李銀濤

（山東技師學(xué)院，山東濟(jì)南 250200）

0 引言

在零件的各種問(wèn)題中當(dāng)屬有關(guān)零件表面紋理缺陷的檢測(cè)工作難度大。一般情況下，如果有一個(gè)零件出現(xiàn)紋理缺陷問(wèn)題，除一些比較特殊的情況，零件本身的背景紋理容易對(duì)最終的實(shí)際性檢測(cè)結(jié)果造成影響。所以，在對(duì)零件表面紋理缺陷采用正確的方法進(jìn)行檢測(cè)之前，一定要對(duì)其零件的背景紋理或缺陷紋理進(jìn)行區(qū)分。

1 表面紋理檢測(cè)的系統(tǒng)分析

1.1 完善紋理缺陷

一個(gè)企業(yè)想要發(fā)展要首先把質(zhì)量問(wèn)題擺在首位。在機(jī)械加工行業(yè)，零件表面的紋理缺陷檢測(cè)技術(shù)屬于一項(xiàng)重要技術(shù)，任何一個(gè)工作環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問(wèn)題，都會(huì)影響到最終的零件質(zhì)量。在機(jī)械加工零件表面紋理圖像試驗(yàn)當(dāng)中，技術(shù)人員在其操作技術(shù)方面表現(xiàn)出來(lái)的變化，往往會(huì)使得機(jī)械加工零件的表面紋理出現(xiàn)各種各樣的缺陷問(wèn)題。不僅如此，在出現(xiàn)大量紋理缺陷問(wèn)題的產(chǎn)品上，它被廣泛地應(yīng)用到了各種產(chǎn)品的檢測(cè)工作中，同時(shí)與之并肩涌現(xiàn)出了很多差異性的檢測(cè)方法，比如，分析紋理圖案特征就是其中一個(gè)特別重要的部分內(nèi)容，且該環(huán)節(jié)需要結(jié)合紋理特征予以識(shí)別分隔圖像等特殊處理，是技術(shù)學(xué)習(xí)當(dāng)中的一個(gè)重要內(nèi)容，它綜合了一系列差異明顯的紋理元素并要求對(duì)其進(jìn)行合理分析，以進(jìn)一步對(duì)機(jī)械加工零件表面的紋理缺陷進(jìn)行優(yōu)化[1]。

1.2 缺陷紋理的提取方法

機(jī)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(wèn)題一一檢測(cè)出來(lái)，還需要尋找到正確的檢測(cè)方法，同時(shí)需要采用一些比較先進(jìn)的設(shè)備對(duì)有關(guān)紋理缺陷進(jìn)行整理收集，然后再利用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)進(jìn)行科學(xué)處理，便于對(duì)紋理缺陷發(fā)生的程度進(jìn)行有效區(qū)分。通常情況下，紋理缺陷的發(fā)生是隨機(jī)性的，因此要對(duì)這些紋理缺陷采取合理的處理方式使其得到完善，這樣對(duì)應(yīng)的紋理信息才可以有所保障，后續(xù)想要再度進(jìn)行研究也就比較方便。對(duì)紋理缺陷的差異性，一般都要通過(guò)諸如加強(qiáng)機(jī)械加工零件表面紋理缺陷的檢測(cè)技術(shù)來(lái)提升其檢測(cè)位置的高度[2]。

2 分析零件表面紋理現(xiàn)象

由于機(jī)械加工工序較多，在部分工序中往往存在很多加工問(wèn)題，導(dǎo)致機(jī)械零件表面出現(xiàn)大量的紋理缺陷。此外，又因?yàn)椴煌ば蛩褂玫墓ぞ呒凹庸し椒ú煌?，其體現(xiàn)出來(lái)的紋理往往也各種各樣，其中有很多紋理都以條紋狀呈現(xiàn)出來(lái)。實(shí)踐表明，頻譜中能量集中的區(qū)域在使用頻域?yàn)V波器實(shí)施抑制濾波操作的過(guò)程中，相較于別的方向，這個(gè)方向的紋理就顯得更弱小一些。對(duì)此可借助濾波操作方法來(lái)弱化這個(gè)方向的紋理特征，并以此來(lái)減弱其紋理缺陷強(qiáng)度，最后有效辨別背景紋理與缺陷紋理[3]。

3 對(duì)紋理缺陷特征進(jìn)行提煉

辨別缺陷紋理圖像時(shí)怎樣抑制背景紋理圖像始終都是其工作中的重要內(nèi)容，有效的一種方法就是對(duì)圖像進(jìn)行濾波處理。同時(shí)，濾波完背景圖像，就可以起到加強(qiáng)紋理缺陷圖像的效果，這樣想要區(qū)分缺陷紋理和背景紋理也就非常簡(jiǎn)單了。此外區(qū)分時(shí)一般都采用分割閾值的方法來(lái)展開(kāi)。然而需要特別注意的是，使用此方法進(jìn)行區(qū)分時(shí)常常會(huì)出現(xiàn)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(biāo)，二是存在噪聲點(diǎn)。由于其會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響，因此要在使用時(shí)做必要的噪聲消除影響處理工作。處理時(shí)需要首先區(qū)分清楚噪聲點(diǎn)及紋理缺陷的差別：一般在二值圖像中噪聲點(diǎn)僅僅只是隨機(jī)性的單獨(dú)的點(diǎn)，但其紋理缺陷卻表現(xiàn)出許多形狀特征。實(shí)踐研究證明：監(jiān)測(cè)紋理缺陷時(shí)，開(kāi)運(yùn)算可以同時(shí)進(jìn)行微小的噪聲點(diǎn)的消除處理，同時(shí)又可以進(jìn)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(yùn)算能夠減少甚至消除一些根本不需要的孤立的點(diǎn)；同時(shí)還可以降低紋理缺陷監(jiān)測(cè)誤差性。

一般情況下，存在缺陷的紋理信息在不斷變換的過(guò)程中基本上是孤立存在的，且也會(huì)在濾波處理工作中將紋理信號(hào)保存下來(lái)。與此同時(shí)，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(huì)表現(xiàn)出很明顯的差異性。因此，采用這種方法，無(wú)法保證檢測(cè)結(jié)果精確性很高[4]。

4 機(jī)械加工零件表面紋理缺陷的檢測(cè)

結(jié)合一些工作實(shí)踐對(duì)加工零件表面紋理缺陷檢測(cè)問(wèn)題做簡(jiǎn)要分析。

4.1 紋理缺陷檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)流程

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

（2）零件表面紋理缺陷檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)流程：①對(duì)機(jī)械加工零件運(yùn)用傅里葉加工技術(shù)進(jìn)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?yàn)V波器將圖片中紋理方向性進(jìn)行清理；③運(yùn)用傅里葉反變換技術(shù)對(duì)前面獲取到的圖片進(jìn)行更進(jìn)一步的處理，最終得到處理結(jié)果（此時(shí)已經(jīng)基本使零件的背景紋理與缺陷紋理完全處于分離狀態(tài)）。

4.2 紋理缺陷檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)方法的有效性分析

為了與機(jī)械加工零件表面紋理缺陷檢測(cè)系統(tǒng)形成對(duì)比，本文選用KHong 檢測(cè)法與之行成對(duì)照，分析如下。

4.2.1 檢測(cè)對(duì)象

為使兩種檢測(cè)方法的檢測(cè)效率有所保證，本文檢測(cè)對(duì)象為兩組具備不同紋理缺陷的零件。檢測(cè)方法：①運(yùn)用人工合成的方法合成紋理缺陷零件，具體指本身零件沒(méi)有任何質(zhì)量問(wèn)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(kāi)始的合格零件最終逐步轉(zhuǎn)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(jī)械加工生產(chǎn)過(guò)程中拋光削磨所致。另外，為了保證兩種檢測(cè)方法檢測(cè)所得結(jié)果數(shù)據(jù)直觀地呈現(xiàn)出來(lái)，對(duì)對(duì)應(yīng)的零件表面缺陷紋理進(jìn)行歸類(lèi)：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小），E代表零件玷點(diǎn)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(cè)方法的檢測(cè)結(jié)果

比較兩種檢測(cè)方法的檢測(cè)結(jié)果得知，零件表面紋理缺陷檢測(cè)得到的結(jié)果可靠性更高一些。因此，一般零件在生產(chǎn)廠家結(jié)束生產(chǎn)以后就可采取零件表面紋理檢測(cè)的方法來(lái)檢測(cè)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(zhì)量。

4.2.3 機(jī)械加工零件表面紋理缺陷系統(tǒng)檢測(cè)法存在的弊端

在對(duì)機(jī)械加工零件質(zhì)量合格性進(jìn)行檢測(cè)時(shí)往往會(huì)存在各種問(wèn)題：①劃痕檢測(cè)問(wèn)題。假如零件表面劃痕和其本身處在同一個(gè)紋理方向上，想要處理這種問(wèn)題現(xiàn)象一般都比較困難；②IFFT 和FFT 方面。與其他零件表面紋理檢測(cè)方法比較，零件表面紋理缺陷檢測(cè)法速率更高（已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了零件表面紋理缺陷的實(shí)時(shí)檢測(cè)）。在分析系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中能發(fā)現(xiàn)，此兩種方法耗費(fèi)時(shí)間都不多，但I(xiàn)FFT 和FFT 這兩個(gè)方面就占了超出90%的時(shí)間，雖然這種檢測(cè)系統(tǒng)方法時(shí)間分配得并不合理，但也同時(shí)說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題，這種方法在耗時(shí)空間的提升上卻可以發(fā)揮很大的作用[6]。

5 結(jié)束語(yǔ)

基于機(jī)械加工零件表面紋理缺陷檢測(cè)工作的角度，實(shí)際檢測(cè)工作的難度比較大。為使實(shí)際檢測(cè)結(jié)果更加可靠真實(shí)，在本文的研究過(guò)程中，仔細(xì)對(duì)比分析了機(jī)械加工零件表面紋理缺陷檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)方法的實(shí)時(shí)檢測(cè)流程，對(duì)比最終的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，最終確定，如采用不同檢測(cè)方法所檢測(cè)的對(duì)象相同，運(yùn)用該系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)得到的結(jié)果一般要比KHong 檢測(cè)法得到的結(jié)果精確度更高。