● 摘要
针对陀螺轴尖高精度质量检测问题，本课题采用视觉显微测量技术，对轴尖几何尺寸测量和表面缺陷检测等问题展开研究。设计了兼顾几何参数测量以及表面缺陷检测两种要求的整体测量方案，该方案中光学系统放大倍数满足缺陷检测要求，对于几何参数测量，通过移动轴尖拍摄多幅边缘图像完成。搭建出满足基本测量功能的硬件系统。该系统由光学仪器部分、机械部分和位移传感器组成，光学仪器部分包括光学放大镜头、照明光源和CCD摄像机，其中几何参数测量时照明光源采用近似平行光透射照明方式，而缺陷检测时照明光源采用LED环形光源和同轴光源相结合的复合照明方式；机械部分包括三维移动装置和两维旋转装置，前者用于移动被测工件及调焦，后者用于实现整个球体表面的缺陷检测；位移传感器部分用于获取被测工件移动距离。开发了系统测量软件。针对几何参数图像的特点，综合基于区域图像分割抗噪声能力强、基于边缘图像分割边缘定位准确的优势，提出了一种区域和边缘相结合的过渡区内图像自动分割算法。针对缺陷检测的图像，提出了两种图像分割方法，其一为结合图像灰度信息及空间信息的动态阈值分割方法，其二为利用大模板平滑滤波结果作为模板的图像差值方法，结果证明这两种分割方法均具有较好的稳定性和可靠性。