滾珠絲杠外螺紋徑向尺寸的智能檢測(cè)教學(xué)設(shè)計(jì)研究

謝光偉

摘?要：本文主要對(duì)技工院?！稒C(jī)械產(chǎn)品檢測(cè)訓(xùn)練（高級(jí)）》課程中的滾珠絲杠外螺紋徑向尺寸的檢測(cè)教學(xué)任務(wù)進(jìn)行研究。將智能化的視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)與滾珠絲杠外螺紋徑向尺寸的檢測(cè)相結(jié)合，制定出學(xué)習(xí)目標(biāo)和內(nèi)容，并且設(shè)計(jì)詳細(xì)的教學(xué)實(shí)施過(guò)程及教學(xué)評(píng)價(jià)方式。

關(guān)鍵詞：滾珠絲杠;外螺紋徑向尺寸;智能檢測(cè)

一、來(lái)源分析

隨著工業(yè)4.0和中國(guó)制造2025概念的提出，智能制造和智能檢測(cè)技術(shù)成為未來(lái)制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。目前，在許多零部件制造企業(yè)，已經(jīng)將視覺(jué)檢測(cè)應(yīng)用于生產(chǎn)加工過(guò)程，逐步代替人工檢測(cè)。所以，選取滾珠絲杠外螺紋徑向尺寸的智能檢測(cè)這一微任務(wù)。

二、制定學(xué)習(xí)目標(biāo)

（一）學(xué)情分析

本微任務(wù)的教學(xué)對(duì)象為檢測(cè)技術(shù)與品質(zhì)管理專業(yè)三年級(jí)學(xué)生。學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了常用量具應(yīng)用訓(xùn)練、機(jī)械量?jī)x應(yīng)用訓(xùn)練兩門測(cè)量類一體化課程，具備了公差配合的基本理論知識(shí)，能熟練使用各類量具對(duì)普通螺紋、梯形螺紋的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。所以，本微任務(wù)的教學(xué)對(duì)象已經(jīng)具備了學(xué)習(xí)“滾珠絲桿外螺紋徑向尺寸智能檢測(cè)”的能力基礎(chǔ)。

（二）教學(xué)目標(biāo)內(nèi)容

為了培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，提升課中學(xué)習(xí)效率與針對(duì)性，將學(xué)習(xí)目標(biāo)分為課前目標(biāo)（1課時(shí)）、課中目標(biāo)（4課時(shí)）及課后目標(biāo)（1課時(shí)）。

課前目標(biāo)：（1）通過(guò)滾珠絲桿零件及其圖紙，能識(shí)讀該滾珠絲桿需要測(cè)量的外螺紋徑向尺寸內(nèi)容。（2）通過(guò)查螺紋公差表和計(jì)算，能寫出滾珠絲杠外螺紋徑向尺寸的合格范圍。（3）通過(guò)觀看機(jī)器視覺(jué)在現(xiàn)代制造型企業(yè)的應(yīng)用實(shí)例視頻，并通過(guò)上網(wǎng)搜索，能寫出視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)的基本組成。

課中目標(biāo)：（1）通過(guò)閱讀任務(wù)書，班級(jí)分組（5-6人）及小組討論，能寫出滾珠絲桿外螺紋徑向尺寸智能檢測(cè)的工作計(jì)劃。（2）能根據(jù)老師提供的攝像機(jī)、光源、智能檢測(cè)平臺(tái)框架、計(jì)算機(jī)，能完成智能檢測(cè)平臺(tái)的搭建工作。（3）能在老師的指導(dǎo)下，調(diào)試智能檢測(cè)平臺(tái)，將滾珠絲杠裝夾在專用夾具上，能采集到滾珠絲杠外螺紋的清晰圖像。（4）通過(guò)老師講解圖像處理知識(shí)、Matlab（或Labview）軟件中圖像處理編程模塊知識(shí)及視覺(jué)檢測(cè)案例，能完成滾珠絲杠外螺紋圖像的預(yù)處理、外螺紋輪廓提取、外螺紋徑向尺寸計(jì)算。（5）根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，能正確填寫測(cè)量報(bào)告，能對(duì)滾珠絲杠外螺紋徑向尺寸的合格性作出判斷。

課后目標(biāo)：通過(guò)對(duì)滾珠絲杠外螺紋徑向尺寸智能檢測(cè)的全過(guò)程的學(xué)習(xí)，能寫出智能檢測(cè)過(guò)程影響檢測(cè)結(jié)果的因素。

三、制定學(xué)習(xí)內(nèi)容

根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，制定如下學(xué)習(xí)內(nèi)容：（1）滾珠絲杠零件圖的識(shí)讀。（2）滾珠絲杠外螺紋徑向尺寸的合格范圍。（3）視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)的組成。（4）滾珠絲桿外螺紋徑向尺寸智能檢測(cè)的工作計(jì)劃。（5）智能檢測(cè)平臺(tái)的搭建、調(diào)試，滾珠絲杠的裝夾，滾珠絲杠外螺紋的清晰圖像的采集。（6）圖像處理基本知識(shí)。（7）Matlab（或Labview）軟件中圖像處理編程模塊知識(shí)。（8）滾珠絲杠外螺紋圖像的預(yù)處理、外螺紋輪廓提取、外螺紋徑向尺寸的計(jì)算。（9）測(cè)量報(bào)告的填寫。（10）智能檢測(cè)過(guò)程影響檢測(cè)結(jié)果的因素。

四、教學(xué)實(shí)施過(guò)程

根據(jù)設(shè)置的課前、課中、課后三個(gè)教學(xué)目標(biāo)，具體教學(xué)實(shí)施過(guò)程也可以按照課前、課中、課后三部分來(lái)設(shè)計(jì)。

五、教學(xué)評(píng)價(jià)

通過(guò)教學(xué)，需要檢驗(yàn)學(xué)生們是否能按要求完成本學(xué)習(xí)任務(wù)。所以，本教學(xué)任務(wù)的教學(xué)評(píng)價(jià)主要從以下5個(gè)方面進(jìn)行展開(kāi)。（1）學(xué)生能否準(zhǔn)確識(shí)讀滾珠絲杠外螺紋徑向尺寸。（2）學(xué)生能否完成檢測(cè)平臺(tái)的搭建、調(diào)試及圖像采集。（3）學(xué)生能否對(duì)滾珠絲杠外螺紋徑向圖像進(jìn)行預(yù)處理、輪廓提取及尺寸計(jì)算。（4）學(xué)生能否正填寫檢測(cè)報(bào)告及分析影響檢測(cè)結(jié)果的各種因素。（5）學(xué)生小組中各個(gè)成員間的相互協(xié)作能力。

參考文獻(xiàn)：

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