文档介绍：国内图书分类号：TN762;
工学硕士学位论文
基于机器视觉的光栅表面缺陷
检测系统开发
硕 士 研究生： 冯 超
导 师： 王义文
申请学位级别： 工学硕士
学 科、专 业： 机械制造及其自动化
所 在 单 位： 机械动力工程学院
答 辩 日 期： 2014 年 3 月
授予学位单位： 哈尔滨理工大学
Classified Index：TN762;
Dissertation for the Master Degree in Engineering
The Development of Detection System
for Grating Surface Defect Based on
Machine Vision
Candidate： Feng Chao
Supervisor： Wang Yiwen
Academic Degree Applied for： Master of Engineering
Specialty： Mechanical Manufacture and
Automation
Date of Oral Examination： March, 2014
University： Harbin University of Science and
Technology
基于机器视觉的光栅表面缺陷检测系统开发
摘 要
随着测控技术的快速发展，光电编码器应用于诸多领域。光栅盘作为光电
编码器的核心元件，其表面编码图像是否存在缺陷，对编码器的分辨率、测量
精度和使用性能具有重要影响。目前，光栅表面缺陷检测主要采用人工目检的
方式，具有检测精度低、检测效率低和自动化程度低等特点。针对上述不足之
处，本文设计并搭建了光栅表面缺陷检测系统硬件平台，实现了光栅表面图像
的自动化展开，开发了光栅表面缺陷检测软件，实现了光栅表面缺陷半自动交
互式检测和缺陷条码的自动分割。
首先，根据光栅表面图像的成像要求和展开原理，完成了 CMOS 相机、变
焦镜头、电动二维平移台、步进电机和显微可调支架的选型；设计并加工了光
栅表面图像展开机构，包括箱体、专用透射光源和光栅快换夹具，并对展开机
构的运行原理做了简要概述。
其次，基于机器视觉和数字图像处理技术，开发了光栅表面缺陷检测软件；
简要介绍了半自动交互式检测系统的功能组成；详细分析和列举了缺陷图像处
理系统的分割原理和运行效果，最终实现了缺陷条码的自动分割。
再次，根据已搭建的硬件平台和控制要求，设计了软件和控制键盘双控模
式。提出了控制系统的总体方案，分别概述了双控模式的控制原理，介绍了串
口通信、MPC08SP 运动控制卡、控制键盘和数据转换器，分析了光栅回原点运
动、快速对准运动、翻页式运转和间隙补偿的原理，比较了双控模式的优缺点。
最后，为验证硬件平台和检测软件的可行性和准确性，分别进行了两组实
验。通过半自动交互式检测实验