机械加工零件表面纹理缺陷检测方法研究

2016-12-01邵阳学院机械与能源工程系湖南邵阳422000

山东工业技术 2016年11期

田　浩（邵阳学院　机械与能源工程系，湖南　邵阳　422000）

机械加工零件表面纹理缺陷检测方法研究

田浩
（邵阳学院机械与能源工程系，湖南邵阳422000）

摘要：随着我国工业发展水平的提高，工业生产现代化程度越来越高。面对消费者对于产品质量的要求越来越高，很多企业也是通过各种手段来提高机械加工零件的质量水平。而在这之前，企业往往会对机械加工零件的表面进行全面的检测，检测内容主要包括零件的纹理、光滑度等方面，这也是产品生产过程中对零件质量进行检测和控制的重要流程。笔者通过对机械加工零件纹理缺陷检测的重要性的分析，指出了现实生产过程中较为常见的检测方法，以期能够提高机械加工零件质量水平。

关键词：机械加工；零件表面；缺陷检测；方法

0　前言

现代工业机构对于机加工产品质量要求越来越严格，尤其是对于精密类的仪器，对其表面纹理缺陷的检测已经被广泛应用到机加工的生产过程中。我国工业化程度越来越高，这也刺激了国内对于机械加工零件的需求量，许多机械加工企业瞄准契机，把握机遇，并且积极利用机加工零件表面纹理缺陷检测等各种手段，以提高生产的零件质量。不同的机加工零件有其不同的特点，在加工过程中也要注意灵活运用结构分析法、滤波器检测法等对其进行纹理缺陷的检测。但是现阶段的检测方法对于检测尺寸较大的机械加工零件较为准确，而对于较小尺寸的零件缺陷检测的精准度较低，不能达到预期的效果。机械加工生产的零件表面纹理或多或少都会出现瑕疵，但是在实际过程中我们没有办法精准预测零件表面的某些缺陷，这时就需要我们寻求一些机械加工零件表面纹理缺陷检测的手段，对零件表面缺陷进行较为准确的检测和分析。

1　机械加工零件纹理缺陷检测的重要性

现代化的工业生产不断发生着激烈变革，现代化的机械加工生产作业作为现代工业生产的构成部分，机械加工企业需要时刻保持“以质量为根本”的生产意识，通过提高产品质量来提高企业综合竞争能力，保持企业活力，因此机械加工零件质量的好坏对于机械企业健康发展的影响极大。众所周知，现代的机器一般都是由各种构件和零部件接连而成的，如果机器所用的零部件质量不过关，可能会影响机器正常的运行，严重时还可能造成更为惨重的损失和后果。机械加工生产过程中，零件的生产可能会受到各种各样因素的影响，比如材料本身的特点、加工刀具的变化、加工程序的复杂性高或者难度高等等，都会对零件表面造成或大或小的影响，常见的零件缺陷主要为反光特性差，零件尺寸不合适或者方向不准确等等。如果仅仅通过传统的检测方式，不利用新型的检测技术，往往会让我们难以发现微小的纹理缺陷。因此，对于机械加工零件纹理缺陷检测极为重要，企业应当加强对机械零件表面纹理检测的力度，这既是经济发展的需求，也能从一定程度上促进社会的发展和变革。

2　机械加工零件表面纹理缺陷检测方法

在实际生产加工过程中，对零件表面的纹理缺陷检测方法主要通过对图像的识别、纹理的提取、区分噪声与纹理缺点以及计算等多种方式。下面对这几种常见的纹理缺陷检测法进行一一简要介绍。

2.1图像识别

首先，图像识别是最为广泛应用的检测方法之一。检验者一般通过对机械加工零件表面进行滤波处理，实现对零件表面的背景图像的辨析和识别，这种方式能够提高机械加工零件表面图像的纹理清晰度，相当于对机械加工零件表面图像进行了PS中的提高像素的处理，这样就能增加零件纹理缺陷图案的可分辨度，减少零件背景图案对于纹理缺陷图案的干扰，更加清楚地分辨和区分机械加工零件的背景纹理图案和缺陷纹理图案，较好地检测出零件表面可能存在的纹理缺陷。运用图像识别方法时要注意周围环境因素的影响，因为噪音会对滤波产生影响，从而影响零件表面纹理缺陷检测时呈现出的纹理的清晰度和区分背景图案的准确度，因此检测时要尽量周围环境的干扰，提高检测的精准度。

2.2纹理提取

除了对机械加工零件背景图案及纹理进行图像识别之外，还可以通过对机械加工零件表面的纹理图像进行较为全面的提取，并借助相关仪器对这些图案进行仔细观察和分析处理。实际检测中，提取机械加工零件表面纹理通常采用二阶统计进行度量，并且还要使用专业的计算机系统软件对提取的纹理进行分析和处理，而后要仔细整理纹理图案的数据，辨别区分纹理背景和纹理缺陷的图案，通过纹理提取来检测出机械加工零部件表面纹理缺陷。

2.3区分噪声与纹理缺点

在机械零部件实际生产加工过程中，第三种常用的检测方式就是通过进行图像分割，有效区分噪声和纹理缺点的区别，该方法不仅可以单纯地对零件进行缺陷检测，还能够对发现的纹理缺陷进行相应的处理。噪声点分布不均，随机性较强，机械加工零部件纹理的形状也不尽相同，这样就容易导致噪声点与纹理缺陷相互干扰，混淆检测效果。开运算滤波在对于噪声处理的效果优于闭运算，能更清楚地发现机械加工零件表面纹理缺陷所在，零件纹理检测时，应当有效利用图像分割法，这样既能够抑制噪音的影响，有利于空间域图像的还原保真，又能在一定程度处理零件纹理缺陷，可谓一举三得，因此在实际生产过程中被广泛应用于机械加工零件缺陷图案的检测。在使用图像分割方法进行零件表面纹理缺陷检测时，要注重对其关键细节的优化处理，必要时运用技术手段和数学工具对于关键位置的图案形态进行重建和修复。总之，这种方法能够在一定程度上提高检测机械零件纹理缺陷的精确度，并且可以增强零件纹理图像的完整性。

2.4计算

在实际加工产生过程中，要对机械加工零件表面纹理进行检测，首要进行的工作就是对机械加工零件本身的特点进行分析，并根据其表面纹理图像的特征，利用像素数据的空间关系形成共生矩阵，结合实际的数学规律，计算出平均值，这个平均值就是通常所说的纹理特征向量。其次，要通过连接计算机系统，对图片进行在线处理、分析和检测，利用图像处理卡以保障提取的纹理缺陷数据信息的稳定性和处理所得图像的精准度，分析零件表面纹理缺陷产生的原因。最后，也是最为关键的一步，就是要“对症下药”。针对原因提出有针对性的措施和对策，并找出具体的科学可行的解决方法。这样才是对零件表面纹理缺陷检测的价值所在，有利于提高机械加工零件产品质量。