1陕西理工大学 机械工程学院，陕西 汉中 723000
为了提高机器视觉螺纹的测量精度，建立了基于螺纹图像质量的评价方法。通过对螺纹灰度图像的行灰度分布情况和螺纹光学成像特点的分析，揭示出由于螺旋升角造成螺纹图像牙廓边缘失真的机理。在分析多种螺纹图像评价方法性能的基础上，采用基于螺纹边缘的评价算法L-yakuo，计算多幅不同物距螺纹图像的评价值。最后，通过对机器视觉求取的M14×2、M20×2.5牙型角和接触测量仪得到的牙型角进行实验对比分析。实验结果表明：采用L-yakuo算法得到最清晰的牙廓图像后再进行机器视觉螺纹牙型角求取，规格M14×2、M20×2.5的螺纹牙型角精度平均提高 。借助L-yakuo算法能够灵敏地反映螺纹牙廓清晰度，基本满足了螺纹图像清晰度的评价需求，评价值的变化和牙型角相对误差的变化基本一致，且该评价值具有精度高、易计算的特点。
1 陕西理工大学 机械工程学院, 陕西 汉中, 723000
2 陕西省工业自动化重点实验室, 陕西 汉中, 723000
中径是决定螺纹联接质量的重要参数, 为了能够利用机器视觉技术实现对螺纹中径的高效测量, 提出了一种基于虚拟三针法的螺纹中径测量方法。建立虚拟三针法测量螺纹中径的理论计算模型;对螺纹图像进行了预处理和边缘提取, 并利用最小一乘法对提取的螺纹轮廓进行拟合, 获取中径值;以螺纹塞规为对象进行了对比实验。实验数据表明, 利用虚拟三针法测得的中径方差较传统三针法降低了51.8%。测量效率上虚拟三针法是传统三针法的2倍以上, 较触针扫描方法提高了52%。说明所提出的虚拟三针法也可以作为一种测量螺纹中径的手段。
虚拟三针法 最小一乘法 螺纹中径 机器视觉 virtual three ball method least linear method pitch diameter of thread machine vision
Author Affiliations
Abstract
1 Advanced Photonic Technology Lab, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210023, China
2 Aston Institute of Photonic Technologies, Aston University, Birmingham B4 7ET, UK
We experimentally obtain cylindrical vector beams (CVBs) in a passively mode-locked fiber laser based on nonlinear polarization rotation. A mode-selective coupler composed of both a single-mode fiber (SMF) and a two-mode fiber (TMF) is incorporated into the cavity to act as a mode converter from LP01 mode to LP11 mode with broad spectral bandwidth. CVBs in different mode-locked states including single-pulse, multi-pulse, and bound pulse are obtained, for the first time to our best knowledge. The ultrafast CVBs with different operation states have potential applications in many fields such as laser beam machining, nanoparticle manipulation, and so on.
060.3510 Lasers, fiber 140.3300 Laser beam shaping Chinese Optics Letters
2018, 16(1): 010602
1 苏州大学沙钢钢铁学院, 江苏 苏州 215021
2 东北大学 轧制技术及连轧自动化国家重点实验室, 辽宁 沈阳 110819
3 广西大学广西有色金属及特色材料加工重点实验室, 广西 南宁 530004
利用IPG公司YLS-6000型光纤激光器对X100管线钢进行了激光拼焊, 研究了热输入对焊接接头的宏观形貌、显微组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响规律。研究结果表明, 随着热输入的减小(150→129→113 J/mm), 焊接接头宽度及焊缝的凹陷量均逐渐减小, 相对比而言热输入为113 J/mm时获得的焊接接头宏观形貌最佳。三种热输入条件下焊接接头各微区的显微组织类型未发生明显变化, 焊缝区和粗晶区组织均为板条马氏体, 细晶区组织以马氏体为主但存在少量的贝氏体, 混晶区组织则为贝氏体和铁素体的混合组织。热输入对焊接接头各微区硬度值的影响不明显, 焊接接头峰值硬度均位于焊缝和粗晶区附近, 为346 HV左右; 细晶区随着远离焊缝中心硬度逐渐下降, 混晶区硬度达到最低值, 为283 HV左右。三种热输入条件下混晶区内均出现软化区, 软化区宽度、硬度降幅均随着热输入的减小而减小。焊接接头的耐腐蚀性规律为: 焊缝最差, 热影响区次之, 母材最佳, 其主要原因在于焊缝区和热影响区组织内部均包含高位错密度的马氏体, 导致其耐腐蚀性恶化。
激光焊接 显微组织 相变规律 耐腐蚀性 laser welding microstructure phase transition law corrosion resistance
南京邮电大学先进光子技术实验室, 江苏 南京 210023
提出了一种基于高圆度微球腔选模的双环腔光纤激光器。通过改进熔融加热和表面洁净化处理工艺, 获得了高圆度、高Q值微球腔, 利用二维可视的三维高精度耦合系统实现锥形光纤-微球腔的高效率耦合。通过优化入射光偏振态和锥形光纤直径, 获得了耦合效率为99.5%, 3 dB带宽为1 pm, 边模抑制比为14.5 dB的窄带回音壁模(WGM)共振谱。将高效耦合的锥形光纤-微球腔作为光纤子环腔选模单元, 获得了3 dB带宽小于0.01 nm, 边摸抑制比为40 dB, 稳定无跳模的单纵模窄带激光输出。
激光器 单纵模 回音壁模式 双环腔 中国激光
2017, 44(10): 1001003
江苏大学 计算机科学与通信工程学院, 江苏 镇江 212013
平面倒F天线(PIFA)辐射贴片与金属地平面的距离通常很大,限制了该天线的小型化应用。提出对U型缝隙PIFA天线中加入单平面紧凑型微波光子晶体(简称UC-EBG),利用其电磁带隙结构实现了天线的低剖面。仿真结果表明:与同等尺寸的普通PIFA天线相比较,小尺寸UC-EBG结构天线回波损耗降低了102％,带宽增加了159％。UC-EBG结构PIFA天线适合在日趋小型化终端设备中的应用。
单平面紧凑型微微波光子晶体 平面倒F天线 低剖面 回波损耗 UC-EBG PIFA low profile return loss
江苏大学计箅机科学与通信工程学院， 江苏 镇江 212013
在研究光子晶体慢光波导中，能带结构和色散特性是两个最重要的问题。采用平面波展开法及相关的数学理论推导，研究不同的介电常数材料对光子晶体线缺陷波导中慢光传播性质的影响，对二维线缺陷光子晶体慢光特性进行模拟和计算。仿真结果显示: 随着材料介电常数的增大，慢光波导的相对禁带宽度增加，缺陷模式导光频率降低，群速度减小。因此，选择不同介电常数材料的慢光波导，可以控制慢光传输频率以及群速度，并且可以控制光子晶体波导的零色散点和色散平坦性质，从而有效利用其中存在的高色散系数。
光子晶体 慢光波导 群速度 色散 色散平坦区域 photonic crystal slow light waveguide group velocity dispersion dispersion
江苏大学 计算机科学与通信工程学院,江苏 镇江 212013
研究了正方形和圆形介质柱混合排列的二维光子晶体的能带特性。运用平面波展开法在正方形和正三角形晶格下将混合柱形与统一柱形光子晶体的禁带特性进行计算比较。仿真结果表明:对于正方形晶格,混合柱形使光子晶体的TM模高阶能带向低频方向移动,禁带的宽度和位置介于正方形柱体和圆形柱体之间。在正三角形晶格中,混合柱形光子晶体出现了明显的TE模禁带,而在全正方形和全圆形柱体中几乎不存在TE模禁带。同时能带频率向低频方向移动的现象也存在于正三角形晶格混合柱形光子晶体中。
光子晶体 平面波展开法 介质柱形状 禁带 photonic crystal plane wave expansion method shape of dielectric rod band gap
东南大学毫米波国家重点实验室,江苏 南京 210096
基于区域分裂法(DDM)结合频域有限差分(FDFD)和波导模式展开求解矩形波导不连续性问题.在矩形波导的规则部分用解析的方法把电磁场用波导模式展开,不规则部分用FDFD方法建立关于各离散点电磁场值的方程,各个相邻的子区域间用Depres传输条件连接,通过迭代得到整个区域的解.计算了几个波导不连续性问题的散射参数,结果和其它方法结果吻合较好,证明了该算法的正确性.
区域分裂法 频域有限差分 模式展开 矩形波导 散射参数. DDM FDFD mode expansion rectangular waveguide scattering parameter.
