基于机器视觉的机械零件几何外形检测研究

发布时间：2021-04-16 18:29

　　近些年来,机器视觉技术逐渐成为热点研究领域,其凭借着检测精度高、效率高、非接触等优点,在机械零件外形和缺陷检测中得到了广泛的应用。零件的质检是零件使用前必须进行的重要环节,只有合格的零件才能满足使用要求,传统的检测方法由于成本高、精度低,已不能满足检测的要求。本文通过深入研究机器视觉检测技术,构建了基于机器视觉技术的检测平台,从硬件选型、视觉系统设计、算法研究和相机标定等方面进行研究,在此基础上,将机械零件的平行度、垂直度、同轴度以及零件的外形缺陷检测作为研究目标,选择合适的检测对象,对其进行研究,均达到了实际所需的检测要求。针对机械零件的平行度和垂直度误差检测研究,选择量块为实验对象,首先提取出待检测的边缘,通过对待检测边缘进行最小二乘法拟合,得到较真实的边缘;然后计算待测边缘间的夹角,得出角度偏差,再乘以相应的长度得到待检测目标的平行度和垂直度误差;从测量的数据来看,测量精度比传统的方法更精确。对于轴类零件的同轴度检测研究,首先对轴类零件检测的算法进行研究,建立基于机器视觉的轴类零件同轴度检测的模型;然后采集阶梯轴的图像,并对图像进行处理,提取图像的边缘轮廓;接着对阶梯轴横截面进行... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 机器视觉发展历程
    1.3 国内外机器视觉技术研究现状综述
    1.4 论文的主要研究内容
    1.5 论文结构
第2章 视觉检测系统的分析与设计
    2.1 工业相机的选型
    2.2 光源和照明方式的选择
    2.3 镜头的选择
    2.4 视觉系统软件环境
    2.5 视觉检测整体方案设计
    2.6 本章小结
第3章 机械零件图像的预处理技术研究
    3.1 图像的灰度变换
    3.2 图像的噪声处理
    3.3 图像的灰度直方图
    3.4 灰度图像的二值化
    3.5 像素级边缘检测
    3.6 亚像素边缘
    3.7 本章小结
第4章 机械零件的平行度、垂直度检测
    4.1 机械零件的平行度和垂直度检测概述
    4.2 量块的平行度和垂直度检测
        4.2.1 像素当量标定
        4.2.2 最小二乘法
        4.2.3 量块的平行度检测
        4.2.4 量块垂直度的检测
    4.3 本章小结
第5章 轴类零件同轴度检测研究
    5.1 轴类零件的同轴度误差检测概述
    5.2 同轴度误差的算法研究
        5.2.1 同轴度公差的定义
        5.2.2 建立同轴度误差模型
    5.3 阶梯轴同轴度误差检测
        5.3.1 相机标定
        5.3.2 图像获取以及边缘检测
        5.3.3 数据处理及实验结果
    5.4 本章小结
第6章 机械零件的外形缺陷检测
    6.1 机械零件的外形缺陷检测概述
    6.2 齿轮图像采集及预处理
        6.2.1 齿轮图像采集
        6.2.2 齿轮图像的预处理
        6.2.3 图像分割
    6.3 齿轮参数获取
        6.3.1 获取齿顶圆直径和齿根圆直径
        6.3.2 齿轮齿数、模数、分度圆直径和基圆直径的获取
    6.4 齿轮轮齿的检测
        6.4.1 根据齿轮参数画出标准轮齿轮廓
        6.4.2 获取待测齿轮的轮齿轮廓
    6.5 Hausdorff距离
    6.6 齿轮轮齿缺陷的检测方法
    6.7 应用实例
        6.7.1 断齿的检测
        6.7.2 磨损齿轮轮齿的检测
    6.8 本章小结
总结与展望
    全文总结
    工作展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于机器视觉的阀门零件同轴度测量系统研究[J]. 董芳凯,郑智贞,袁少飞,白云鑫,张余升.  组合机床与自动化加工技术. 2017(11)
[2]基于激光CCD的炮弹同轴度测量方法研究[J]. 王亚军,陈涛,徐志刚,谢群.  机械设计与制造. 2017(03)
[3]基于视觉测量的沉头孔垂直度检测方法[J]. 毕运波,徐超,樊新田,严伟苗.  浙江大学学报(工学版). 2017(02)
[4]面向回转类零件圆度的机器视觉测量方法与试验[J]. 金守峰,范荻,陈蓉,田明锐.  机械设计与研究. 2016(04)
[5]基于Legendre正交矩的亚像素线宽测量方法[J]. 王伯雄,杨春毓,李伟,秦垚.  清华大学学报(自然科学版). 2016(02)
[6]结合手势主方向和类-Hausdorff距离的手势识别[J]. 杨学文,冯志全,黄忠柱,何娜娜.  计算机辅助设计与图形学学报. 2016(01)
[7]基于机器视觉的活塞杆同轴度误差检测研究[J]. 王营营,张学昌,梁涛.  机械科学与技术. 2015(12)
[8]基于图像处理技术的零件圆度评定研究[J]. 余文咏,朱世根,骆祎岚,丁浩.  组合机床与自动化加工技术. 2015(07)
[9]基于CMM的同轴度测量精度分析[J]. 张政,厉丹彤,邓佳文,黄明宇,万晓峰.  组合机床与自动化加工技术. 2015(04)
[10]基于二维激光位移传感器同轴度测量方法研究[J]. 张瑛玮,朱万彬,张歆东,姜苏伦,王炜辰.  激光与红外. 2014(12)

硕士论文
[1]基于视觉检测的圆度误差测量技术研究[D]. 王记桓.哈尔滨工业大学 2008



本文编号：3141947