機械加工零件表面紋理缺陷的檢測論文

　　摘要：產(chǎn)品質(zhì)量是人們對機械加工零件生產(chǎn)企業(yè)提出的主要要求。作為一種常見的質(zhì)量問題，對外銷售存在表面紋理缺陷的零件會影響企業(yè)的聲譽。為了避免出現(xiàn)這種局面，在出庫銷售之前，生產(chǎn)企業(yè)需要加強對機械加工零件的檢測。從機械加工零件表面紋理缺陷的引發(fā)原因入手，對機械加工零件表面紋理缺陷的檢測進(jìn)行分析和研究。

　　關(guān)鍵詞：機械加工零件；表面紋理；缺陷；檢測與機械加工

　　零件的其他質(zhì)量問題相比，表面紋理缺陷問題的檢測難度較高。在實際的檢測過程中，如果某零件存在表面紋理缺陷，則除了異常紋理之外，機械加工零件本身的背景紋理會對檢測結(jié)果產(chǎn)生干擾。正確的機械加工零件表面紋理缺陷檢測結(jié)果建立在背景紋理與缺陷紋理得到合理區(qū)分的基礎(chǔ)上。

　　1機械加工零件表面紋理缺陷的引發(fā)原因

　　從本質(zhì)角度來講，引發(fā)機械加工零件表面紋理出現(xiàn)缺陷的原因主要包含以下幾種：

　　1.1技術(shù)設(shè)備因素

　　機械加工設(shè)備會對零件的質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。與先進(jìn)設(shè)備相比，使用時間較長（接近使用年限）的生產(chǎn)加工設(shè)備更容易使得零件出現(xiàn)表面紋理缺陷。如果生產(chǎn)企業(yè)的資金充足，應(yīng)該盡量選用先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，并通過對設(shè)備的合理養(yǎng)護(hù)，避免生產(chǎn)設(shè)備對零件質(zhì)量產(chǎn)生影響[1]。

　　1.2外部影響因素

　　除了加工流程本身之外，外部因素也可能會對機械加工零件的質(zhì)量產(chǎn)生一定影響。例如，加工生產(chǎn)人員的誤操作可能使得零件表面出現(xiàn)劃痕。為了保證零件的質(zhì)量，在零件的加工生產(chǎn)過程中，需要利用有效的措施對整個過程進(jìn)行合理管理。

　　1.3加工流程因素

　　通常情況下，一個零件需要經(jīng)過多個加工環(huán)節(jié)才能加工完成。當(dāng)整個加工流程中的任意一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常時，最終獲得的零件產(chǎn)品都可能存在表面紋理缺陷[2]。

　　2機械加工零件表面紋理缺陷的檢測

　　這里以機械加工零件表面紋理缺陷檢測系統(tǒng)為例，分別從以下幾方面入手，對機械加工零件表面紋理缺陷的檢測進(jìn)行分析：

　　2.1基于紋理缺陷檢測系統(tǒng)的檢測流程

　　紋理缺陷檢測系統(tǒng)的原理為：機械加工零件表面的紋理具有較為顯著的方向性特點。當(dāng)零件表面的這種特點被破壞時，被檢測零件存在紋理缺陷的概率相對較高。機械加工零件表面紋理缺陷檢測系統(tǒng)的檢測流程主要包含以下幾個步驟：第一，通過傅里葉變換技術(shù)對機械加工零件進(jìn)行初步處理，獲得相應(yīng)的零件表面紋理圖片。第二，通過頻域濾波器將紋理方向性從圖片中清除，獲得新的圖片。第三，利用傅里葉反變換技術(shù)對上述步驟所得圖片進(jìn)行處理，得到最終處理結(jié)果（此時零件背景紋理已經(jīng)與缺陷紋理完全分離開來）[3]。

　　2.2基于紋理缺陷檢測系統(tǒng)檢測方法的有效性分析

　　為了判斷機械加工零件表面紋理缺陷檢測系統(tǒng)的有效性，這里以KHong檢測法為參照，對同一批機械加工零件進(jìn)行檢測分析：

　　2.2.1檢測對象。為了更好地驗證這兩種檢測方法的有效性，這里選用兩種不同的紋理缺陷零件。進(jìn)行檢測：第一，人工合成紋理缺陷零件。這種零件是指，原本的零件本身不存在質(zhì)量問題，后期利用人工合成的方式將缺陷紋理附著在零件表面，使得零件由質(zhì)量合格的零件轉(zhuǎn)化成紋理缺陷零件。第二，紋理缺陷零件。這種零件的紋理缺陷是由機械生產(chǎn)加工過程的拋光、磨削等操作引發(fā)的[4]。為了將KHong檢測法和零件表面紋理缺陷檢測系統(tǒng)檢測法的檢測結(jié)果更加直觀地呈現(xiàn)出來，這里對表面缺陷紋理進(jìn)行了歸類：用字母Q表示零件的劃痕缺陷；用字母W表示零件的瑕疵缺陷（缺陷紋理的面積占整個零件面積的比例相對較�。�；用字母E表示零件的玷點缺陷（缺陷紋理面積占整個零件面積的比例相對較大）。

　　2.2.2兩種不同檢測方法的檢測結(jié)果。零件表面紋理缺陷檢測系統(tǒng)檢測法和KHong檢測法所得的檢測結(jié)果如表1所示。由表1可知，零件表面紋理缺陷檢測系統(tǒng)檢測法的檢測結(jié)果更加可靠。因此，對于機械加工零件生產(chǎn)企業(yè)而言，當(dāng)生產(chǎn)環(huán)節(jié)結(jié)束之后，可以利用機械加工零件表面紋理缺陷檢測系統(tǒng)這種檢測方法，將表面紋理存在問題的零件檢測出來，以此提升零件的質(zhì)量[5]。

　　2.2.3機械加工零件表面紋理缺陷系統(tǒng)檢測法存在的不足。通過對機械加工零件表面紋理缺陷系統(tǒng)檢測流程的分析可以發(fā)現(xiàn)：這種檢測方法主要存在以下幾種不足：第一，劃痕檢測方面。當(dāng)機械加工零件表面的劃痕與零件本身的紋理方向相同時，運用這種檢測方法很難將零件表面存在的劃痕檢測出來。第二，IFFT和FFT方面。與機械加工零件的其他檢測方法相比，零件表面紋理缺陷檢測系統(tǒng)的檢測速度相對較快（基本已經(jīng)實現(xiàn)缺陷的實時性檢測）。通過對系統(tǒng)運行時間的分析可以發(fā)現(xiàn)，雖然這種方法所需的整體時間較短，但僅在IFFT和FFT兩方面，就已經(jīng)占據(jù)了90%以上的時間。從這個角度來講，雖然該檢測系統(tǒng)的時間分配并不合理，但同時也從側(cè)面表明：這種檢測方法在耗時方面仍然存在著較大的提升空間。

　　3結(jié)論

　　就機械加工零件而言，表面紋理缺陷問題的檢測難度較高。為了保證檢測結(jié)果的可靠性，這里對零件表面紋理缺陷檢測系統(tǒng)檢測法的檢測過程進(jìn)行了詳細(xì)分析。實驗結(jié)果表明：在檢測對象完全一致的情況下，系統(tǒng)檢測法的檢測結(jié)果正確性優(yōu)于KHong檢測法。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]鄒芳.機械加工零件表面紋理缺陷檢測技術(shù)與實踐[J].湖北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2016,2:109-111.

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　　[3]朱海榮,姜平,楊奕,馬聰.改進(jìn)的精密機械加工零件表面缺陷檢測算法[J].傳感器與微系統(tǒng),2006,11:66-69.

　　[4]麥青群,全燕鳴.基于顯微成像法的機加工零件表面質(zhì)量檢測[J].現(xiàn)代制造工程,2012,11:91-96.

　　[5]楊鐵濱.基于機器視覺的陶瓷球表面缺陷自動檢測技術(shù)研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué),2007.

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