垫片在机械工业中的应用十分普遍,不同形状、组合以及材质的垫片常会起到牢固密封以避免泄露、缓冲减震以减轻碰撞磨损、增大接触面积以防止连接松动等作用。某企业加工用于军用设备上的合成革垫片,同时该种材质的垫片在多种设备上均有使用,且大都为形状和大小差别较大的非标准零件。现阶段企业的员工采用的是先人工测量垫片安装位置的相关尺寸,然后在计算机上绘制图形后运用专门的切割设备实施合成革垫片的生产,这样的方式不仅效率低、无法保证加工精度,还需要操作者掌握测量与公差、计算机辅助设计等多门技能,这也在一定程度上增加了企业的培训开支。本文针对以上问题进行研究,旨在通过机器视觉技术的应用来提升现有合成革垫片加工的效率与精度,为此主要做了以下工作:首先,提出了一种结合机器视觉技术实现垫片数控加工的系统。对视觉系统中最主要的相机、镜头和光源的类型进行了选择,实现了针对实际需求的机器视觉硬件搭建;重新设计了垫片切割设备,较原设备实现了体积的减小和灵活性的增加;选用了MATLAB作为机器视觉算法开发的软件,为程序的编写和功能的集成提供了基础;使用张氏标定法实施系统标定以得到相机内外参数。其次,制定了图像处理模块的流程。其中的核心是图像中噪声的有效去除和图像分割,为了得到更好的去噪效果而对最小均方差滤波器进行了改进,为了更有效地分割图像中的目标与非目标而提出了一种基于目标灰度的图像分割法,再结合经典的Canny算子实现了目标边缘的良好获取。再次,明确了垫片加工所用数控代码的生成途径。通过轮廓跟踪法对目标边缘点排序后进行边缘拟合,提取拟合边缘点的坐标信息编写LSP文件,通过AutoCAD完成LSP文件的加载并保存为DWG文件以完成边缘的矢量化,DWG文件可以被Mastercam读取并结合些许操作后实现数控加工代码的生成。最后,通过MATLAB不仅对垫片切割机的切割运动进行了仿真,还设计了操作界面。将拟合后边缘点坐标导入使用改进型D-H法建立的切割机模型中,运用机器人逆运动学实现切割过程的模拟,验证了设备结构的合理性和切割运动的可行性;综合垫片加工中的各操作,设计了一款操作界面并通过实验验证了整个系统和算法的有效性和可行性。