基于机器视觉的机械加工件的表面缺陷检测方案

在当今高度竞争的工业生产过程中, 机械零件表面检测技术作为一种产品质量控制的重要手段, 被广泛地用于工业过程的质量控制。

而在机械加工自动化行业, 由于加工过程的刀具行程的变化、材料的本身特性、振动、刀具的损伤以及抛光处理不恰当等, 都会在机械加工零件表面形成凹痕、擦伤、外观变形、方向不正、不理想的反光特性等等缺陷。

解决机械加工零件表面纹理缺陷的重要性

机械加工零件过程中，对表面纹理缺陷进行检测非常关键，直接决定了零件的加工质量，对于零件的使用性能也有非常重要的影响。

一个好的机器内部都是由各种零件构造组成的，如果机器不过关首先从零件上找问题，会影响机器的正常运转，还有可能造成不可计算的后果。

在机械零件加工的过程中， 会受到材料影响， 比如说零件加工的大小差距、切割不完整、加工程序复杂等因素，这些问题都会对零件的加工有着直接的影响。常见的零件缺陷有尺寸不合适、方向不对等等，这些问题要仅通过传统的检测系统来进行检测对很难会让我们发现一些细小的技术问题，这对零件加工技术有着很大的影响。

所以，在实际的机械加工零件过程中，加工单位会采用必要的表面纹理缺陷检测方法，对零件的质量进行检测，并及时调整机械加工零件生产精度，从而保证零件加工更有效果。

机械加工零件表面纹理缺陷的产生原因分析

当前，想要对机械加工零件表面纹理缺陷进行检测和处理，就一定要注意对零件纹理缺陷原因进行分析，从原因和处理因素做起，完成对机械加工的有效控制。

（1）机械加工零件产生表面纹理缺陷会受到机械加工程序的影响，机械加工程序具体是指机械加工零件的工艺流程，其中包括切割、抛光、锻造等，而不同的工艺流程作用到零件加工制品中，会对机械加工零件表面造成一定的影响。

如抛光工艺处理过程中，就容易对机械加工零件表面造成一定的影响，从而导致机械加工零件表面出现纹理缺陷问题。另外，在零件加工工艺处理过程中，如果零件加工工艺数控参数设计不合理，也会造成表面纹理缺陷问题。

（2）机械加工零件产生表面纹理缺陷问题也会受到机械其他因素影响。

环境因素影响：在机械加工零件过程中，加工温度、加工湿度以及加工风力等环境因素，都会影响到加工工艺正常开展，所以在实际的加工工艺实施过程中，应该注重对机械加工零件的环境进行控制。

人为因素影响：机械加工零件需要加工人员进行操作，加工人员实际加工操作过程中，数控车床加工参数设计不合理，加工要点掌控不到位，都将影响到机械加工实施，也在一定程度上影响到机械加工的合理进行。

机械加工精度因素：机械加工零件表面纹理缺陷是比较细微的加工问题，所以在实际的加工过程中，加工人员肉眼很难观测到表面纹理缺陷，从而导致有缺陷的工艺产品流入下一个生产环节。

（3）造成机械加工零件表面纹理缺陷问题的影响因素比较多，所以在实际的加工过程中，应该合理地利用零件表面纹理缺陷检测方法，完成机械加工检测，从而保证加工检测更加合理。

机械加工零件表面纹理缺陷检测方法

机器视觉是一种利用计算机来分析图像的一种方法，采用的是将CCD相机拍摄到的目标图像实时转换成图像信号，然后将图像信号输入进嵌入式视觉图像处理系统。

根据图像饱和度、像素分布、目标图像边沿、亮度等信息转换成计算机识别的数字信号，利用先进的算法对图像进行特征识别，将特征识别出来的结果进行评价，输出最终的缺陷结果，包括尺寸、角度、个数、合格与不合格、有无等，实现自动识别功能。

机器视觉检测系统包括CCD 相机组件、传输带、视觉光源、工业采集卡、工业计算机等，如图所示。

为提高机器零件的合格标准，通常在零件的检测过程中都要按照以下的顺序进行，即首先进行试样选取，在选择部位以及检验面时，充分考虑样品的特点以及加工工艺，且选取还需有代表性以及适宜检测的尺寸大小。

其次，用相关检测装置把样品表面的纹理检测出来，然后把检测出来的数据信息输入到电脑检测系统库里，在通过计算机系统分析后的数据利用傅里叶变换处理成频谱图像。

对于滤波后的图像，背景纹理图像被抑制，那么缺陷纹理图像则增强，这样，就可以采用简单的分割方法进行图像分割，从而将背景纹理与缺陷纹理区分开来。

本文主要研究机械加工