提高轴套类零件尺寸检测精度的图像信息获取方法研究

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据不完全统计,我国年产轴类零件的总量在10亿件左右,需要测量尺寸的约占70%。就目前国内许多制造业对零件的尺寸检测而言,其检测工作还停留在单纯人工视觉或人工视觉与机械量具、光学仪器相结合对产品进行人工抽检的阶段[1]。人工检测往往存在:效率低、可靠性差、检测精度不高、成本高、容易出错等弊端。它已经不适合现代工业企业发展的要求。采用基于图像检测的尺寸检测方法,不仅可以避免人工检测的缺点,而且能实现对加工零件在线、快速、准确和非接触的自动化检测,而目前基于CCD对轴类零件检测的研究工作中,还存在着检测精度不高、检测数据不够稳定等问题。 本研究课题结合学科发展趋势和实际应用需求,在参考大量文献和剖析工业领域的CCD数据采集系统的基础上,着眼于提高轴套类零件尺寸检测精度的图像信息获取方法研究,本文主要进行以下几个方面的工作: (1)研究几种检测用照明光源,例如平行光和LED面光和环境干扰光对检测精度的影响,选择出稳定的、有利于检测精度要求的、简便易行的和廉价的光源。 (2)研究几种镜头对检测精度的影响,研究镜头在有限范围内离焦对检测精度的影响及镜头景深的测量。 (3)提出一种简便易行的有利于高精度检测的标定方法。 (4)研究镜头二维成像误差补偿方法和镜头与线阵、面阵像元综合效果的感光补偿方法,为提出提高轴套类零件尺寸检测精度的图像信息获取方法提供依据,并开发其信息获取系统。 (5)针对线阵CCD在高精度检测的过程中,因镜头畸变等原因产生误差的问题,提出用已知的多尺寸标准件为参照物,建立畸变校正模型。并对检测值进行畸变校正,检验校正效果,以实现高精度检测。 (6)开展轴套类零件尺寸检测装置的实验研究,获取实验数据,通过大量实验数据,对检测精度进行分离和分析,找出产生误差的因素,提出了优化方法和改进方案,设计更高精度的轴套类零件尺寸检测图像信息获取系统。实验验证,检测其性能指标和可靠性,特别是精度指标及其稳定性,为后续的尺寸检测提供可靠的依据。
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