在產品(pin)生產制造領域，外觀尺寸檢測是(shi)非常重要的(de)一(yi)(yi)個環節，一(yi)(yi)個產品(pin)到(dao)達消費者手中(zhong)之前，從最(zui)初(chu)的(de)材料、零(ling)部件，到(dao)最(zui)后的(de)成品(pin)，可能經過(guo)了數百道不同的(de)外觀尺寸檢測過(guo)程。

外觀(guan)尺寸(cun)檢測(ce)需(xu)要高昂(ang)的人工成本，偏偏檢測(ce)效(xiao)率和效(xiao)果不一(yi)定能讓人滿(man)意。因此，越來(lai)越多工廠開(kai)始使(shi)用視覺檢測(ce)設(she)備來(lai)進行產品外觀(guan)尺寸(cun)檢測(ce)。

基于機器視覺(jue)檢測技術的(de)尺寸測量方(fang)法具有(you)成(cheng)本低、高(gao)精度、高(gao)效率、操作方(fang)便(bian)等(deng)優點。其非(fei)接觸性(xing)、實時(shi)性(xing)、靈活性(xing)和準(zhun)確性(xing)能有(you)效解決傳(chuan)統檢測方(fang)法存(cun)在的(de)問題。

同時，尺(chi)寸(cun)測量(liang)(liang)(liang)是(shi)機器視覺(jue)技術最(zui)常見的應用行業(ye)，特別是(shi)在自動化(hua)制造行業(ye)，機器視覺(jue)用于測量(liang)(liang)(liang)工件的各(ge)種尺(chi)寸(cun)參數(shu)，如(ru)長(chang)度測量(liang)(liang)(liang)、圓測量(liang)(liang)(liang)、角度測量(liang)(liang)(liang)、弧度測量(liang)(liang)(liang)，面積測量(liang)(liang)(liang)等，下(xia)面來談談機器視覺(jue)中外觀尺(chi)寸(cun)測量(liang)(liang)(liang)檢(jian)測。

01尺寸測量檢測的定義

尺寸檢測是(shi)以圖樣為依據，檢測產品(pin)尺寸是(shi)否(fou)在公差范(fan)圍之(zhi)內，以發現形狀與尺寸的誤差。

此外，還(huan)可仔細檢(jian)測加工(gong)基準面位置的準確度、機械(xie)加工(gong)余量(liang)分布(bu)以及壁厚偏差等。

02尺寸測量檢測的方法

產品的(de)實(shi)際尺寸往往是不可缺(que)少(shao)的(de)，但由于物體表面的(de)復雜性或客(ke)觀物理(li)條件(jian)的(de)限制，可能無(wu)法提供。機器視覺(jue)檢(jian)測(ce)技術可以很好地處理(li)此類問題。

在傳統(tong)的自動(dong)化(hua)生產中，尺(chi)寸檢測(ce)(ce)的典型方法是人工使(shi)用千(qian)分(fen)尺(chi)、游標卡尺(chi)、塞尺(chi)等肉(rou)眼去測(ce)(ce)量(liang)，但(dan)這樣(yang)的測(ce)(ce)量(liang)方法測(ce)(ce)量(liang)精度低、速(su)度慢(man)，不能滿(man)足大規模自動(dong)化(hua)生產的需要。

基于機器視覺的尺寸測(ce)量方(fang)法其非(fei)接觸性(xing)、實時性(xing)、靈活(huo)性(xing)和精確(que)性(xing)等特點可以(yi)有效地解決(jue)傳(chuan)統檢(jian)測(ce)方(fang)法存(cun)在的問題(ti)。另外，基于機器視覺的尺寸測(ce)量方(fang)法不(bu)但可以(yi)獲得尺寸參數，還可以(yi)根(gen)據(ju)測(ce)量結果及時給出(chu)反饋信息，修正加(jia)工參數，避免產生更多(duo)的次品(pin)，減少企業(ye)的損失。

測(ce)(ce)量(liang)(liang)工(gong)件的各(ge)種尺寸參(can)數(shu)，如長度(du)測(ce)(ce)量(liang)(liang)、圓測(ce)(ce)量(liang)(liang)、角度(du)測(ce)(ce)量(liang)(liang)、線(xian)弧測(ce)(ce)量(liang)(liang)、區域測(ce)(ce)量(liang)(liang)等，基(ji)(ji)于機器視覺的自動檢(jian)測(ce)(ce)和判定系統，可(ke)以對多(duo)種型(xing)號的孔(kong)徑(jing)的內外(wai)側尺寸、橋寬、槽寬等參(can)數(shu)進行自動測(ce)(ce)量(liang)(liang)和判定，檢(jian)測(ce)(ce)出工(gong)件相(xiang)關區域的基(ji)(ji)本(ben)幾(ji)何(he)特征。

因此，在提取出零(ling)件(jian)的邊緣(yuan)或零(ling)件(jian)的角點(dian)之后，如何檢測工(gong)件(jian)的幾何特征(zheng)、形狀參數、位置尺寸等是機器視覺系(xi)統軟(ruan)件(jian)在后臺工(gong)作的主(zhu)要內容。

基于工(gong)業生(sheng)產線(xian)上對不同零部(bu)件尺(chi)寸的檢測(ce)，機器視(shi)覺的零部(bu)件尺(chi)寸檢測(ce)主(zhu)要分(fen)為圖像采集、圖像分(fen)析處理(li)、顯(xian)示結果及控制三(san)個部(bu)分(fen)。

軟件實現(xian)工件尺寸(cun)檢測包括圖像(xiang)采集、圖像(xiang)處理(li)、特征提取、尺寸(cun)計算以及結果輸出等，其(qi)基本流程如下所示(shi)。

圖像采集→圖像處理→特征提取→尺(chi)寸計(ji)算→輸出結果

03尺寸測量檢測應用范圍

電子元器件(jian)(jian)，汽(qi)車零部(bu)件(jian)(jian)，手機零部(bu)件(jian)(jian)，螺絲(si)螺母，五(wu)金(jin)件(jian)(jian)，磁性(xing)材料(liao)，塑料(liao)、陶(tao)瓷、紐扣等復合(he)材料(liao)構件(jian)(jian)，鎂、鋁(lv)及(ji)其(qi)合(he)金(jin)件(jian)(jian)等皆(jie)可使用機器視覺檢(jian)測技術檢(jian)測。

機(ji)器視覺檢測對(dui)比傳統(tong)產(chan)品檢測方式具(ju)有(you)客觀性(xing)、非接觸(chu)性(xing)和高精度等特點(dian)。特別是在工業生產(chan)領(ling)域中，在重(zhong)復和機(ji)械性(xing)的工作(zuo)中具(ju)有(you)強大的應用價(jia)值，對(dui)生產(chan)制(zhi)造商來說產(chan)品質(zhi)量有(you)保證(zheng)，企業才能提高產(chan)品競爭(zheng)力還能實現長(chang)遠發展。

04尺寸測量檢測案例展示

案例(li)1：圓直(zhi)徑、孔距檢測(ce)

檢測需求

1.大孔(kong)直(zhi)徑，4個小孔(kong)的直(zhi)徑

2.大孔到4個小(xiao)孔的(de)距離(li)

3.4個小孔有無開(kai)孔，有無異物（絲錐）

4.邊上2孔(kong)有無開孔(kong)，有無異物（絲錐）

考慮到待檢測的孔徑、距離(li)、有(you)(you)無(wu)開孔、有(you)(you)無(wu)異物等，能夠建立在(zai)2D的基(ji)礎上很好(hao)的檢測出來，所(suo)以不需要建立3D傳感器系統，在(zai)這里我(wo)們使用2D檢測，以下是2D檢測的示(shi)意圖(tu)：

裝置示意圖

因為2D相機無法很好(hao)地處理待測物(wu)體(ti)吸光(guang)(guang)(guang)、高反光(guang)(guang)(guang)的(de)特性，為了使相機從待測物(wu)體(ti)上采(cai)集到(dao)更有(you)利(li)于軟(ruan)件處理的(de)圖(tu)像(xiang)信息，就必須找到(dao)恰(qia)當的(de)打(da)光(guang)(guang)(guang)方(fang)式，在(zai)這(zhe)里(li)我們(men)經過多次(ci)試驗，最(zui)后決定使用條形(xing)光(guang)(guang)(guang)源和(he)環狀光(guang)(guang)(guang)源配(pei)合打(da)光(guang)(guang)(guang)的(de)方(fang)式來對待測物(wu)體(ti)進行打(da)光(guang)(guang)(guang)。

檢測效果圖

案例2：螺栓的重要尺寸測量

由于(yu)螺(luo)栓需要(yao)同(tong)螺(luo)母或其他具有內螺(luo)紋(wen)的(de)(de)工(gong)件配合，螺(luo)牙的(de)(de)加工(gong)精(jing)度及公差就決定(ding)其配合精(jing)度，在(zai)螺(luo)栓的(de)(de)尺寸(cun)檢(jian)測中(zhong)，其主要(yao)檢(jian)測螺(luo)紋(wen)的(de)(de)螺(luo)距，牙型角(jiao)，中(zhong)徑等(deng)尺寸(cun)。

案例3：連接器主要部位尺寸測量

隨著連(lian)接(jie)器功能的不(bu)斷(duan)增(zeng)(zeng)加(jia)，其(qi)結構越來越復雜，體積也(ye)越來越微型化，連(lian)接(jie)器尺寸測量和外(wai)觀缺陷檢(jian)測工作的難(nan)度也(ye)在不(bu)斷(duan)增(zeng)(zeng)加(jia)。

傳統的人工檢(jian)測(ce)方式越來越無法應對(dui)連(lian)接器產(chan)品的質量檢(jian)測(ce)要求，必須通過(guo)機器視(shi)覺自動化檢(jian)測(ce)設備來確保檢(jian)測(ce)的精(jing)度(du)、效率和準確率。

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