【摘 要】
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现代制造业中,大尺寸工件由于幅面广、尺寸长、表面结构复杂,导致对大尺寸工件加工表面缺陷、尺寸等的自动检测面临困难,难以满足生产线全自动化的要求,尤其是对大尺寸工件上存在的圆、弧几何特征的尺寸高精度自动测量问题尚未有好的解决手段。本文以3C产品外壳工件为研究对象,搭建了一种基于机器视觉的大尺寸工件图像采集硬件平台,提出了两种大尺寸3C外壳工件上螺纹圆孔的在线尺寸测量方法,实现了大尺寸3C产品外壳工件
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现代制造业中,大尺寸工件由于幅面广、尺寸长、表面结构复杂,导致对大尺寸工件加工表面缺陷、尺寸等的自动检测面临困难,难以满足生产线全自动化的要求,尤其是对大尺寸工件上存在的圆、弧几何特征的尺寸高精度自动测量问题尚未有好的解决手段。本文以3C产品外壳工件为研究对象,搭建了一种基于机器视觉的大尺寸工件图像采集硬件平台,提出了两种大尺寸3C外壳工件上螺纹圆孔的在线尺寸测量方法,实现了大尺寸3C产品外壳工件的螺纹圆孔位置尺寸和孔径尺寸测量。论文主要工作包括:（1）提出了基于改进Canny边缘检测的Zernike矩亚像素边缘检测方法,建立对于大尺寸工件表面几何特征的尺寸测量的参考坐标系,实现对工件轮廓的准确定位,在改进Canny检测的粗边缘定位基础上可以避免Zernike矩全局积分导致的宏大计算量,提升检测速度的同时实现0.1-0.3pixel的边缘检测精度;（2）针对3C产品外壳工件采用角点定位的螺纹圆孔加工的特点,以及线阵相机采集子图像的连续性,提出一种基于直线特征和圆特征定位的螺纹圆孔位置尺寸测量方法,通过改进的Hough圆检测方法进行圆孔特征定位,实现螺纹圆孔的圆心坐标提取及直径尺寸测量,基于图像的连续性,采用子图像逐一检测,相邻子图像起始像素累加的方式,实现大尺寸工件图像螺纹圆孔尺寸全局检测。该方法最终实现大尺寸3C外壳工件螺纹圆孔的位置尺寸测量精度为±0.2220mm和孔径大小测量精度±0.0904mm,且单工件检测效率为33.737s;（3）基于研究（2）提出一种基于圆孔先验位置关系定位的工件螺孔尺寸测量方法,该方法基于图纸尺寸预先定位螺纹圆孔的位置,将工件全景图像分解为感兴趣区域进行尺寸信息检测。该方法解决了高精度圆检测法需要对高分辨率图像边缘信息全局检索映射导致系统内存泄漏、处理速度缓慢的问题,实现了3C产品外壳工件的螺纹圆孔位置尺寸测量精度为±0.1472mm,螺纹圆孔直径尺寸精度为±0.0690mm,且单工件检测效率为77.628s。
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