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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(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，對外銷(xiāo)售存在表面紋理缺陷的零件會(huì )影響企業(yè)的聲譽(yù)。為了避免出現這種局面，在出庫銷(xiāo)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(wèn)題相比，表面紋理缺陷問(wèn)題的檢測難度較高。在實(shí)際的檢測過(guò)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(huì )對檢測結果產(chǎn)生干擾。正確的機械加工零件表面紋理缺陷檢測結果建立在背景紋理與缺陷紋理得到合理區分的基礎上。
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(lái)講，引發(fā)機械加工零件表面紋理出現缺陷的原因主要包含以下幾種：
1.1技術(shù)設備因素
機械加工設備會(huì )對零件的質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。與先進(jìn)設備相比，使用時(shí)間較長(cháng)（接近使用年限）的生產(chǎn)加工設備更容易使得零件出現表面紋理缺陷。如果生產(chǎn)企業(yè)的資金充足，應該盡量選用先進(jìn)的生產(chǎn)設備，并通過(guò)對設備的合理養護，避免生產(chǎn)設備對零件質(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(huì )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劃痕。為了保證零件的質(zhì)量，在零件的加工生產(chǎn)過(guò)程中，需要利用有效的措施對整個(gè)過(guò)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(guò)多個(gè)加工環(huán)節才能加工完成。當整個(gè)加工流程中的任意一個(gè)環(huán)節出現異常時(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的檢測流程
紋理缺陷檢測系統的原理為：機械加工零件表面的紋理具有較為顯著(zhù)的方向性特點(diǎn)。當零件表面的這種特點(diǎn)被破壞時(shí)，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的檢測流程主要包含以下幾個(gè)步驟：第一，通過(guò)傅里葉變換技術(shù)對機械加工零件進(jìn)行初步處理，獲得相應的零件表面紋理圖片。第二，通過(guò)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，得到最終處理結果（此時(shí)零件背景紋理已經(jīng)與缺陷紋理完全分離開(kāi)來(lái)）[3]。
2.2基于紋理缺陷檢測系統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(wèn)題，后期利用人工合成的方式將缺陷紋理附著(zhù)在零件表面，使得零件由質(zhì)量合格的零件轉化成紋理缺陷零件。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(guò)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檢測法的檢測結果更加直觀(guān)地呈現出來(lái)，這里對表面缺陷紋理進(jìn)行了歸類(lèi)：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較�。�；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較大）。
2.2.2兩種不同檢測方法的檢測結果。零件表面紋理缺陷檢測系統檢測法和KHong檢測法所得的檢測結果如表1所示。由表1可知，零件表面紋理缺陷檢測系統檢測法的檢測結果更加可靠。因此，對于機械加工零件生產(chǎn)企業(yè)而言，當生產(chǎn)環(huán)節結束之后，可以利用機械加工零件表面紋理缺陷檢測系統這種檢測方法，將表面紋理存在問(wèn)題的零件檢測出來(lái)，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檢測法存在的不足。通過(guò)對機械加工零件表面紋理缺陷系統檢測流程的分析可以發(fā)現：這種檢測方法主要存在以下幾種不足：第一，劃痕檢測方面。當機械加工零件表面的劃痕與零件本身的紋理方向相同時(shí)，運用這種檢測方法很難將零件表面存在的劃痕檢測出來(lái)。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的檢測速度相對較快（基本已經(jīng)實(shí)現缺陷的實(shí)時(shí)性檢測）。通過(guò)對系統運行時(shí)間的分析可以發(fā)現，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)占據了90%以上的時(shí)間。從這個(gè)角度來(lái)講，雖然該檢測系統的時(shí)間分配并不合理，但同時(shí)也從側面表明：這種檢測方法在耗時(shí)方面仍然存在著(zhù)較大的提升空間。
3結論
就機械加工零件而言，表面紋理缺陷問(wèn)題的檢測難度較高。為了保證檢測結果的可靠性，這里對零件表面紋理缺陷檢測系統檢測法的檢測過(guò)程進(jìn)行了詳細分析。實(shí)驗結果表明：在檢測對象完全一致的情況下，系統檢測法的檢測結果正確性?xún)?yōu)于KHong檢測法。
參考文獻
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[5]楊鐵濱.基于機器視覺(jué)的陶瓷球表面缺陷自動(dòng)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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