基于圖像處理的機械零部件檢測技術應用

韓磊

摘要：現代工業對于高精度零部件的需求越來越大，隨著現代工業的快速發展以及基于圖像處理的機械零部件檢測技術的發 展和應用，能夠有效的對機械零部件的各種尺寸參數進行精確的測量，尤其是對于一些機械結構復雜的零部件，通過在這些 零部件進行測量能夠有效的提高零部件測量的效率與質量。本文首先分析了機械零件檢測具體過程，介紹了基于圖像處理的 機械零部件檢測方法的發展歷程，然后對其應用進行了分析。

關鍵詞：圖像處理；機械零部件；檢測技術

中圖分類號：TH161 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）06-0157-01

引言

計算機視覺及模式識別技術是一種利用計算機和傳感器來實現

對外部目標的檢測，以達到類似于人的智能視覺與判斷處理的技術， 該執行過程被稱為機器視覺。近年來，基于計算機圖像處理的零部 件檢測技術與設備制造加工的融合度越來越高。研究基于圖像處理 的機械零部件檢測技術具有重要意義。

1 機械零件檢測具體過程

1.1 測量基準的合理選擇

在測量基準的選擇方面，應當與設計及工藝要求保持一致性，

且在選擇標準時應當選擇較高精度及準確度，在實際測量中將較穩 定位置當做測量標準，所選擇的這種標準才能夠保證與整體零件設 計標準相符合。比如，在對同軸度及圓跳動進行測量過程中，可選 擇內孔作為標準，從而保證進行準確測量。

1.2 零件表面檢測

通常情況下，機械零件使用年限與零件表面質量之間存在十分

密切的關系，并且零件產品的很多方面性能，比如耐久性及可靠性 等，這些均與零件表面質量之間存在十分密切的關系。對零件表面 質量進行檢測，其目的主要就是對機械零件實際加工過程中各種加 工工藝所產生影響進行充分了解，在此基礎上才能夠使零件表面質 量得到較好保證，同時可使產品質量得以有效提升。另外，通過對 零件表面實行檢測，還能夠有效避免零件表面受到損傷而又質量問 題出現，同時，在檢測人員實施檢測工作過程中，還應當注意真實 記錄零件表面情況，在此基礎上才能夠使機械零件質量得到較好保 證。

2 發展歷程

機械零部件的加工精度直接影響著機械零部件的生產效率和產

品品質。為確保機械零部件的加工質量需要積極做好機械零部件的 幾何精度與尺寸精度的檢測。在對機械零部件進行幾何與尺寸精度 檢測的過程中主要涉及到以下尺寸：機械零部件的結構尺寸、機械 零部件的外形輪廓以及機械零部件的位置公差等。在對機械零部件 進行精度檢測的過程中主要利用的是卡尺、尺規、萬能工具顯微鏡 等的傳統檢測手段，上述檢測手段存在著檢測效率不高且誤差較大 的不足，隨著現代機械工業的快速發展對于機械零部件的檢測精度 與檢測效率的要求越來越高，尤其是涉及到一些曲面、異形件等的 檢測時傳統的檢測手段已經無法滿足檢測需求。基于圖像處理的機 械零部件檢測自上世紀 90 年代發展應用至今廣泛應用于機械零部 件檢測的各個領域，基于圖像處理的機械零部件檢測方法具有非接 觸、檢測精度高等的特點，主要是在利用現代光學技術的基礎上所 發展起來的，其內含有光電子學、計算機圖像學、信息處理等的多 項學科，采用的圖像測量系統為技術核心其在航空遙感測量、幾何 量的測量、精密復雜件的測量中都有著廣泛的應用。在對機械零部 件的檢測中能夠對復雜、微小以及大尺寸的機械零部件進行良好的 檢測，尤其是對一些結構復雜、異型的機械零部件進行檢測中能夠 取得較為良好的檢測效果。

3 應用原理

基于圖像處理的機械零部件檢測技術主要依托 CCD 圖像傳感器

作為光敏元件，以圖像處理技術作為機械零部件檢測技術實現的基 礎，并通過相應的軟件來實現對于檢測圖像的分析用以提高機械零 部件測量精度與測量效率。一般來說在測量過程中主要遵循以下幾個測量環節：獲取被測圖像-對所獲取圖像進行處理分析與特征獲取

-圖像分類識別與判斷-計算出測量結果。

4 做好基于圖像處理的機械零部件檢測技術的應用

根據測量應用范圍的不同機械零部件檢測可以分為：尺寸、表

面質量以及目標識別等幾大應用領域。（1）尺寸測量是最早同時也 是開始的研究與應用方向。經過多年的發展與應用機械零部件檢測 技術已經形成了較為成熟的技術成果，且這些技術成果廣發的應用 于工業生產中，甚至于一些公司基于這一技術開發出了一系列的應 用產品。在眾多的應用產品中，高精度的三坐標幾何測量與位置測 量是這一技術應用的重要方向。（2）除了將應用于尺寸的測量外， 零部件表面質量的測量也是重要方向。在對機械零部件表面質量進 行測量的過程中主要涉及到對機械零件的材質、機械零部件表面的 紋理以及粗糙度的檢測，通過圖像成像能夠方便的對機械零部件表 面的毛刺、劃痕以及磨損等的精度參數進行詳細的測定，用以對機 械零部件的表面質量進行良好的檢測與測試。但是需要注意的是在 對機械零部件的材料進行測定的過程中，不同材料在不同的攝像過 程中零件表面的反射方向較為復雜、存在著一定的陰影現象，從而 對所拍攝的圖像質量會產生較大的影響。除此之外，機械零部件檢 測技術應用于工件表面質量的檢測時對于鏡頭與零部件表面的相對 位置較難把控。因此雖然機械零部件檢測技術在零部件表面質量的 檢測中雖然能夠取得較為良好的效果但是在實際的工業應用中還有 著一定的困難。尤其是對于一些復雜曲面或是應用特殊材料的零部 件表面進行檢測時需要對機械零部件檢測技術進行進一步的完善。

（3）目標分類與識別。對特定目標物體的分類與識別是圖像檢測技 術研究的重點內容之一，在進行目標識別時所涉及到的機械零部件 都屬于二維識別，在圖像識別的過程中通常采用的是對機械零部件 的外形輪廓進行建模并采用相應的算法來從圖像中尋找與之相匹配 的圖像實現目標的識別。三維識別主要利用的是對物體的灰度圖或 是通過三維圖來獲取物體的三維結構特征等來實現對于目標的識別。

結束語

機械零部件的檢測質量與精度一直困擾著機械零部件檢測行業，

機械零部件的幾何精度與尺寸精度直接影響著機械的生產效率與生 產質量。現代工業對于機械零部件的質量與精度日益提升，傳統的 機械零部件檢測手段已經無法滿足機械零部件的檢測需求。基于圖 像處理的機械零部件檢測方法是現在機械零部件檢測的重要發展方 向之一，基于圖像處理的機械零部件檢測方法是非接觸式檢測的重 要代表之一，具有檢測精度高、非接觸的特點能夠對各種類型的機 械零部件進行幾何精度與定位精度的檢測，尤其是對一些微小尺寸、

大型機械尺寸、復雜機械結構和異形齒面的機械零部件進行檢測時 能夠更為高效、高質量的完成檢測。

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