基于图像处理的机械零部件检测技术应用

韩磊

摘要：现代工业对于高精度零部件的需求越来越大，随着现代工业的快速发展以及基于图像处理的机械零部件检测技术的发 展和应用，能够有效的对机械零部件的各种尺寸参数进行精确的测量，尤其是对于一些机械结构复杂的零部件，通过在这些 零部件进行测量能够有效的提高零部件测量的效率与质量。本文首先分析了机械零件检测具体过程，介绍了基于图像处理的 机械零部件检测方法的发展历程，然后对其应用进行了分析。

关键词：图像处理；机械零部件；检测技术

中图分类号：TH161 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）06-0157-01

引言

计算机视觉及模式识别技术是一种利用计算机和传感器来实现

对外部目标的检测，以达到类似于人的智能视觉与判断处理的技术， 该执行过程被称为机器视觉。近年来，基于计算机图像处理的零部 件检测技术与设备制造加工的融合度越来越高。研究基于图像处理 的机械零部件检测技术具有重要意义。

1 机械零件检测具体过程

1.1 测量基准的合理选择

在测量基准的选择方面，应当与设计及工艺要求保持一致性，

且在选择标准时应当选择较高精度及准确度，在实际测量中将较稳 定位置当做测量标准，所选择的这种标准才能够保证与整体零件设 计标准相符合。比如，在对同轴度及圆跳动进行测量过程中，可选 择内孔作为标准，从而保证进行准确测量。

1.2 零件表面检测

通常情况下，机械零件使用年限与零件表面质量之间存在十分

密切的关系，并且零件产品的很多方面性能，比如耐久性及可靠性 等，这些均与零件表面质量之间存在十分密切的关系。对零件表面 质量进行检测，其目的主要就是对机械零件实际加工过程中各种加 工工艺所产生影响进行充分了解，在此基础上才能够使零件表面质 量得到较好保证，同时可使产品质量得以有效提升。另外，通过对 零件表面实行检测，还能够有效避免零件表面受到损伤而又质量问 题出现，同时，在检测人员实施检测工作过程中，还应当注意真实 记录零件表面情况，在此基础上才能够使机械零件质量得到较好保 证。

2 发展历程

机械零部件的加工精度直接影响着机械零部件的生产效率和产

品品质。为确保机械零部件的加工质量需要积极做好机械零部件的 几何精度与尺寸精度的检测。在对机械零部件进行几何与尺寸精度 检测的过程中主要涉及到以下尺寸：机械零部件的结构尺寸、机械 零部件的外形轮廓以及机械零部件的位置公差等。在对机械零部件 进行精度检测的过程中主要利用的是卡尺、尺规、万能工具显微镜 等的传统检测手段，上述检测手段存在着检测效率不高且误差较大 的不足，随着现代机械工业的快速发展对于机械零部件的检测精度 与检测效率的要求越来越高，尤其是涉及到一些曲面、异形件等的 检测时传统的检测手段已经无法满足检测需求。基于图像处理的机 械零部件检测自上世纪 90 年代发展应用至今广泛应用于机械零部 件检测的各个领域，基于图像处理的机械零部件检测方法具有非接 触、检测精度高等的特点，主要是在利用现代光学技术的基础上所 发展起来的，其内含有光电子学、计算机图像学、信息处理等的多 项学科，采用的图像测量系统为技术核心其在航空遥感测量、几何 量的测量、精密复杂件的测量中都有着广泛的应用。在对机械零部 件的检测中能够对复杂、微小以及大尺寸的机械零部件进行良好的 检测，尤其是对一些结构复杂、异型的机械零部件进行检测中能够 取得较为良好的检测效果。

3 應用原理

基于图像处理的机械零部件检测技术主要依托 CCD 图像传感器

作为光敏元件，以图像处理技术作为机械零部件检测技术实现的基 础，并通过相应的软件来实现对于检测图像的分析用以提高机械零 部件测量精度与测量效率。一般来说在测量过程中主要遵循以下几个测量环节：获取被测图像-对所获取图像进行处理分析与特征获取

-图像分类识别与判断-计算出测量结果。

4 做好基于图像处理的机械零部件检测技术的应用

根据测量应用范围的不同机械零部件检测可以分为：尺寸、表

面质量以及目标识别等几大应用领域。（1）尺寸测量是最早同时也 是开始的研究与应用方向。经过多年的发展与应用机械零部件检测 技术已经形成了较为成熟的技术成果，且这些技术成果广发的应用 于工业生产中，甚至于一些公司基于这一技术开发出了一系列的应 用产品。在众多的应用产品中，高精度的三坐标几何测量与位置测 量是这一技术应用的重要方向。（2）除了将应用于尺寸的测量外， 零部件表面质量的测量也是重要方向。在对机械零部件表面质量进 行测量的过程中主要涉及到对机械零件的材质、机械零部件表面的 纹理以及粗糙度的检测，通过图像成像能够方便的对机械零部件表 面的毛刺、划痕以及磨损等的精度参数进行详细的测定，用以对机 械零部件的表面质量进行良好的检测与测试。但是需要注意的是在 对机械零部件的材料进行测定的过程中，不同材料在不同的摄像过 程中零件表面的反射方向较为复杂、存在着一定的阴影现象，从而 对所拍摄的图像质量会产生较大的影响。除此之外，机械零部件检 测技术应用于工件表面质量的检测时对于镜头与零部件表面的相对 位置较难把控。因此虽然机械零部件检测技术在零部件表面质量的 检测中虽然能够取得较为良好的效果但是在实际的工业应用中还有 着一定的困难。尤其是对于一些复杂曲面或是应用特殊材料的零部 件表面进行检测时需要对机械零部件检测技术进行进一步的完善。

（3）目标分类与识别。对特定目标物体的分类与识别是图像检测技 术研究的重点内容之一，在进行目标识别时所涉及到的机械零部件 都属于二维识别，在图像识别的过程中通常采用的是对机械零部件 的外形轮廓进行建模并采用相应的算法来从图像中寻找与之相匹配 的图像实现目标的识别。三维识别主要利用的是对物体的灰度图或 是通过三维图来获取物体的三维结构特征等来实现对于目标的识别。

结束语

机械零部件的检测质量与精度一直困扰着机械零部件检测行业，

机械零部件的几何精度与尺寸精度直接影响着机械的生产效率与生 产质量。现代工业对于机械零部件的质量与精度日益提升，传统的 机械零部件检测手段已经无法满足机械零部件的检测需求。基于图 像处理的机械零部件检测方法是现在机械零部件检测的重要发展方 向之一，基于图像处理的机械零部件检测方法是非接触式检测的重 要代表之一，具有检测精度高、非接触的特点能够对各种类型的机 械零部件进行几何精度与定位精度的检测，尤其是对一些微小尺寸、

大型机械尺寸、复杂机械结构和异形齿面的机械零部件进行检测时 能够更为高效、高质量的完成检测。

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