 零件失效的种类18-22

1.4.2 零件修复技术常见工艺22-24

1.5 本论文探讨的主要内容24

1.6 本章小结24-25

第2章 螺纹修复技术基本论述25-41

2.1 普通车床的螺纹加工原理25-29

2.2 数控机床零件加工原理29-32

2.1 数控车削加工原理29

2.2 零件的安装与夹具选择29

2.3 零件加工的对刀点与换刀点29-30

2.4 数控车床的对刀30-32

2.3 数控机床上的螺纹加工32-34

2.4 数控机床螺纹修复技术论述34-40

2.4.1 钻铤接头螺纹破坏的形式34-36

2.4.2 螺纹修复论述36-37

2.4.3 螺纹轨迹周向信号补偿寻位算法37-39

2.4.4 工件机床坐标系位置算法39-40

2.5 本章小结40-41

第3章 螺纹寻位案例设计41-47

3.1 智能寻位加工41

3.2 螺纹修复寻位的总体案例设计41-46

3.

2.1 精密测量件手工对刀42

3.

2.2 接近传感器寻螺纹中线42-45

3.

2.3 激光二维扫描获取轮廓信息45

3.

2.4 基于图像处理技术端面特点参数提取45-46

3.3 本章小结46-47
第4章 基于图像处理技术的螺纹周向定位原理47-55

4.1 周向剖面特点47

4.2 螺纹周向定位工作原理47-50

4.

2.1 要提取的特点48-49

4.

2.2 数字图像的定义49

4.

2.3 图像的采集49-50

4.3 图像预处理50-54
4.

3.1 图像的几何运算50-51

4.

3.2 图像的灰度化51-52

4.

3.3 图像的背景消除实验52-53

4.

3.4 图像的平滑滤波53-54

4.4 本章小结54-55
第5章 端面特点提取算法及图像矢量化的实现55-68

5.1 图像的连通域55-56

5.2 螺纹周向特点提取的方向滤波算法56-59

5.

2.1 端面特点的方向滤波算法56-58

5.

2.2 端面特点的平滑算法58

5.

2.3 细化及细化后的去噪处理58-59

5.3 螺纹端面边缘特点提取的 MATLAB 实验59-60

5.4 特点图像的矢量化60-66

5.

4.1 图像的坐标61

5.

4.2 图像矢量化的实现61-66

5.5 修复工艺安排66-67

5.6 本章小结67-68

结论与展望68-69
参考文献69-71
致谢71-72
附录 A 攻读学位期间的学术成果72