基于3D视觉技术的挤出机螺纹元件复杂表面自动测量系统设计

李 东，蒋 状，梁家睿

（金发科技股份有限公司，广州 510663）

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螺杆式挤出机是高分子材料加工的核心装备，其塑化系统关键部件螺杆和螺筒及其之间的间隙决定了高分子材料的混合质量，进而影响最终的产品质量。高分子材料中通常加入玻纤、矿物粉体、助剂等使其满足功能性需求，采用挤出加工具有连续生产的显著优势；但是，挤出机的螺杆和螺筒在高温下受到物料的物理和化学作用，逐渐产生磨损、凹坑、点蚀等，特别是在增强、阻燃的高分子体系中更为明显，这导致了螺杆和机筒的间隙变化。挤出机的螺杆和机筒间隙是挤出产品品质稳定最关键的技术指标[1]，其决定着物料热加工历程的停留时间分布，停留时间分布越小说明原料混炼时间越接近一致，产品品质越稳定。相比机筒，螺杆更容易发生磨损、腐蚀，生产中通常对螺杆（螺纹元件）进行检测评估，但是其复杂曲面的外形导致难以进行全面的精准测量。

现场对螺纹元件的检测常使用游标卡尺进行，但仅能做特征区域点与点的尺寸，测量范围和精度有限；使用三坐标测量仪可以比较精确测量任意点，但在实际使用过程中，传统的三坐标测量机对环境温度、湿度、气源气压有一定要求[2－3]，且测量效率较低；对于螺纹元件表面的点蚀，三坐标接触式测头自身半径的问题也会影响测量结果[4]。另外，三坐标仪可精确得到特征位置点、线的尺寸，但是难以表达出螺纹元件的曲面结构，不能对螺纹元件的表面区域进行全轮廓检测和评估。……