基于机器视觉粗糙度的检测方案

在机械零件切削的过程中，刀具或砂轮遗留的刀痕，切屑分离时的塑性变形和机床振动等因素，会使零件的表面形成微小的峰谷。这些微小峰谷的高低程度和间距状况叫做表面粗糙度, 也称为微观不平度, 它是一种微观几何形状误差。产品的工作性能、可靠性、寿命在很大程度上取决于主要零件的表面质量，因而粗糙度是重要的工业参数。

非接触式粗糙度检测设备采用激光三角法原理对被测物体表面和激光器之间的距离变化进行测量。该方法提供了通过一台千兆网工业相机精确测量某一平面位移值的理论根据，从而将对工件表面高度变化值的测量转化为对相机成像面上光斑中心位置偏移值的测量。

激光三角法属于无接触测量，测量时，由光源发出的一束激光照射在待测物体平面上，通过反射最后在检测器上成像。当物体表面的位置发生改变时，其所成的像在检测器上也发生相应的位移。通过像移和实际位移之间的关系式，真实的物体位移可以由对像移的检测和计算得到。

利用激光三角法测量原理测量工件表面高度变化的精确度很高， 理论精度可以达到±0.01mm 以下。我国目前将激光三角法应用于粗糙度、平面度以及工件高度和三维形状的检测技术方面的研究工作还做的很少，相关的文献资料基本上也没有，无先例可以参考借鉴，而在其他的加工领域，激光三角法已有不少应用的先例，如激光切割高度跟随系统精度在 0.01mm，国产的锡膏测厚仪精度在 0.1µm，激光测厚仪精度在1µm。

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