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       机加工零件表 面 由于在加工过程 中的刀痕 、切屑 分离时的塑性变形、机床设备的高频振动等影响所产生 的微 小的峰谷称为表面粗糙度 。表面粗糙度直接影响产 品质量 ，快速 、准确地测量表面粗糙度对于提高产品质 量、改善加工条件等均具有重要意义。 目前机加工表面 粗糙度测量方法有接触式和非接触式测量 。接触式测 量法即传统的触针扫描法，测量结果稳定可靠 ，测量灵 敏度和横 向分辨率较高。测量过程中触针与表面始终保 持接触只能对表面进行一维测量，测量效率低 。接触式 测量尽管对测量力进行了严格控制 ，但不可避免地会划 伤表面和磨损触针 。非接触式测量 以光学法为主 ，如光 切法、干涉法 、散射法和激光法等 ，光学测量方法对软质表面无损伤 ，但对光源和测量环境有严格要求，调 节光学仪器时人为的主观误差将使测量误差增大 ，且 自 动化程度 不高，效率低 。机器视觉测 量技术具有非接 触、高精度的优点 ，不仅可 以实现在线测量，而且测量 速度快 、精度高，是表面粗糙度测量的发展方 向。

       图像的边缘是 图像的基本特征 以图像局 部不连续 的形式 出现，表示图像中一个区域的终结和另一个区域 的开始 。图像 的边缘信息包括了 目标图像的轮廓信息 ，常用 的经典边缘检测算子有Rober t s、Sobe l 、Pr ewi t t 及Ca nny算子等，但是这些算子的精度均为像素级，不能 满足高精度 的边缘检测要求。亚像素边缘检测是通过分 解边缘附近 的像素来精确定位、细化边缘的方法，常用 的算法有形心法、灰度重心法、拟合法和空间矩法等，其中利用矩原理的Ze r ni k e典的正交矩分析方法，除了对 图像的几何变换具有旋转不变性外，还具有 良好 的抗噪能力和图像识别能力。

       本文利用光切显微镜和CCD成像系统获取零件表面 粗糙度的轮廓 图像，通过改进Ze r ni ke矩方法提取了轮廓 的亚像素边界，在此基础上采用最小二乘拟合法确定了 轮廓基准 中线 ，根据 国家标准建立了轮廓 的算术平均偏 差Ra的数学模型，实现了机加工表面粗糙度 的非接触 、 高精度测量。

 

 

       光切法测量原理如图l 所 示，光源的光线经狭缝及 物镜形成带状光束以45。角的方 向投射到被测表面 ，由 于被测表面不是一个理想的光滑反射面 ，表面具有微小 的峰谷，如 图1 ( a) 中S点为波峰，S 点为波谷 ，峰谷点产 生反射 ，分别成像在a与a’ 点，在 目镜中可 以看到如图 1 ( b) 所示的与被测表面相似的弯曲光带，该光带反映了 被测表面的微观几何形状 。