機(jī)械加工零件表面紋理缺陷的檢測(cè)

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摘要：產(chǎn)品質(zhì)量是人們對(duì)機(jī)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(duì)外銷售存在表面紋理缺陷的零件會(huì)影響企業(yè)的聲譽(yù)。為了避免出現(xiàn)這種局面，在出庫(kù)銷售之前，生產(chǎn)企業(yè)需要加強(qiáng)對(duì)機(jī)械加工零件的檢測(cè)。從機(jī)械加工零件表面紋理缺陷的引發(fā)原因入手，對(duì)機(jī)械加工零件表面紋理缺陷的檢測(cè)進(jìn)行分析和研究。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工零件；表面紋理；缺陷；檢測(cè)與機(jī)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(cè)難度較高。在實(shí)際的檢測(cè)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(jī)械加工零件本身的背景紋理會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生干擾。正確的機(jī)械加工零件表面紋理缺陷檢測(cè)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(jī)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(jī)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(jī)械加工設(shè)備會(huì)對(duì)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(shí)間較長(zhǎng)（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(duì)設(shè)備的合理養(yǎng)護(hù)，避免生產(chǎn)設(shè)備對(duì)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(huì)對(duì)機(jī)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(duì)整個(gè)過程進(jìn)行合理管理。

1.3加工流程因素

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

2機(jī)械加工零件表面紋理缺陷的檢測(cè)

這里以機(jī)械加工零件表面紋理缺陷檢測(cè)系統(tǒng)為例，分別從以下幾方面入手，對(duì)機(jī)械加工零件表面紋理缺陷的檢測(cè)進(jìn)行分析：

2.1基于紋理缺陷檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)流程

紋理缺陷檢測(cè)系統(tǒng)的原理為：機(jī)械加工零件表面的紋理具有較為顯著的方向性特點(diǎn)。當(dāng)零件表面的這種特點(diǎn)被破壞時(shí)，被檢測(cè)零件存在紋理缺陷的概率相對(duì)較高。機(jī)械加工零件表面紋理缺陷檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)流程主要包含以下幾個(gè)步驟：第一，通過傅里葉變換技術(shù)對(duì)機(jī)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?yàn)V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(duì)上述步驟所得圖片進(jìn)行處理，得到最終處理結(jié)果（此時(shí)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(cè)系統(tǒng)檢測(cè)方法的有效性分析

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

2.2.1檢測(cè)對(duì)象。為了更好地驗(yàn)證這兩種檢測(cè)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(cè)：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(jī)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(cè)法和零件表面紋理缺陷檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)法的檢測(cè)結(jié)果更加直觀地呈現(xiàn)出來，這里對(duì)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(gè)零件面積的比例相對(duì)較小）；用字母E表示零件的玷點(diǎn)缺陷（缺陷紋理面積占整個(gè)零件面積的比例相對(duì)較大）。

2.2.2兩種不同檢測(cè)方法的檢測(cè)結(jié)果。零件表面紋理缺陷檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)法和KHong檢測(cè)法所得的檢測(cè)結(jié)果如表1所示。由表1可知，零件表面紋理缺陷檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)法的檢測(cè)結(jié)果更加可靠。因此，對(duì)于機(jī)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(jī)械加工零件表面紋理缺陷檢測(cè)系統(tǒng)這種檢測(cè)方法，將表面紋理存在問題的零件檢測(cè)出來，以此提升零件的質(zhì)量[5]。

2.2.3機(jī)械加工零件表面紋理缺陷系統(tǒng)檢測(cè)法存在的不足。通過對(duì)機(jī)械加工零件表面紋理缺陷系統(tǒng)檢測(cè)流程的分析可以發(fā)現(xiàn)：這種檢測(cè)方法主要存在以下幾種不足：第一，劃痕檢測(cè)方面。當(dāng)機(jī)械加工零件表面的劃痕與零件本身的紋理方向相同時(shí)，運(yùn)用這種檢測(cè)方法很難將零件表面存在的劃痕檢測(cè)出來。第二，IFFT和FFT方面。與機(jī)械加工零件的其他檢測(cè)方法相比，零件表面紋理缺陷檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)速度相對(duì)較快（基本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)缺陷的實(shí)時(shí)性檢測(cè)）。通過對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間的分析可以發(fā)現(xiàn)，雖然這種方法所需的整體時(shí)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(shí)間。從這個(gè)角度來講，雖然該檢測(cè)系統(tǒng)的時(shí)間分配并不合理，但同時(shí)也從側(cè)面表明：這種檢測(cè)方法在耗時(shí)方面仍然存在著較大的提升空間。

3結(jié)論

就機(jī)械加工零件而言，表面紋理缺陷問題的檢測(cè)難度較高。為了保證檢測(cè)結(jié)果的可靠性，這里對(duì)零件表面紋理缺陷檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)法的檢測(cè)過程進(jìn)行了詳細(xì)分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在檢測(cè)對(duì)象完全一致的情況下，系統(tǒng)檢測(cè)法的檢測(cè)結(jié)果正確性優(yōu)于KHong檢測(cè)法。

作者:李霞 單位:重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院

參考文獻(xiàn)

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

[2]任志新.論機(jī)械加工零件表面紋理缺陷的檢測(cè)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2016,19:32-33.

[3]朱海榮,姜平,楊奕,馬聰.改進(jìn)的精密機(jī)械加工零件表面缺陷檢測(cè)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(jī)加工零件表面質(zhì)量檢測(cè)[J].現(xiàn)代制造工程,2012,11:91-96.

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