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金属材料表面缺陷智能检测方法研究论文

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2025-02-13 17:50:07    来源:    作者:xuling

摘要:文章主要研究由于金属材料表面缺陷形态不一,而导致的检测效率低、精度差等问题,为此提出了金属材料表面缺陷智能检测方法研究。通过采用JFMV-D系列CCD相机及暗场照明技术,采集金属材料的表面图像。

  摘要:文章主要研究由于金属材料表面缺陷形态不一,而导致的检测效率低、精度差等问题,为此提出了金属材料表面缺陷智能检测方法研究。通过采用JFMV-D系列CCD相机及暗场照明技术,采集金属材料的表面图像。然后利用均值滤波与高斯加权处理,优化图像质量。再基于图像分割与深度学习算法,构建金属材料表面缺陷图像特征集。采用支持向量机进行智能识别金属材料表面缺陷。实验结果表明,该方法对金属材料表面缺陷的识别率高达98.6%,显著优于其他方法,为工业生产中的质量控制提供了高效、精准的技术支持。


  关键词:金属材料;表面缺陷;智能识别


  随着工业制造技术的飞速发展,金属材料作为重要的工业原料,其表面质量直接影响到产品的性能与使用寿命。然而,在金属材料的生产、加工及使用过程中,表面缺陷如裂纹、划痕、凹坑等难以避免,这些缺陷不仅影响产品的美观性,更可能引发严重的安全事故[1]。因此,实现对金属材料表面缺陷的高效、精准检测成为工业生产中亟待解决的关键问题。文章旨在探索一种基于机器视觉与深度学习的智能检测方法,通过高精度图像采集、图像优化处理、缺陷特征集构建及智能识别等关键技术,实现对金属材料表面缺陷的自动化检测与分类,以期为工业生产中的质量控制提供可靠的技术支持。


  1金属材料表面缺陷智能检测方法


  1.1采集金属表面图像


  在金属材料表面缺陷智能检测的过程中,高质量图像的获取是至关重要的环节,这依赖于精确的图像采集技术。为此选用了JFMV-D系列的电荷耦合器件(CCD)相机作为核心设备,其规格参数,如表1所示。

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  基于表1中列出的详细规格参数,选择COMPUTAR系列镜头,该系列镜头光圈调节范围广泛,从F1.4-F16C,以适应不同采集需求。在金属表面图像采集过程中,使用照明设备,稳定地提供适宜的光照强度与光源环境,同时提升待检测部分与周边环境的对比度,确保图像数据的精确捕获。为了实现高质量的图像采集,采用暗场照明技术,该技术避免了光线直接照射于检测对象上,转而利用反射光或透射光进行照明,有效突出了缺陷特征。这一过程的具体实施,可参照铸件光源照明示意图,确保了图像采集的准确性和可靠性,如图1所示。

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  如图1所示,针对金属材料的独特性质,制定一套旨在凸显其表面细节的采集方案。构建金属材料表面图像采集系统,精确调整镜头、相机与铸件表面的相对位置与角度,以确保捕捉到的图像既全面又细致。通过对照明设备角度与亮度的细致调控,实现了图像画面的清晰与光照的均匀分布。启动控制系统后,系统严格按照预设参数执行图像采集任务,同时采取措施保证铸件在采集过程中的稳固性[2]。在采集过程中,持续观察图像质量,并根据观察结果灵活调整相关参数或照明条件,以确保图像质量达到最优。