機(jī)械加工零件表面紋理缺陷檢測分析

張明華

寧波技師學(xué)院，浙江寧波 315000

本文特別針對機(jī)械加工零件表面的紋理方向性強(qiáng)，對機(jī)械加工零件表面的紋理特點(diǎn)進(jìn)行了研究和分析，而且試驗(yàn)中取得了很不錯的結(jié)果也表明此實(shí)驗(yàn)適合機(jī)械加工零件表面紋理缺陷的實(shí)時性檢測研究。檢測中提出了一種新的計(jì)算方法針對機(jī)械零件表面的紋理缺陷檢測。這個實(shí)驗(yàn)是對機(jī)械加工零件表面的圖像進(jìn)行傅里葉變換，而且還通過設(shè)計(jì)濾波器去除紋理的辦法，在進(jìn)行其新圖閥值分割，不僅能從中得到缺陷目標(biāo)的二值圖像，還可以經(jīng)過圖像的形態(tài)學(xué)運(yùn)算法除掉了紋理分割噪聲和干擾，從而實(shí)現(xiàn)缺陷目標(biāo)與背景紋理的分離。

1 機(jī)械加工表面紋理缺陷檢測系統(tǒng)框圖

實(shí)驗(yàn)研究的紋理缺陷檢測系統(tǒng)圖如圖1 顯示。

2 機(jī)械加工零件表面紋理特征分析

在機(jī)械生產(chǎn)加工過程中，因?yàn)槟ハ?，咆哮工藝等加工出的零件表明多少都會有刀具留下的各種紋理缺陷，在試驗(yàn)中運(yùn)用傅里葉變換進(jìn)行頻譜分析中能看到對應(yīng)頻譜幅值圖。

因?yàn)榇蟛糠秩毕菁y理的圖像都是那種垂直方向的，所以這些地方的的像素點(diǎn)的頻譜幅值很大。因?yàn)楦道锶~變換是線型變換，所以空域圖像的信息能夠較為全面的保持到頻域，紋理屬性的方向紋理主要都集中反映在頻譜圖里和紋理方向垂直形成的平面上，如果通過頻域?yàn)V波器對頻譜中能量較為集中的能量進(jìn)行抑制濾波的話，方向問你的紋理特征就會被大大的消弱，這樣就可以增強(qiáng)缺陷紋理便于識別和分類。

關(guān)于機(jī)械零件加工生產(chǎn)過程中的表面紋理的缺陷，如果從缺陷紋理方面來考慮，在很多情況下，在缺陷紋理方向和加工過程中產(chǎn)生的原有圖案不一致的情況下，還有一種情況就是缺陷紋理在一般情況中分布很均勻，方向性比較弱。如果從缺陷紋理角度觀察，因?yàn)槿毕菁y理的頻譜能量低于主紋理頻譜能量。所以想要增強(qiáng)缺陷紋理圖像，只要通過找出頻譜能量集中的主紋理并且過濾掉主紋理方向的頻譜就可以做到，然后通過圖像分割法就能提取缺陷紋理了。

運(yùn)用多種的計(jì)算公式及分析研究最終會輕而易舉的在主紋理中提出缺陷紋理，而且通過這些方法可以自動提取主紋理方向，然后當(dāng)檢測物體的位置放生旋轉(zhuǎn)時，因?yàn)闉V器方向跟著變換，因此濾波器很容易找到高功率頻譜帶，并且將其濾除，也就是是想了缺陷檢測的旋轉(zhuǎn)不變性。

3 缺陷紋理提取方法

就這樣被過濾之后主紋理就會被掩蓋，缺陷紋理圖像很容易凸現(xiàn)出來，然后在運(yùn)用閥值分割法來劃分缺陷紋理和主紋理。但是由于閥值分割后不僅能體現(xiàn)缺陷紋理還會包含噪聲點(diǎn)，所以還要對其結(jié)果進(jìn)行處理。以便于消除噪聲點(diǎn)。試驗(yàn)中考慮到噪聲點(diǎn)是隨機(jī)的，而且缺陷紋理是有一定的圖像形成的，所以進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明，對圖像進(jìn)行開運(yùn)算，由于開運(yùn)算的變化是從先腐蝕在在膨脹的變化過程，所以它不但可以消除這些噪聲點(diǎn)還能消除圖像分割時產(chǎn)生的誤差。

4 實(shí)驗(yàn)證明及結(jié)果分析

為了證明提出紋理缺陷檢測方法的最終效果，實(shí)驗(yàn)中還采取了對比法來對缺陷紋理和主文理圖像進(jìn)行了測試分析，一種是機(jī)械過程中的磨削等操作中自然轉(zhuǎn)變的紋理缺陷，而另一種是沒有缺陷紋理的零件圖像上重復(fù)的不同類型的紋理缺陷。紋理缺陷包括很多種圖像，無論是形狀還是大小都是不規(guī)則的。

對不同紋理缺陷進(jìn)行測試，如下表。

檢測結(jié)果中表明，圖像檢測速度均為1.13s/每幅圖，所以結(jié)果證明許多方法對于缺陷紋理檢測都沒有此方法的正確率高。

5 結(jié)論

本文運(yùn)用一個專門針對于于機(jī)械加工零件表面紋理圖像觀測檢查的視覺檢測系統(tǒng)方法，而且在機(jī)械加工零件表面紋理特點(diǎn)的基礎(chǔ)之上提出了新的適用于機(jī)械加工零件表面缺陷檢測的方法。一切研究結(jié)果表明這種方法對于紋理缺陷檢測方法不僅計(jì)算量較少，而且還能相對準(zhǔn)確的處理這些紋理缺陷。準(zhǔn)確率相對來說也很高，更具有實(shí)用性。值得開發(fā)運(yùn)用研究。

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