机械加工零件表面纹理缺陷的检测

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摘要：产品质量是人们对机械加工零件生产企业提出的主要要求。作为一种常见的质量问题，对外销售存在表面纹理缺陷的零件会影响企业的声誉。为了避免出现这种局面，在出库销售之前，生产企业需要加强对机械加工零件的检测。从机械加工零件表面纹理缺陷的引发原因入手，对机械加工零件表面纹理缺陷的检测进行分析和研究。

关键词：机械加工零件；表面纹理；缺陷；检测与机械加工

零件的其他质量问题相比，表面纹理缺陷问题的检测难度较高。在实际的检测过程中，如果某零件存在表面纹理缺陷，则除了异常纹理之外，机械加工零件本身的背景纹理会对检测结果产生干扰。正确的机械加工零件表面纹理缺陷检测结果建立在背景纹理与缺陷纹理得到合理区分的基础上。

1机械加工零件表面纹理缺陷的引发原因

从本质角度来讲，引发机械加工零件表面纹理出现缺陷的原因主要包含以下几种：

1.1技术设备因素

机械加工设备会对零件的质量产生直接影响。与先进设备相比，使用时间较长（接近使用年限）的生产加工设备更容易使得零件出现表面纹理缺陷。如果生产企业的资金充足，应该尽量选用先进的生产设备，并通过对设备的合理养护，避免生产设备对零件质量产生影响[1]。

1.2外部影响因素

除了加工流程本身之外，外部因素也可能会对机械加工零件的质量产生一定影响。例如，加工生产人员的误操作可能使得零件表面出现划痕。为了保证零件的质量，在零件的加工生产过程中，需要利用有效的措施对整个过程进行合理管理。

1.3加工流程因素

通常情况下，一个零件需要经过多个加工环节才能加工完成。当整个加工流程中的任意一个环节出现异常时，最终获得的零件产品都可能存在表面纹理缺陷[2]。

2机械加工零件表面纹理缺陷的检测

这里以机械加工零件表面纹理缺陷检测系统为例，分别从以下几方面入手，对机械加工零件表面纹理缺陷的检测进行分析：

2.1基于纹理缺陷检测系统的检测流程

纹理缺陷检测系统的原理为：机械加工零件表面的纹理具有较为显著的方向性特点。当零件表面的这种特点被破坏时，被检测零件存在纹理缺陷的概率相对较高。机械加工零件表面纹理缺陷检测系统的检测流程主要包含以下几个步骤：第一，通过傅里叶变换技术对机械加工零件进行初步处理，获得相应的零件表面纹理图片。第二，通过频域滤波器将纹理方向性从图片中清除，获得新的图片。第三，利用傅里叶反变换技术对上述步骤所得图片进行处理，得到最终处理结果（此时零件背景纹理已经与缺陷纹理完全分离开来）[3]。

2.2基于纹理缺陷检测系统检测方法的有效性分析

为了判断机械加工零件表面纹理缺陷检测系统的有效性，这里以KHong检测法为参照，对同一批机械加工零件进行检测分析：

2.2.1检测对象。为了更好地验证这两种检测方法的有效性，这里选用两种不同的纹理缺陷零件。进行检测：第一，人工合成纹理缺陷零件。这种零件是指，原本的零件本身不存在质量问题，后期利用人工合成的方式将缺陷纹理附着在零件表面，使得零件由质量合格的零件转化成纹理缺陷零件。第二，纹理缺陷零件。这种零件的纹理缺陷是由机械生产加工过程的抛光、磨削等操作引发的[4]。为了将KHong检测法和零件表面纹理缺陷检测系统检测法的检测结果更加直观地呈现出来，这里对表面缺陷纹理进行了归类：用字母Q表示零件的划痕缺陷；用字母W表示零件的瑕疵缺陷（缺陷纹理的面积占整个零件面积的比例相对较小）；用字母E表示零件的玷点缺陷（缺陷纹理面积占整个零件面积的比例相对较大）。

2.2.2两种不同检测方法的检测结果。零件表面纹理缺陷检测系统检测法和KHong检测法所得的检测结果如表1所示。由表1可知，零件表面纹理缺陷检测系统检测法的检测结果更加可靠。因此，对于机械加工零件生产企业而言，当生产环节结束之后，可以利用机械加工零件表面纹理缺陷检测系统这种检测方法，将表面纹理存在问题的零件检测出来，以此提升零件的质量[5]。

2.2.3机械加工零件表面纹理缺陷系统检测法存在的不足。通过对机械加工零件表面纹理缺陷系统检测流程的分析可以发现：这种检测方法主要存在以下几种不足：第一，划痕检测方面。当机械加工零件表面的划痕与零件本身的纹理方向相同时，运用这种检测方法很难将零件表面存在的划痕检测出来。第二，IFFT和FFT方面。与机械加工零件的其他检测方法相比，零件表面纹理缺陷检测系统的检测速度相对较快（基本已经实现缺陷的实时性检测）。通过对系统运行时间的分析可以发现，虽然这种方法所需的整体时间较短，但仅在IFFT和FFT两方面，就已经占据了90%以上的时间。从这个角度来讲，虽然该检测系统的时间分配并不合理，但同时也从侧面表明：这种检测方法在耗时方面仍然存在着较大的提升空间。

3结论

就机械加工零件而言，表面纹理缺陷问题的检测难度较高。为了保证检测结果的可靠性，这里对零件表面纹理缺陷检测系统检测法的检测过程进行了详细分析。实验结果表明：在检测对象完全一致的情况下，系统检测法的检测结果正确性优于KHong检测法。

作者:李霞 单位:重庆工业职业技术学院

参考文献

[1]邹芳.机械加工零件表面纹理缺陷检测技术与实践[J].湖北工业职业技术学院学报,2016,2:109-111.

[2]任志新.论机械加工零件表面纹理缺陷的检测[J].中国新技术新产品,2016,19:32-33.

[3]朱海荣,姜平,杨奕,马聪.改进的精密机械加工零件表面缺陷检测算法[J].传感器与微系统,2006,11:66-69.

[4]麦青群,全燕鸣.基于显微成像法的机加工零件表面质量检测[J].现代制造工程,2012,11:91-96.

[5]杨铁滨.基于机器视觉的陶瓷球表面缺陷自动检测技术研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学,2007.