機械加工零件表面紋理缺陷檢測

李銀濤

（山東技師學院，山東濟南 250200）

0 引言

在零件的各種問題中當屬有關零件表面紋理缺陷的檢測工作難度大。一般情況下，如果有一個零件出現紋理缺陷問題，除一些比較特殊的情況，零件本身的背景紋理容易對最終的實際性檢測結果造成影響。所以，在對零件表面紋理缺陷采用正確的方法進行檢測之前，一定要對其零件的背景紋理或缺陷紋理進行區分。

1 表面紋理檢測的系統分析

1.1 完善紋理缺陷

一個企業想要發展要首先把質量問題擺在首位。在機械加工行業，零件表面的紋理缺陷檢測技術屬于一項重要技術，任何一個工作環節出現了問題，都會影響到最終的零件質量。在機械加工零件表面紋理圖像試驗當中，技術人員在其操作技術方面表現出來的變化，往往會使得機械加工零件的表面紋理出現各種各樣的缺陷問題。不僅如此，在出現大量紋理缺陷問題的產品上，它被廣泛地應用到了各種產品的檢測工作中，同時與之并肩涌現出了很多差異性的檢測方法，比如，分析紋理圖案特征就是其中一個特別重要的部分內容，且該環節需要結合紋理特征予以識別分隔圖像等特殊處理，是技術學習當中的一個重要內容，它綜合了一系列差異明顯的紋理元素并要求對其進行合理分析，以進一步對機械加工零件表面的紋理缺陷進行優化[1]。

1.2 缺陷紋理的提取方法

機械加工中零件紋理很多，不同的紋理，其缺陷往往也是不同的，若要將這些問題一一檢測出來，還需要尋找到正確的檢測方法，同時需要采用一些比較先進的設備對有關紋理缺陷進行整理收集，然后再利用計算機信息技術進行科學處理，便于對紋理缺陷發生的程度進行有效區分。通常情況下，紋理缺陷的發生是隨機性的，因此要對這些紋理缺陷采取合理的處理方式使其得到完善，這樣對應的紋理信息才可以有所保障，后續想要再度進行研究也就比較方便。對紋理缺陷的差異性，一般都要通過諸如加強機械加工零件表面紋理缺陷的檢測技術來提升其檢測位置的高度[2]。

2 分析零件表面紋理現象

由于機械加工工序較多，在部分工序中往往存在很多加工問題，導致機械零件表面出現大量的紋理缺陷。此外，又因為不同工序所使用的工具及加工方法不同，其體現出來的紋理往往也各種各樣，其中有很多紋理都以條紋狀呈現出來。實踐表明，頻譜中能量集中的區域在使用頻域濾波器實施抑制濾波操作的過程中，相較于別的方向，這個方向的紋理就顯得更弱小一些。對此可借助濾波操作方法來弱化這個方向的紋理特征，并以此來減弱其紋理缺陷強度，最后有效辨別背景紋理與缺陷紋理[3]。

3 對紋理缺陷特征進行提煉

辨別缺陷紋理圖像時怎樣抑制背景紋理圖像始終都是其工作中的重要內容，有效的一種方法就是對圖像進行濾波處理。同時，濾波完背景圖像，就可以起到加強紋理缺陷圖像的效果，這樣想要區分缺陷紋理和背景紋理也就非常簡單了。此外區分時一般都采用分割閾值的方法來展開。然而需要特別注意的是，使用此方法進行區分時常常會出現一些不清楚的狀況，其中有兩種狀況最為顯著，一是存在缺陷目標，二是存在噪聲點。由于其會產生一定的負面影響，因此要在使用時做必要的噪聲消除影響處理工作。處理時需要首先區分清楚噪聲點及紋理缺陷的差別：一般在二值圖像中噪聲點僅僅只是隨機性的單獨的點，但其紋理缺陷卻表現出許多形狀特征。實踐研究證明：監測紋理缺陷時，開運算可以同時進行微小的噪聲點的消除處理，同時又可以進行一些較大的物體邊界特征的平滑性處理；此外，行之有效的運算能夠減少甚至消除一些根本不需要的孤立的點；同時還可以降低紋理缺陷監測誤差性。

一般情況下，存在缺陷的紋理信息在不斷變換的過程中基本上是孤立存在的，且也會在濾波處理工作中將紋理信號保存下來。與此同時，在借助圖像濾波處理之后，從它的背景和紋理缺陷特征方面均會表現出很明顯的差異性。因此，采用這種方法，無法保證檢測結果精確性很高[4]。

4 機械加工零件表面紋理缺陷的檢測

結合一些工作實踐對加工零件表面紋理缺陷檢測問題做簡要分析。

4.1 紋理缺陷檢測系統的檢測流程

（1）紋理缺陷檢測系統原理：零件表面紋理具備極其明顯的方向性特點，這種特征一旦被破壞，就會使被檢測零件紋理缺陷出現的概率進一步提高。

（2）零件表面紋理缺陷檢測系統的檢測流程：①對機械加工零件運用傅里葉加工技術進行第一回合的處理，處理之后獲取到零件表面紋理圖片；②使用頻域濾波器將圖片中紋理方向性進行清理；③運用傅里葉反變換技術對前面獲取到的圖片進行更進一步的處理，最終得到處理結果（此時已經基本使零件的背景紋理與缺陷紋理完全處于分離狀態）。

4.2 紋理缺陷檢測系統檢測方法的有效性分析

為了與機械加工零件表面紋理缺陷檢測系統形成對比，本文選用KHong 檢測法與之行成對照，分析如下。

4.2.1 檢測對象

為使兩種檢測方法的檢測效率有所保證，本文檢測對象為兩組具備不同紋理缺陷的零件。檢測方法：①運用人工合成的方法合成紋理缺陷零件，具體指本身零件沒有任何質量問題，但在后期處理工作中采用人工合成的方法“制造出”缺陷紋理，即由最開始的合格零件最終逐步轉化成了具備一定紋理缺陷的零件；②紋理缺陷零件，形成這種零件的原因在于機械加工生產過程中拋光削磨所致。另外，為了保證兩種檢測方法檢測所得結果數據直觀地呈現出來，對對應的零件表面缺陷紋理進行歸類：Q 代表零件劃痕缺陷，W 代表零件瑕疵缺陷（缺陷紋理占比面積比較?。珽代表零件玷點缺陷（缺陷紋理占比零件面積比較大）[5]。

4.2.2 兩種不同檢測方法的檢測結果

比較兩種檢測方法的檢測結果得知，零件表面紋理缺陷檢測得到的結果可靠性更高一些。因此，一般零件在生產廠家結束生產以后就可采取零件表面紋理檢測的方法來檢測零件的合格率，找出其中有紋理缺陷的零件，這樣可以比較全面地提高整體性零件質量。

4.2.3 機械加工零件表面紋理缺陷系統檢測法存在的弊端

在對機械加工零件質量合格性進行檢測時往往會存在各種問題：①劃痕檢測問題。假如零件表面劃痕和其本身處在同一個紋理方向上，想要處理這種問題現象一般都比較困難；②IFFT 和FFT 方面。與其他零件表面紋理檢測方法比較，零件表面紋理缺陷檢測法速率更高（已經基本實現了零件表面紋理缺陷的實時檢測）。在分析系統運行過程中能發現，此兩種方法耗費時間都不多，但IFFT 和FFT 這兩個方面就占了超出90%的時間，雖然這種檢測系統方法時間分配得并不合理，但也同時說明一個問題，這種方法在耗時空間的提升上卻可以發揮很大的作用[6]。

5 結束語

基于機械加工零件表面紋理缺陷檢測工作的角度，實際檢測工作的難度比較大。為使實際檢測結果更加可靠真實，在本文的研究過程中，仔細對比分析了機械加工零件表面紋理缺陷檢測系統檢測方法的實時檢測流程，對比最終的檢測結果進行分析，最終確定，如采用不同檢測方法所檢測的對象相同，運用該系統進行檢測得到的結果一般要比KHong 檢測法得到的結果精確度更高。