凸轮轴作为发动机的核心部件,其轮廓精度影响着发动机的性能。利用传统接触式测量方法能够实现凸轮轴的高精度检测,但在某些生产自动化程度较高场合,却难以兼顾测量的快速高效性且会对零件表面造成损伤。因此,本文利用机器视觉技术对凸轮轴测量系统展开研究,目的是实现凸轮轴零件的在线测量。主要研究了以下内容:首先,从测量系统的功能需求出发,本课题采用线阵相机作为测量敏感元件,依据线阵相机图像采集原理确定测量系统的控制与采样方式,进而对凸轮轴测量系统进行了总体方案设计与电气方案设计,依据设计方案对测量系统的电气硬件和光学硬件进行了选型。其次,依据凸轮轴测量系统电气系统的控制原理设计了凸轮轴测量系统电气总体架构,据此对电气电路图进行绘制,并对凸轮轴测量系统样机进行搭建。同时,确定了利用等间隔的采样方式对凸轮轴各截面进行采样,计算出了合理的采样间距,并给出基于线阵相机测量凸轮轴零件的测量轨迹规划方法。最后,依据测量软件功能需求对测量软件界面架构进行设计,进而对测量软件的图像信息采集、伺服控制、系统边缘标定等功能进行了分析,并采用c++语言对凸轮轴测量软件进行开发。同时,对数据处理方法进行研究,通过实测数据的处理,基于标定系统完成了对凸轮轴的相位角、凸轮升程误差、轴径处的圆度与圆柱度的测量与评定。实验表明能够在一次装夹的条件下完成凸轮轴零件形位误差的综合检测,实现凸轮轴零件快速精密测量。本课题基于线阵相机通过开发凸轮轴测量专用软件实现凸轮轴零件的在线测量,可以为企业提高生产效率、降低成本,能够为数控凸轮轴零件光学精密测量系统开发提供技术支撑,对凸轮轴的精密高效测量具有重要的意义。