機器視覺在零部件，檢測技術方面的應用分析

在產品生產制造領域，外觀尺寸檢測是非常重要的一個環節，一個產品到達消費者手中之前，從最初的材料、零部件，到最后的成品，可能經過了數百道不同的外觀尺寸檢測過程。

外觀尺寸檢測需要高昂的人工成本，偏偏檢測效率和效果不一定能讓人滿意。因此，越來越多工廠開始使用視覺檢測設備來進行產品外觀尺寸檢測。

基于機器視覺檢測技術的尺寸測量方法具有成本低、高精度、高效率、操作方便等優點。其非接觸性、實時性、靈活性和準確性能有效解決傳統檢測方法存在的問題。

同時，尺寸測量是機器視覺技術最常見的應用行業，特別是在自動化制造行業，機器視覺用于測量工件的各種尺寸參數，如長度測量、圓測量、角度測量、弧度測量，面積測量等，下面來談談機器視覺中外觀尺寸測量檢測。

01 尺寸測量檢測的定義

尺寸檢測是以圖樣為依據，檢測產品尺寸是否在公差范圍之內，以發現形狀與尺寸的誤差。

此外，還可仔細檢測加工基準面位置的準確度、機械加工余量分布以及壁厚偏差等。

02 尺寸測量檢測的方法

產品的實際尺寸往往是不可缺少的，但由于物體表面的復雜性或客觀物理條件的限制，可能無法提供。機器視覺檢測技術可以很好地處理此類問題。

在傳統的自動化生產中，尺寸檢測的典型方法是人工使用千分尺、游標卡尺、塞尺等肉眼去測量，但這樣的測量方法測量精度低、速度慢，不能滿足大規模自動化生產的需要。

基于機器視覺的尺寸測量方法其非接觸性、實時性、靈活性和精確性等特點可以有效地解決傳統檢測方法存在的問題。另外，基于機器視覺的尺寸測量方法不但可以獲得尺寸參數，還可以根據測量結果及時給出反饋信息，修正加工參數，避免產生更多的次品，減少企業的損失。

測量工件的各種尺寸參數，如長度測量、圓測量、角度測量、線弧測量、區域測量等，基于機器視覺的自動檢測和判定系統，可以對多種型號的孔徑的內外側尺寸、橋寬、槽寬等參數進行自動測量和判定，檢測出工件相關區域的基本幾何特征。

因此，在提取出零件的邊緣或零件的角點之后，如何檢測工件的幾何特征、形狀參數、位置尺寸等是機器視覺系統軟件在后臺工作的主要內容。

基于工業生產線上對不同零部件尺寸的檢測，機器視覺的零部件尺寸檢測主要分為圖像采集、圖像分析處理、顯示結果及控制三個部分。

軟件實現工件尺寸檢測包括圖像采集、圖像處理、特征提取、尺寸計算以及結果輸出等，其基本流程如下所示。

圖像采集→圖像處理→特征提取→尺寸計算→輸出結果

03 尺寸測量檢測應用范圍

電子元器件，汽車零部件，手機零部件，螺絲螺母，五金件，磁性材料，塑料、陶瓷、紐扣等復合材料構件，鎂、鋁及其合金件等皆可使用機器視覺檢測技術檢測。

機器視覺檢測對比傳統產品檢測方式具有客觀性、非接觸性和高精度等特點。特別是在工業生產領域中，在重復和機械性的工作中具有強大的應用價值，對生產制造商來說產品質量有保證，企業才能提高產品競爭力還能實現長遠發展。

04 尺寸測量檢測案例展示

案例1

圓直徑、孔距檢測

檢測需求

1. 大孔直徑，4個小孔的直徑

2. 大孔到4個小孔的距離

3. 4個小孔有無開孔，有無異物（絲錐）

4. 邊上2孔有無開孔，有無異物（絲錐）

考慮到待檢測的孔徑、距離、有無開孔、有無異物等，能夠建立在2D的基礎上很好的檢測出來，所以不需要建立3D傳感器系統，在這里我們使用2D檢測，以下是2D檢測的示意圖：

裝置示意圖

因為2D相機無法很好地處理待測物體吸光、高反光的特性，為了使相機從待測物體上采集到更有利于軟件處理的圖像信息，就必須找到恰當的打光方式，在這里我們經過多次試驗，最后決定使用條形光源和環狀光源配合打光的方式來對待測物體進行打光。

檢測效果圖

案例2

螺栓的重要尺寸測量  

由于螺栓需要同螺母或其他具有內螺紋的工件配合，螺牙的加工精度及公差就決定其配合精度，在螺栓的尺寸檢測中，其主要檢測螺紋的螺距，牙型角，中徑等尺寸。

案例3

連接器主要部位尺寸測量

隨著連接器功能的不斷增加，其結構越來越復雜，體積也越來越微型化，連接器尺寸測量和外觀缺陷檢測工作的難度也在不斷增加。

傳統的人工檢測方式越來越無法應對連接器產品的質量檢測要求，必須通過機器視覺自動化檢測設備來確保檢測的精度、效率和準確率。