小模数齿轮尺寸精细、传动平稳,被广泛应用于钟表、航空仪表及精密光学仪器中,其结构复杂、体积小,且需要检测的几何参数多,给齿轮的检测工作带来了一定的难度。国内大多数齿轮生产商采用的是传统的接触式测量方法,这种测量方法不仅劳动工作量大、测量时间长、精度不足,而且不适合生产过程中在线检测。研究基于机器视觉、虚拟仪器等技术的齿轮尺寸测量方法,不仅能实现在线精密测量,而且具有稳定可靠、高自动化和高智能化等诸多优点。本文利用摄像机捕捉齿轮图像信息,通过计算机进行齿轮参数的测量计算和判断,结合机器视觉技术和虚拟仪器技术,研制一套针对齿轮尺寸的自动图像测量系统,实现对渐开线直齿圆柱齿轮的几何参数非接触式在线测量。在对工业数字摄像头、CCD镜头及照明光源等视觉系统硬件进行分析的基础上,结合双联齿轮的自身特征及质量检测指标要求,做出最佳设计方案,测试精度和经济性方面都得到良好保证。深入研究了齿轮图像的数字滤波及图像分割问题,提出迭代阈值与最大类间方差区域切割综合法,解决了大小齿轮图像分割的难题。运用IMAQ Vision进行高级边缘检测,将边缘提取精确到1/10亚像素级。充分利用LabVIEW和IMAQ Vision编制软件,采用模块化设计,检测了大小齿轮圆孔尺寸、齿距、模数、单个齿距偏差、齿距累积偏差、齿距累积总偏差等几何参数,并做出误差分析。实验表明,本系统能自动、可靠地完成齿轮尺寸的测量,通过智能判断,剃除不合格产品,测量精度达到检测要求。在生产中不仅减少了人工工作量、提高了测量效率,也能整个生产系统更加智能、自动化,具有广阔的市场前景。