刀具测量仪是刀具设计制造或重磨，不可缺少的设备。大连轻工业学院先进制造技术中心研制的刀具几何参数测量仪，正常使用多年。但人眼瞄准聚焦，手动采点测量。测量速度、精度依赖操作者的技艺；虽然有光栅自动标定功能，未能充分发挥作用，急需补充自动聚焦系统，建立自动测量功能。这就是本论文工作的任务。该系统的硬件部分包括：选定步进电机及其驱动器、控制卡。软件部分包括：图像处理，自动聚焦搜索，测量数据处理。论文内容除硬件介绍外，详述软件设计，并通过测量直线刃麻花钻锋角实例，与万能工具显微镜测量结果比较，验证所开发的自动聚焦及测量系统的有效性。 软件设计包括： ·图像处理：在常用的图像处理算法中，比较图像滤波、边缘检测、二值图像处理等算法，结合被测刀具的图像信息确定适合本系统的算法。 ·自动聚焦：选用图像的灰度梯度向量平方和作为调焦评价函数，提出有三种步长的爬山式自动聚焦搜索方式。 ·测量数据处理：以直线刃麻花钻锋角自动测量为例，阐述测量数据方法。采用类判别分析法对预处理的图像二值化；使用形态学的开闭运算，去除图像中的小面积粒子填充孔洞；运用Robert算法边缘提取，使用Deutsch法细化边缘；用Hough变换提取图像角点，用最小二乘法拟合切削刃直线，计算锋角。最后设计了自动测量锋角模板。 多次自动聚焦实验后，系统聚焦重复性精度为19μm，自动聚焦时间为20s；直线刃钻头锋角自动测量时间为8s，与万能工具显微镜测量结果比较，测量精度为0.06°，结果表明可以实现预期目标。