轮廓类精密机械零件尺寸测量技术探析

谭秀梅

摘 要：探索机器配件大小度量问题，提升度量结果的精准度。对于以往配件大小的度量方式中，肯定或多或少的存在度量差异。针对规模较小的高精准度配件测量时，因为精准度高的工件尺寸对精准度要求严格，度量中较小的差异对结果都会有不良影响，致使精密工件测量效果精准度不高。为了处理上面所说的问题，提议误差弥补方式的精密机器工件大小度量方式。经过便宜量差异弥补，在错位方位找到最适宜的判断位置，在展开大小距离差异弥补，同时综合便宜以及距离的双弥补形式，可以精准的算计出工件的大小，改善以往方式的不足，实现精密机器工件大小的精准度量。试验表明，改善方式在很大程度上提升度量的精准性，有很好的成果。

关键词：精密零件；尺寸测量；误差补偿

1 引言

伴随着科技的前进，制造程序自动化快速前进以及精密制造的普遍使用，对制作的机器工件的精准性要求越来越高，精密性工件的大小度量问题也慢慢的受到人们的关注，现代化工业制造的水准是凭借精准的工件大小度量措施。现在机器工件变得更加繁琐，从单一模型朝着多模型前进，精密性高的工件日益增多，各种各样的工件对外表的需求也日益增多，所以对大小度量检测措施也日益提升。现在机器工件很多都是使用工厂加工线的加工形式，巨量的工件是从分散在各个不一样地方的工厂制造，然后装置在一件产品中，因为不一样的范围制造加工规模不一样，这就需要提升对每一个工件大小测量的精密度，检测它是不是符合标准。由于工件大小是不是精确，对机器设备等各式设施的品质、工作状况、安全性、抗磨性、噪音以及工作時间都有着很大程度的影响，所以有关智能的工件大小度量手段也慢慢的成为学者探索的对象。

2 零件尺寸测量原理

现在对于机器工件大小度量的手段主要是经过人工进行检测，借助特殊的工具实现大小的度量，对于智能化的工件大小度量大多是经过提取工件的大小边沿像素，之后和完整的工件照片进行对比开展相减操纵，借助相减的差异值经过直径抑或角度值进行算计，获取真正的大小，在设立的工件大小的缺陷阀值时，假如得到的数值要比阀值大，那么就能够认定工件大小是不达标的，如果得到的数值要比阀值小，那么经过计算，得到真正的阀值，这种计算方式的详细检测道理，是根据：

2.1 零件图像的初始化

零件图像初始化。考虑到零件所处的不同环境的变化，光照限制等实际的情况，对采集的零件图片边沿可能因为细微的缺陷原因造成像素丢失，影响下一步尺寸计算的结果，通过一些图像的预处理可以很好的提取更多零件的边沿尺寸信息。

2.2 零件待计算像素定位

在像素的基础上计算工件大小的手段具有一点问题。使用阀值的宗旨是考虑在度量大小的过程中存在差异。不过当要进行测量的工件是高精准性时，对于一些高精准度的大小使用像素距离方式没有办法精确的计算出来，如果工件的图片和规范大小图片之间只有很细小的差距时，计算出来的结果和规范数据差不多，没有太大出入，大小的差异不符合阀值需要，会判断为合格产品。不过这对精准度高的工件来讲，这种算计差异已经是错误辨别工件大小不达标的根据，所以不能够实现对工件高精准性的度量，致使计算方式对精准性工件大小度量的准确性干扰。

针对传统算法的缺陷，本文提出一种基于误差补偿的零件尺寸计算方法。通过补偿计算过程中产生的误差，解决了上述算法中的问题，使其能够比较精准的计算高精密零件尺寸，提高计算精度。

3 误差补偿的零件尺寸测量

度量精准性工件最经常使用的方法是算计用位置对比方式，经过将需要进行测量的工件定位在规范大小模型上，其定位大小为依据确定大小，定位方位能够划分为等待检测工件点、线面的地方。针对小型但精准度高的工件来讲，精准性大多在二毫米以内。现在在定位度量的基础上关键是在坐标的差异程度为基础开展算计，使用像素视觉的措施，可以减少对高精准度工件的直接触碰，降低误差，迅速精确的得到每个孔的大小以及方位度差异，精准的得到工件的大小。

3.1 初步误差计算分析

对一个高精密空间均匀分布的机械零件进行尺寸测量，能够得到误差极小的结果，一般的结果误差范围都在小数点后 2 位，这样的测量结果对一般的机械零件也能够满足要求了，但是对于一些高精密零件来说，这样的结果还是略显粗糙，需要得到更为精密的结果。因此需要在原来的基础上进行一系列的补偿工作。

3.2 偏移误差补偿

上文求出的结果不够精准的一个主要原因就是偏移误差不够精确。偏移误差是相对于真实的偏移角度来说的，所以要求出高精度的偏移误差就要先确定真实的、准确的偏移角度，一旦高精密零件真实的偏移角度确定以后，根据其与相邻零件组成不分的结构特性，也能求出一个相对准确的偏移误差补偿量。

确定精密零件真实偏移量的原则是，真实的偏移误差位置应该满足条件最小收敛性，也就是这个实际误差值应该是所有相关部分与其对比后，求出的共性误差最小的那个值。

3.3 距离误差补偿

距离差距是，在进行一些距离算计时不能够完全的获取真实的数据存在一定的差异，下面论述了对偏移差异开展弥补，获得最佳的方位度量数据。测量距离时，任何点的选择对最终的度量成果都存在影响，只要有一个点没有选择对，那么测量数据就肯定会存在差异，选择不对的点越来越多，那么最后获得的数据和实际数据就相差越多，为了补偿这个误差，对高精准度的机器工件开展距离差异弥补，综合上一节的便宜差异弥补，获取最佳距离位置，获取最真实的大小值。

在偏移角度误差确定之后，通过弥补角度上的不足来求得距离误差，如果实际测得的距离尺寸数据比真实的数据要大，误差设为正向，可以利用计算出的较大误差对对应的点进行距离补偿，距离尺寸补偿的原则也是要求满足共性收敛的条件，即距离补偿后没点的平均距离误差达到最小，也就是距离补偿后平均距离误差达到最小。具体的方法步骤如下：

（1）找到偏移度最大的测试点，测得该点的偏移角度，设为a。

（2）计算出补偿的单位距离q，根据计算出的最大补偿距离，除以补偿的次数，就是单位补偿距离，最大补偿距离为多层实际测得距离与实际距离的差值的平均距离。

（3）计算偏转角度后，把角度除以需要偏转的次数，求出每次需要偏转的角度，按次偏转，记录下每次偏转后的距离误差值。

（4）没偏转一次，与实际误差值进行做差操作，求出移动后每次的误差值，运用每次得到的结果迭代计算，使得求得的值逐渐变小。误差成下降趋势。

（5）假如获取的差异结论数据没有改变，表明差异结论已经降到最低，获得的最后距离差异为弥补差异，使用这种结论对最终结论开展弥补操纵。

使用上面所讲述的方式，可以精准的对高精准度机器工件的大小度量结论开展弥补。最终实现精准度量。

4 结束语

文章提出了一种在误差基础上进行弥补的高精密机器工件大小度量方式。经过对工件开展大小度量偏差以及便宜角度度量差异的弥补，准确度量高精密工件的真实大小。防止以往算计中具有的毛病，伴随着工业智能化的前进，文章中提出的算计方式具有现实以及实用意义。

参考文献

[1]孙亦南，等. 二维几何图形测量中的边缘定位算法研究[J].计算机仿真，2011，4：35-37.

[2]张少军，苟中魁. 利用数字图像处理技术测量直齿圆柱齿轮几何尺寸[J].光学精密工程，2004，12（6）：619-625.

[3]刘建群，等.改进的随机Hough变换在检测多圆中的应用[J].微计算机信息，2007，10（1）： 288-290.