基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)械加工零件表面紋理缺陷檢測(cè)方法

在當(dāng)今高度競(jìng)爭(zhēng)的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中, 機(jī)械零件表面檢測(cè)技術(shù)作為一種產(chǎn)品質(zhì)量控制的重要手段, 被廣泛地用于工業(yè)過(guò)程的質(zhì)量控制。

而在機(jī)械加工自動(dòng)化行業(yè), 由于加工過(guò)程的刀具行程的變化、材料的本身特性、振動(dòng)、刀具的損傷以及拋光處理不恰當(dāng)?shù)? 都會(huì)在機(jī)械加工零件表面形成凹痕、擦傷、外觀變形、方向不正、不理想的反光特性等等缺陷。

解決機(jī)械加工零件表面紋理缺陷的重要性

機(jī)械加工零件過(guò)程中，對(duì)表面紋理缺陷進(jìn)行檢測(cè)非常關(guān)鍵，直接決定了零件的加工質(zhì)量，對(duì)于零件的使用性能也有非常重要的影響。 一個(gè)好的機(jī)器內(nèi)部都是由各種零件構(gòu)造組成的，如果機(jī)器不過(guò)關(guān)首先從零件上找問(wèn)題，會(huì)影響機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，還有可能造成不可計(jì)算的后果。 在機(jī)械零件加工的過(guò)程中， 會(huì)受到材料影響， 比如說(shuō)零件加工的大小差距、切割不完整、加工程序復(fù)雜等因素，這些問(wèn)題都會(huì)對(duì)零件的加工有著直接的影響。常見(jiàn)的零件缺陷有尺寸不合適、方向不對(duì)等等，這些問(wèn)題要僅通過(guò)傳統(tǒng)的檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)對(duì)很難會(huì)讓我們發(fā)現(xiàn)一些細(xì)小的技術(shù)問(wèn)題，這對(duì)零件加工技術(shù)有著很大的影響。 所以，在實(shí)際的機(jī)械加工零件過(guò)程中，加工單位會(huì)采用必要的表面紋理缺陷檢測(cè)方法，對(duì)零件的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，并及時(shí)調(diào)整機(jī)械加工零件生產(chǎn)精度，從而保證零件加工更有效果。

機(jī)械加工零件表面紋理缺陷的產(chǎn)生原因分析

當(dāng)前，想要對(duì)機(jī)械加工零件表面紋理缺陷進(jìn)行檢測(cè)和處理，就一定要注意對(duì)零件紋理缺陷原因進(jìn)行分析，從原因和處理因素做起，完成對(duì)機(jī)械加工的有效控制。（1）機(jī)械加工零件產(chǎn)生表面紋理缺陷會(huì)受到機(jī)械加工程序的影響，機(jī)械加工程序具體是指機(jī)械加工零件的工藝流程，其中包括切割、拋光、鍛造等，而不同的工藝流程作用到零件加工制品中，會(huì)對(duì)機(jī)械加工零件表面造成一定的影響。 如拋光工藝處理過(guò)程中，就容易對(duì)機(jī)械加工零件表面造成一定的影響，從而導(dǎo)致機(jī)械加工零件表面出現(xiàn)紋理缺陷問(wèn)題。另外，在零件加工工藝處理過(guò)程中，如果零件加工工藝數(shù)控參數(shù)設(shè)計(jì)不合理，也會(huì)造成表面紋理缺陷問(wèn)題。（2）機(jī)械加工零件產(chǎn)生表面紋理缺陷問(wèn)題也會(huì)受到機(jī)械其他因素影響。環(huán)境因素影響：在機(jī)械加工零件過(guò)程中，加工溫度、加工濕度以及加工風(fēng)力等環(huán)境因素，都會(huì)影響到加工工藝正常開(kāi)展，所以在實(shí)際的加工工藝實(shí)施過(guò)程中，應(yīng)該注重對(duì)機(jī)械加工零件的環(huán)境進(jìn)行控制。人為因素影響：機(jī)械加工零件需要加工人員進(jìn)行操作，加工人員實(shí)際加工操作過(guò)程中，數(shù)控車床加工參數(shù)設(shè)計(jì)不合理，加工要點(diǎn)掌控不到位，都將影響到機(jī)械加工實(shí)施，也在一定程度上影響到機(jī)械加工的合理進(jìn)行。機(jī)械加工精度因素：機(jī)械加工零件表面紋理缺陷是比較細(xì)微的加工問(wèn)題，所以在實(shí)際的加工過(guò)程中，加工人員肉眼很難觀測(cè)到表面紋理缺陷，從而導(dǎo)致有缺陷的工藝產(chǎn)品流入下一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。（3）造成機(jī)械加工零件表面紋理缺陷問(wèn)題的影響因素比較多，所以在實(shí)際的加工過(guò)程中，應(yīng)該合理地利用零件表面紋理缺陷檢測(cè)方法，完成機(jī)械加工檢測(cè)，從而保證加工檢測(cè)更加合理。

機(jī)械加工零件表面紋理缺陷檢測(cè)方法

機(jī)器視覺(jué)是一種利用計(jì)算機(jī)來(lái)分析圖像的一種方法，采用的是將CCD相機(jī)拍攝到的目標(biāo)圖像實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，然后將圖像信號(hào)輸入進(jìn)嵌入式視覺(jué)圖像處理系統(tǒng)。 根據(jù)圖像飽和度、像素分布、目標(biāo)圖像邊沿、亮度等信息轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，利用先進(jìn)的算法對(duì)圖像進(jìn)行特征識(shí)別，將特征識(shí)別出來(lái)的結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，輸出最終的缺陷結(jié)果，包括尺寸、角度、個(gè)數(shù)、合格與不合格、有無(wú)等，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別功能。 機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)包括CCD 相機(jī)組件、傳輸帶、視覺(jué)光源、工業(yè)采集卡、工業(yè)計(jì)算機(jī)等，如圖所示。

為提高機(jī)器零件的合格標(biāo)準(zhǔn)，通常在零件的檢測(cè)過(guò)程中都要按照以下的順序進(jìn)行，即首先進(jìn)行試樣選取，在選擇部位以及檢驗(yàn)面時(shí)，充分考慮樣品的特點(diǎn)以及加工工藝，且選取還需有代表性以及適宜檢測(cè)的尺寸大小。 其次，用相關(guān)檢測(cè)裝置把樣品表面的紋理檢測(cè)出來(lái)，然后把檢測(cè)出來(lái)的數(shù)據(jù)信息輸入到電腦檢測(cè)系統(tǒng)庫(kù)里，在通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分析后的數(shù)據(jù)利用傅里葉變換處理成頻譜圖像。 對(duì)于濾波后的圖像，背景紋理圖像被抑制，那么缺陷紋理圖像則增強(qiáng)，這樣，就可以采用簡(jiǎn)單的分割方法進(jìn)行圖像分割，從而將背景紋理與缺陷紋理區(qū)分開(kāi)來(lái)。 本文主要研究機(jī)械加工零件表面缺陷檢測(cè)方法，并在文章中對(duì)檢測(cè)方法進(jìn)行了介紹，同時(shí)也闡述了機(jī)械加工零件表面缺陷檢測(cè)方法的具體應(yīng)用，希望能夠?qū)C(jī)械加工零件表面缺陷檢測(cè)方法優(yōu)化有所幫助。

審核編輯：郭婷