电液伺服阀是一种变电信号为液压信号以实现压力或流量控制的转换装置,是电液闭环控制系统中的关键元件。作为伺服阀前端部件的力矩马达,将输入的电信号通过特定设计的结构转换成力矩,伺服阀力矩马达衔铁组件间气隙(下文简称马达气隙)的装配精度对伺服阀的性能有重要的影响。由于气隙结构小,对装配精度要求高,操作者在显微镜下测量效率不高、精度不足,影响伺服阀在使用中的稳定性和可靠性。本文基于机器视觉原理,开发了力矩马达气隙显微视觉检测系统,从自动聚焦和图像处理两方面,对检测技术开展了一系列研究。针对力矩马达气隙结构紧凑、装配精度要求高的特点,设计开发了以显微视觉单元为核心,包括传动单元、电控加载单元和装调单元等组成的检测系统及控制部分；在实现对各功能单元的自动控制基础上,引入多线程技术实现两套视觉单元并行测量,显著缩短了测量周期,设计了可视化界面对气隙测量数据进行曲线展示。根据显微光学系统的成像原理,分析了聚焦图像的数学特征,并从图像清晰度函数和聚焦搜索策略角度,对显微自动聚焦技术展开了研究。为了选择最优的清晰度函数,设计了2个函数特征参量和5个函数性能评价指标,采集序列图像对多组时域清晰度函数进行计算和分析,优选出了分别用于粗聚焦的方差函数和精聚焦的Brenner函数。在分析传统爬山法的基础上,结合优选清晰度函数的特征参量,提出了改进爬山法,通过可测聚焦位置的对比聚焦实验,对斐波那契法、传统爬山法和改进爬山法3种聚焦搜索策略进行比较,验证了聚焦算法在精度和效率两方面的综合性能。对自动聚焦获得图像进行图像处理,测量气隙的静态间距和加电变化,并为后期装调提供依据。首先对图像设置图像处理ROI,设计了基于图像轮廓边缘的自适应ROI区域识别方法；对ROI区域内的图像进行处理,采用双边滤波操作处理图像,借助大津阈值法获取灰度阈值对图像进行分割,采用开运算对边缘的细小毛刺进行分离,对处理后的边缘进行提取,通过边缘过滤锁定目标边缘。在边缘提取的基础上,采用最小二乘法对边缘拟合直线,计算采样点到拟合线的平均距离,通过与工具显微镜的测量结果进行比较,证明了气隙静态测量的准确性、稳定性和快速性。基于精密电源的串口通信和图像匹配算法,实现对气隙运动变化的测量,5组重复试验验证了电流区间测量平均变化量的最大波动为1.4 μm/mA。最后对动态测量结果进行装配结果分析,为随后的精密装调提供了依据。