基于机器视觉在轴类零件检测中的应用

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中应用最多的-种零件，随着技术的进步，要求机械装置的精度、速度越来越高，在机械加工过程中时常要对轴类零件进行高精度的加工。那么，对轴类零件的参数2贝4量就直接影响到加工的精度，其中轴类零件的直径测量也就显得更为重要了↑些年来，光电技术、激光技术和计算机技术的发展及广泛应用为机械零件的尺寸测量提供了新的工具，以这些理论技术为基础发屣 起来的非接触式测量技术已成为现代产品质量检测与参数测量的新发展趋势与方向。非接触的机器视觉与图像处理检测技术是- 具有广阔发展前途的高新技术领域。

1机器视觉技术概述， 是指由人类设计并在计算机环境下实现的模拟或再现与 类视觉有关的某些智能行为。机器视觉检测技术是多学科的交叉与结合，涉及计算机、数学、光学、色度学、最优控制、、工智能、数学形态学、数字图像处理、模式识别、信息论、神经网络及遗传算法等诸多学科，是当 上最为活跃的技术之-。 洲集、图像数字化、数字图像处理、数字图像分折 蝴 0等内容。-个典型的工业棚器视觉检测系统包播光源、光学成像系统、图像捕捉系统、图像采集与数字化拈、数字图像处理拈、智能判断决策拈和机械控制执行拈，如图1所示。系统工作原理为：利用CCD相机或其他图像拍摄装置将目标转换成图像信号，然后转变或数字化信号 差给专用的图像处理系统。根据像素分布、亮度和颜色等信息，进行各种运算，提取目标特征，再根据预设的容许度和其他条件输出判断结果。

2机器视觉检测技术的实际应用机器视觉校术的应用现在已从传统的国防工业转向了民用工业，在飞机、车辆等传统的重工业和-些轻工业产品的设计、制造过程中得到了应用。目前初 鲒芰术在工业 匕的应用已经相当普通与威熟，而在哝业上的应用相对滞臂-些。

2.1工业 E的应用。生产线 E部件安装、自动焊接、切割加工；大规模集成电路生产线上自动连接引线、对准芯片和封装；石油、煤矿等钻探中数据流自动监测；在纺织、印染业中自动分色、配色。

22农业E的应用。农业装备自动导航、获取作物的生长 息、农业种质资源管理 瞒理研究、农业物料质量捡测等。

廊，自动跟踪可24遥感I湎 的应用。自动制图、卫星图像与地形图对准 、自动i贝 会地图；国土资源管理，如森林、水面、土壤的管理等；还可以对环境、火警自动监测。

25匿 方面自蝴 。对染色涔切片、癌细 沏 片、x射线图像、越声波图像的自动检查，进而自动谬≥断等。

2.6军事方面的应用。自动监视军事目标，自动发现、跟踪运动目标，自动巡航并捕获目标和确定距离。

3机器视觉检测技术在轴类外径检测中的应用应用近年来，计算机技术及光电耦合器件CCD固体摄像器技术的迅速发展为非接触式测量开辟了广阔的空间。和术对光测图像进行处理和分析就形成了光测数字图像处理分析技术。该技术使得光测方法有了质的飞跃，是-种测量精度和测量效率都比较高的非接触式测量技术。

这种测量方法主要是将光测技术与计算机图像处理进行有机地结合，用CCD成像系统对被测物体影像进行摄取，再由计算机对获取到的图 2 机器视觉技术轴径 图3阶梯轴零件示意图测量示意图图像进行处理并分析和识别，最终得到各项测量数据。图像测量技术是近年来在测量领域形成的-17新的测量技术，它以光学为基础，融合光电子学、计 技术、激 和图像处理技术等现 学技术为-体，组成光、机、电、算综合的测量系统。

利用机器视觉和图像处理技术对轴类零件的直径进行测量的原理如图2所示。-般将零件置于-光学系统中，利用光学系统对其整个形貌轮廓进行投影或反射成像，用CCD相机作为接收图像的硬件设备，获取的图像经数字化后由计算机进行图像的管理、处理和分析，最后得出我们所需的可以描述零件直径的特征参数。该方法具有陕速、方便、数据处理功能强大、不受测头形状及大小限制、不接触被测表面而日适于在线检测等优点。

a系统硬件主要由面阵 CCD相机、工业定焦镜头、数字采集卡、可实现四向平移以及转动的实验三脚架和计算-棚.五大部分硬僻构成。

h选用-根车削加工的阶梯轴，如图3所示。此阶梯轴从左至右-共分为7段，每-段的直径分别为：20.00ram、21.60 mm、2450 mm、2750Ilm、30.40 lnm、27.70 ITlm、24.80 mm。该结果是由千分尺测量所得。

a测量过程：系统的 图像的超分辨率重梅-边缘检测与定位-具体计算。

4结论为提高尺寸测量的精度，对测量系统主要硬件的参数号性能进行了分析，并构建了相应的测量系统。随后，利甩该呗J量系统对轴类零件的尺寸边行了测l量。为了验证测量系统测量的精度，针对阶梯轴在不同的距离下，进行零件图像的拍摄、重构和测量，同时还将 懂 士果与千分尺的测量数据进行对比，通过实验数据的对比，发现利用该系统i 亍中小尺寸的轴类零件测量的精度E匕较高。