利用光学方法检测表面粗糙度和表面缺陷的研究
发布时间：2021-07-20 15:56
钢材的表面质量对其产品的性能和寿命有着重要的影响,表面粗糙度和表面缺陷是衡量表面质量的重要指标。随着社会生产力的提高,优质钢材的需求量越来越大,对于钢材表面粗糙度和表面缺陷的检测也愈发重要。现阶段,大多数的表面质量检测手段仅局限于表面粗糙度或者表面缺陷一种参数的检测,并且大多适用于离线测量,能够同时在线测量表面粗糙度和表面缺陷的技术仍不够完善。在总结和归纳了现有技术的基础上,本文搭建了一套表面粗糙度和表面缺陷检测系统。该系统利用激光散射技术测量工件的表面粗糙度,测量范围为0.025μm0.8μm。利用机器视觉技术检测工件的表面凹槽和凸起。分析采集的表面散射图像,提取了散射特征值S、亮点比BPR和亮灰度比BGR三个特征参数来评价表面粗糙度,得到了它们和表面粗糙度之间的关系式。同时,使用BP神经网络、支持向量回归机（SVR）和卷积神经网络（CNN）实现了表面粗糙度的预测,其中BP神经网络和SVR预测的均方根误差分别为0.0012和0.0192,CNN模型分类的准确率为100%。使用图像处理算法判断并定位了工件表面的凹槽和凸起,计算了它们在测量方向上的尺寸,并验证了激光...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
表面几何形状偏差分类示意图
观几何特性就叫表面粗糙度。同时，表面粗糙度在一定程度上。例如，使用磨削的方法加工出来的工件，其表面会出现具有通常是不规则的；使用切削的方法加工出来的工件，其表面会平度间距是规则的。糙度的评定术语糙度的测量基准，历史上出现过两种比较有影响力的方案：一线作为评定轮廓参数的基准线；另一种是包络线基准制，该方基准线。目前为止，包括我国在内的世界上绝大多数国家使用基准线，中线基准制涉及的部分重要概念介绍如下。线 m： 是为了评定工件表面粗糙度值而确定的理想基准线，可以分为均中线两种[4]。如图 1.2 所示，轮廓最小二乘中线是指在取样长的平方和最小，即21niid 的值最小。如图1.3所示，轮廓算术平将轮廓的面积平分为上下两个部分，即1 3 2 4S S S S。
d 的值最小。如图1.3所示，轮廓算术平均中线是指在取样长度内，该线将轮廓的面积平分为上下两个部分，即1 3 2 4S S S S。图 1.2 轮廓最小二乘中线示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]铸件缺陷的超声波定性检测[J]. 唐爱国,孙存忠. 无损检测. 2017(09)
[2]浅谈加强钢材表面质量检验与控制的重要性[J]. 孙印杰,康志龙. 建材与装饰. 2017(23)
[3]超声波在焊缝检测中的应用[J]. 原俊杰. 科技创新与应用. 2016(22)
[4]基于BP神经网络的车削表面粗糙度检测[J]. 闵莉,王哲,高龙飞,刘大任. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2015(05)
[5]基于激光线光源的钢轨表面缺陷三维检测方法[J]. 徐科,杨朝霖,周鹏,梁晶. 机械工程学报. 2010(08)
[6]零件表面粗糙度的激光在线测量[J]. 付风岚,谭海艳. 激光与红外. 2007(05)
[7]基于多条激光线的钢板表面缺陷三维检测方法[J]. 皮敏捷,徐科. 机电产品开发与创新. 2007(02)
[8]基于线型激光的钢板表面缺陷三维检测技术[J]. 梁治国,徐科,徐金梧. 北京科技大学学报. 2004(06)
[9]表面粗糙度测量方法综述[J]. 刘斌,冯其波,匡萃方. 光学仪器. 2004(05)
[10]机械加工零件表面纹理缺陷检测[J]. 黎明,马聪,杨小芹. 中国图象图形学报. 2004(03)
博士论文
[1]金属表面缺陷和钢轨踏面残余应力的激光超声无损检测研究[D]. 王晶.北京交通大学 2016
[2]热轧圆钢表面缺陷视觉在线检测算法研究[D]. 李武斌.山东大学 2013
[3]红钢棒材表面缺陷图像采集与检测系统研究[D]. 张建川.山东大学 2012
硕士论文
[1]基于激光超声技术的钢轨表面及亚表面缺陷检测研究[D]. 钟云杰.西南交通大学 2018
[2]基于激光超声的管道表面裂纹缺陷检测机理研究[D]. 曹振.北京石油化工学院 2016
[3]焊缝表面缺陷的三维特征提取及线激光检测[D]. 杨军涛.中北大学 2016
[4]基于激光三角法的表面粗糙度测量[D]. 张小艳.内蒙古工业大学 2016
[5]梨表面缺陷的激光散斑图像检测方法研究[D]. 刘海彬.浙江大学 2015
[6]基于DSP的磨削表面粗糙度在线检测系统开发[D]. 王翠亭.湖南大学 2014
[7]基于激光三角测量法的高精度表面缺陷检测方法研究[D]. 刘钊.长春理工大学 2013
[8]基于图像法的工件表面粗糙度检测系统研究[D]. 张建.南京航空航天大学 2011
[9]激光在线检测晶圆表面质量的研究[D]. 张楠.上海交通大学 2009
本文编号：3293129
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
表面几何形状偏差分类示意图
观几何特性就叫表面粗糙度。同时，表面粗糙度在一定程度上。例如，使用磨削的方法加工出来的工件，其表面会出现具有通常是不规则的；使用切削的方法加工出来的工件，其表面会平度间距是规则的。糙度的评定术语糙度的测量基准，历史上出现过两种比较有影响力的方案：一线作为评定轮廓参数的基准线；另一种是包络线基准制，该方基准线。目前为止，包括我国在内的世界上绝大多数国家使用基准线，中线基准制涉及的部分重要概念介绍如下。线 m： 是为了评定工件表面粗糙度值而确定的理想基准线，可以分为均中线两种[4]。如图 1.2 所示，轮廓最小二乘中线是指在取样长的平方和最小，即21niid 的值最小。如图1.3所示，轮廓算术平将轮廓的面积平分为上下两个部分，即1 3 2 4S S S S。
d 的值最小。如图1.3所示，轮廓算术平均中线是指在取样长度内，该线将轮廓的面积平分为上下两个部分，即1 3 2 4S S S S。图 1.2 轮廓最小二乘中线示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]铸件缺陷的超声波定性检测[J]. 唐爱国,孙存忠. 无损检测. 2017(09)
[2]浅谈加强钢材表面质量检验与控制的重要性[J]. 孙印杰,康志龙. 建材与装饰. 2017(23)
[3]超声波在焊缝检测中的应用[J]. 原俊杰. 科技创新与应用. 2016(22)
[4]基于BP神经网络的车削表面粗糙度检测[J]. 闵莉,王哲,高龙飞,刘大任. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2015(05)
[5]基于激光线光源的钢轨表面缺陷三维检测方法[J]. 徐科,杨朝霖,周鹏,梁晶. 机械工程学报. 2010(08)
[6]零件表面粗糙度的激光在线测量[J]. 付风岚,谭海艳. 激光与红外. 2007(05)
[7]基于多条激光线的钢板表面缺陷三维检测方法[J]. 皮敏捷,徐科. 机电产品开发与创新. 2007(02)
[8]基于线型激光的钢板表面缺陷三维检测技术[J]. 梁治国,徐科,徐金梧. 北京科技大学学报. 2004(06)
[9]表面粗糙度测量方法综述[J]. 刘斌,冯其波,匡萃方. 光学仪器. 2004(05)
[10]机械加工零件表面纹理缺陷检测[J]. 黎明,马聪,杨小芹. 中国图象图形学报. 2004(03)
博士论文
[1]金属表面缺陷和钢轨踏面残余应力的激光超声无损检测研究[D]. 王晶.北京交通大学 2016
[2]热轧圆钢表面缺陷视觉在线检测算法研究[D]. 李武斌.山东大学 2013
[3]红钢棒材表面缺陷图像采集与检测系统研究[D]. 张建川.山东大学 2012
硕士论文
[1]基于激光超声技术的钢轨表面及亚表面缺陷检测研究[D]. 钟云杰.西南交通大学 2018
[2]基于激光超声的管道表面裂纹缺陷检测机理研究[D]. 曹振.北京石油化工学院 2016
[3]焊缝表面缺陷的三维特征提取及线激光检测[D]. 杨军涛.中北大学 2016
[4]基于激光三角法的表面粗糙度测量[D]. 张小艳.内蒙古工业大学 2016
[5]梨表面缺陷的激光散斑图像检测方法研究[D]. 刘海彬.浙江大学 2015
[6]基于DSP的磨削表面粗糙度在线检测系统开发[D]. 王翠亭.湖南大学 2014
[7]基于激光三角测量法的高精度表面缺陷检测方法研究[D]. 刘钊.长春理工大学 2013
[8]基于图像法的工件表面粗糙度检测系统研究[D]. 张建.南京航空航天大学 2011
[9]激光在线检测晶圆表面质量的研究[D]. 张楠.上海交通大学 2009
本文编号：3293129
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