基于机器视觉的零件轮廓尺寸精密测量系统研究

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机械零件轮廓尺寸的自动测量一直是工业生产中最基本最活跃的环节,其检测结果直接影响着产品质量和生产效率。随着现代制造业的迅猛发展,零件轮廓尺寸传统的测量方法已不能够完全满足现代制造工业对机械零件测量精度和速度的高要求。基于机器视觉的机械零件检测方法是现代化检测技术的发展趋势之一,具有非接触、实时性、高精度、信息量丰富的特点。与传统检测方法相比,其在小型零件的尺寸测量中更具有显著的优点。本文是在现有的实验条件下以某汽车用冲压零件为具体研究对象,对基于机器视觉的零件轮廓尺寸精密测量技术进行的研究和分析。在参阅了大量文献资料的基础上,本文针对于现有零件测量过程中存在的问题,设计了一种基于机器视觉的零件轮廓尺寸精密测量系统。该测量系统的硬件部分主要由计算机、CMOS面阵图像传感器、双远心镜头、光源、载物台等部件组成,能够满足机器视觉的基本要求,即可以用于实验室的仿真实验和研究也可以应用到具体的工业环境中;该测量系统的软件设计上采用功能强大的图像化编程软件LabVIEW,基于LabVIEW的图像处理和数据计算能力及其模块化的编程思想,实现了整个测量过程的自动化与可视化。具体的说,本文所做的主要研究内容如下:深入了解机器视觉理论的原理及系统构成,以实际需求出发,搭建出包括CMOS图像传感器、镜头、光源、载物台等在内的机器视觉平台;深入了解基于机器视觉的测试技术和图像处理技术,根据工件图像和视觉平台特点,设计相应的图像处理算法并进行验证,保证算法的准确性;学习LabVIEW的基础编程方法,并对LabVIEW中机器视觉模块做深入的研究,深入了解LabVIEW的编程原理与思想,完成系统软件设计,构建出一套完整的尺寸精密测量系统;完成测量系统在实际应用中的验证,进行精度分析和误差分析,保证测量系统的稳定性和准确性。本文对测量系统进行了反复实验,并分析了实验数据,其测量精度可达到0.01mm,能够满足一般工业检测的精度要求。
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