工件表面质量是工件质量的重要组成部分，也是工件价值的重要保障。目前工件表面质量的检测方法主要依赖于人工检测等低效率的检测方法。而机器视觉检测技术作为一种无损伤、高精度、高效的现代检测手段，在高速检测领域中发挥着巨大的作用。本文的研究对实现机器视觉工件表面质量高速在线检测具有重要意义。本文研究了基于机器视觉的工件表面高速在线检测关键技术。主要研究内容如下：1.基于机器视觉的高速在线检测方法的研究。提出了一种应用于高速检测场合的机器视觉工件表面在线检测方法，研究了高速在线检测方法的关键技术要点，主要包括检测精度、视场大小、检测效率、运动模糊、工件定位的分析。针对由传送机构表面和工件表面的振动引起的高速在线尺寸检测误差问题，提出了一种振动误差补偿方法，提高工件尺寸检测精度。以上的检测方法能够实现移动工件图像的准确采集，为后续的图像处理提供清晰、定位准确的原始图像，并在图像采集环节上提高了工件表面质量检测精度，对于一般工件表面质量检测具有一定的借鉴意义。2.基于机器视觉的高速在线检测系统的设计。根据高速在线检测方法设计了一套基于机器视觉的工件表面质量高速在线检测系统。系统能够独立的完成工件的上料，图像采集，图像处理以及剔料。设计了检测系统的硬件、软件和辅助装置部分。硬件设计包括工件位置探测、基于面阵相机的高速图像采集、振动误差补偿等部分。工件位置的探测通过高精度延时来实现；振动误差补偿通过对工件振动位移的在线测量实时修正光学系统放大倍率，并减小曝光时间控制运动模糊来补偿振动对尺寸检测带来的误差。设计了检测系统硬件运行时序。软件部分设计了检测系统的软件体系，驱动各个硬件模块按照检测流程正常工作，完成对工件表面质量的处理及分析。辅助装置部分主要包括上料机构的实现，定向导轨的设计，剔料部分的设计等。系统设计了高精度定位模块、振动误差补偿模块和高速图像采集模块，能有效提高工件尺寸检测和表面质量检测的精度。3.设计了检测系统的相关实验环节。分析了实验环境，并完成了高速相机帧率实验、异步复位信号实验和闪光曝光同步性实验，验证了采集信号的稳定性和高速在线图像采集的可实施性。完成了工件尺寸在线检测、振动误差补偿和图像表面质量检测实验。对同一工件的重复测量，测量结果稳定可靠，验证了该实验具有一定的可重复性。本文设计的在线检测方法能够满足工件表面高速在线检测系统的检测精度和检测效率，实现了工件表面质量的非接触高速实时在线测量。尺寸测量精度达到了0.05mm，检测效率达到20片/秒。