关键词：机器视觉;CCD;相机;可编程序控制器
一、概述
现代制造业的发展趋势是数字自动化制造，这对加工精度、速度提出了严格的要求。传统的加工精度仅限于毫米、微米级。对于精加工，这类精度级别已经无法满足现在制造业的发展需求。目前的精加工制造精度已向着纳米级的精度方向在发展了。制造业的发展以及对制造精度要求的提高也带动了产品质量、尺寸等检测手段的发展，检测方式越来越多样化。各类检测方法无论是在速度上还是在检测精度上都得到了很大的提高。综合加工制造与检测手段两方面的发展现状与趋势，数字自动化制造在精度与效率上都得到了一个质的飞跃。测量作为获得产品制造精度的唯一途径，在制造业里占据着举足轻重的位置，它也是影响生产效率的一个重要因素。在线检测手段在目前的这种工业发展水平下，它的推广应用不仅能够节省劳动力，还能集加工与测量于一体，大大提高生产效率。
近些年来，机器视觉技术无论是在硬件系统还是在软件算法开发上都得到了迅速地发展，并且其在各个领域如工业、医疗、交通管理等中得到了广泛的应用。由于机器视觉测量系统为非接触式测量系统，并可实现快速、全自动化识别与测量，因此将机器视觉技术用于机械加工过程中对工件的加工尺寸进行在线测量意义重大。
本论文将首先要利用机器视觉对加工零件的图像采集和标定建模，通过图像传输、A/D转化，将图像传输给计算机，运用图像处理技术，对图像进行一系列的处理，主要运用图像预处理、边缘特性提取、曲线拟合等提取共建点额边缘轮廓曲线，完成对工件尺寸的计算。
二、系统总体框架及结构
机器视觉系统指的是在某种光照条件下（比如说可见光、紫外线、红外线甚至超声波等光源），或摄像机采集物体在三维场景中呈现的图像并传输到计算机内部，形成二维图像;再利用数字图像处理技术中预处理技术对采集到的二维图像进行初步处理，提取图像中的有用信息，构成对图像的描述;继而采用模式识别技术分类存储提取到的有用信息;最后根据用户需求得到更高层次的抽象描述，完成视觉测量的任务。测量系统流程图如图1所示。
零件在线视觉测量系统通过对流水线上零件进行实时图像获取、处理、分析识别并做出判断，经过对次品的剔除完成在线测量任务。测量系统的实时性不仅取决于图像采集和图像处理的速度，同时还受到生产线速度影响。采用模块化是设计思想，本文设计的零件在线视觉测量系统主要有以下部分组成：
光源照明模块、光学成像模块、光电触发模块、图像获取模块、图像处理模块、PLC、触摸屏等。
1、相机规格及型号
本相机为智能化一体相机，通过内含的CMOS传感器采集高质量现场图像，内嵌数字图像处理（DSP）芯片，能脱离PC机对图像进行运算处理，PLC 在接收到相机的图像处理结果后，进行动作输出。SV5其规格如下：
图像接收元件：1/3英寸灰COMS 分辨率：640*480
镜头安装方式：C安装 色 彩：256色灰度
最快采集速率：60帧/s 最快处理速率：60帧/s
输入口：2个 输出口：5个
以太网通讯速率：100Mbps 串行口RS-485波特率：38400
重量：约200克（不含镜头）
2、光源控制器
光源源控制器采用型号SIC-242，内置两路可控光源输出，两路相机触发端，及五路相机数据输出端，AB端子为RS485通讯端口，两路光源手动调节开关，留7路站号选择，下图为各部分说明。
各部分名称如下：
1.光源控制端子排 2.光源控制端子标签
3.相机连接串口 4.串口盖板
5.相机输出/入端子标签 6.相机输出/入端子排
7.端子台安装/拆卸螺丝 8.光源控制模式转换开关
9.光源亮度手動调节1 10.光源亮度调节2
11.电源指示灯 12.通讯波特率/站号拨码开关
13.安装孔（2个） 14.机身标签
15.上盖拆卸搭扣
光源控制的通讯指令：
写指令：10（MRGW）
地址： 数值：
00 00 0000——关，0001——开
00 01 PWM1亮度值范围：0000-00FF
00 02 PWM2亮度值范围：0000-00FF
00 03 PWM3亮度值范围：0000-00FF
00 04 PWM4亮度值范围：0000-00FF
PLC控制光源亮度程序（第二路光源）：
光源控制器A、B接到PLC的A、B。
触摸屏控制光源亮度程序（控制第二路光源）：
（1）接线：光源控制器的A/B分别接到触摸屏4端子/7端子
（2）触摸屏系统设置如下：
三、結论
本设计在的基础上研究了机械零件大小测量装置，重点将测量准确性放在首位，对视觉测量系统中的系统标定和数字图像处理技术以及设备选型、数值准确度衡量以及误差测量等开展了进一步的分析。
机械零件的种类和尺寸多种多样，并且还持续的有新的样式出来，采用非接触测量的方式实现对机械尺寸的检测，因此需要加倍的付出与实践才能研究出更优良的测量方法和装置。我们要坚信，通过刻苦的实践与经验的累积只，终会在某一天未，能够通过机械方式替代人体劳作，使制造业向更美好的明天前行。
参考文献：
[1]王明跃.视觉在线零件尺寸测量方法研究[D].天津：天津理工大学，2014.
[2]李慧德.基于机器视觉的在线尺寸测量方法的研究[D].天津：天津理工大学，2014.
[3]廖维.基于机器视觉的工件加工尺寸在线测量方法与系统研究[D].湖北：武汉理工大学，2012.
基金来源：
江苏省高等学校大学生创新创业训练计划——基于机器视觉的工件在线测量系统研究（201712056010Y）。
作者简介：
金道城，南通理工学院机械设计制造及其自动化专业。