机加工表面粗糙度的光切显微成像测量方法与试验研究

摘要

为了改善机加工表面光切显微图像的轮廓提取效果，提高表面粗糙度的测量精度，在建立了基于光切显微成像的机加工表面粗糙度测量系统的基础上，针对光切显微图像提出了基于Zernike矩的轮廓亚像素边缘检测算法，建立了最大类间方差法与传统Zernike矩相结合的模型，提高了亚像素边缘点的定位精度。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。试验结果表明，在机加工表面精度等级在7～10级时，算法耗时约15ms，该方法所测量表面粗糙度的相对误差不超过5%，具有较好的精度和实时性，提高了测量效率。