基于机器视觉的零件尺寸测量(基于机器视觉的尺寸测量方法)

导语：行业基于机器视觉技术的孔类零件尺寸检测关键点提炼

随着“中国制造２０２５”的提出，国内机械制造业蓬勃发展，制造技术日新月异，对检测技术的要求也越来越高。传统的检测方式为人工检测，虽简单方便，但工作量大、测量精度低、效率低、柔性差，不利于信息集成以及自动化生产需求，应用机器视觉技术对孔类零件进行尺寸检测，孔径、孔间距的检测，采用边加工边测量的方式进行在线检测，可有效缩短零件的生产周期，提高生产效率。

基于机器视觉技术的孔类零件孔尺寸检测系统，以计算机为控制中心，由高精度工业相机、光学镜头、光源等硬件、图像处理软件等搭建而成。

行业基于机器视觉技术的孔类零件尺寸检测关键点分析：

一、图像采集——按照零件类型采用不同的打光方式从而获取高清图像

1）有倒角特征零件图像采集

根据机械零件实际加工工艺，会对零件的孔、边、槽、凸台等特征进行倒角，可去除边缘的毛刺，防止被利边割伤，并且便于装配。

解决方案：通过采用各种光源对不同零件上带倒角的特征进行打光实验，发现环形光源能突出带倒角的特征，图像采集效果最佳，有利于进行尺寸检测，故带倒角的特征采用环形光源，当光源越靠近零件表面，待测特征越明显。

环形光源的打光效果

2）无倒角特征零件图像采集

根据机械零件实际加工工艺，不对零件进行倒角。

解决方案：通过对未倒角的特征进行打光实验，发现同轴光源适用于未倒角的特征，同轴光源的光垂直打到零件表面上。

同轴光源的打光效果

二、以支撑板为例，图像处理及支撑板内孔尺寸检测

对图像进行尺寸测量前需要进行图像预处理，包括图像去噪、图像分割、边缘检测等图像预处理操作。图像经预处理后，调用图像处理软件的算法进行尺寸测量。

以支撑板的内孔为例，使用图像处理软件Circle Gauge功能，该功能是由３个直径不相等的同心圆组成，最大、最小圆确定检测范围且距中间圆等距，根据检测区域内的像素点，采用最小二乘法拟合出圆，以绿色圆显示。进而获得圆直径与圆心，孔间距便可根据圆心坐标计算得到。

支撑板内孔

注意：倒角零件，当环形光源打在目标特征上，轮廓在电脑上以白色粗实线显示，当测量圆形凸台直径时，系统检测到粗实线的外圆；当测量圆孔时，系统检测粗实线的内圆，这样提高测量精度。

三、边加工边检测

零件需要正反两面加工，因此，零件的尺寸检测也需正反两面检测。生产线共设５个工站，分别是正面加工工站、反面加工工站、正面影像检测工站、反面影像检测工站和终检工站。数控机床完成正面加工后，将零件送至正面影像检测工站进行尺寸检测，并将检测结果上传至制造执行系统；再送去反面加工，待加工完毕后进行反面影像检测，同样将检测结果上传至制造执行系统；最后，终检工站通过制造执行系统获取当前零件正反面的影像测量结果，并合并测量结果，回传制造执行系统进行存档。

孔类零件尺寸检测 - 边加工边检测流程

将零件的加工与检测融合在一起，可使零件加工完毕、即刻检测，提高了生产与检测效率，还可防止零件被氧化而产生锈斑，影响图像采集效果及后续尺寸检测的精度，缩短了零件生产周期，提高生产效率。

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