一种机械结合面贴合率检测技术研究

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基于机器视觉的表面缺陷检测方法研究进展

然而，仍然存在一些挑战和问题需要进一步研究和探讨，例如如何提高数据的质量和数量、如何选择合适的模型结构和参数以及如何平衡模型的计算量和处理速度等问题。未来研究方向可以包括改进现有方法、优化模型结构、开发新的算法等方面，以进一步提高基于机器视觉的表面缺陷检测方法的性能和效率。
参考内容
随着电子行业的快速发展，PCB板（印刷电路板）在各种电子产品中的应用越来越广泛。然而，PCB板表面缺陷不仅影响电子产品的性能，还会导致整个设备的故障。因此，PCB板表面缺陷检测成为电子制造业中至关重要的一环。近年来，机器视觉技术的迅速发展，为PCB板表面缺陷检测提供了新的解决方案。
基于深度学习的方法通过训练深度神经网络来识别表面缺陷。这类方法可以利用大量的带标签数据来进行训练，从而提高检测精度。优点是检测精度高、对复杂缺陷和细微缺陷的检测效果好，缺点是计算量较大、处理速度较慢。
混合方法则是将基于图像处理的方法和基于深度学习的方法结合起来，以充分发挥两者的优点，提高表面缺陷检测的性能。
研究方法
本次演示选用基于深度学习的方法进行表面缺陷检测。具体实现过程如下：
1、数据采集：收集带有表面缺陷的产品图像，并进行预处理，如去噪、增强等，以提高图，并划分为不同类型的缺陷，如划痕、斑点、凹槽等。
3、模型选择：选择合适的深度神经网络模型，如卷积神经网络（CNN）、循环神经网络（RNN）等，进行训练。
带钢是工业领域的重要原材料，其表面质量对于后续工艺和产品质量具有重要影响。因此，带钢表面缺陷检测是工业生产中的关键环节。近年来，随着机器视觉技术的不断发展，基于机器视觉的带钢表面缺陷检测方法越来越受到。本次演示将对基于机器视觉的带钢表面缺陷检测方法的研究进展进行综述。
一、机器视觉检测系统

涂装处理中的涂层机械性能测试技术

涂装处理中的涂层机械性能测试技术涂装是制造业中不可或缺的一个环节，涂装处理质量直接影响着产品的外观和性能。

因此，对涂装处理的机械性能进行测试，不仅能够保证涂装处理的质量，还能够提高产品的质量和使用寿命。

涂层机械性能是指涂层在受到外力（如拉伸、剪切、压缩等）时的性能表现。

根据涂层的应用环境不同，涂层的机械性能测试也有所不同。

下面将就常见的涂层机械性能测试进行探讨。

1、拉伸试验拉伸试验是测试某一涂层受到拉伸力时破坏拉伸距离的测试方法。

通过该方法可以测试涂层的抗拉强度和伸长率等机械性能。

在实际应用中，该测试方法通常用来测试被涂层的金属或合金材料的性能。

2、剪切试验剪切试验是测试涂层在受到剪切力时破坏剪切距离的测试方法。

通过该方法可以测试涂层的剪切强度、切割性等机械性能。

在实际应用中，该测试方法通常用来测试涂层的切割性或其在受到强力剪切时的抗剪强度。

3、压缩试验压缩试验是测试涂层在受到压缩力时破坏压缩距离的测试方法。

通过该方法可以测试涂层的抗压强度和抗压变形等机械性能。

在实际应用中，该测试方法通常用来测试某种材料的抗压性质和其在压缩过程中的变形能力。

4、硬度测试硬度测试是测试涂层硬度的测试方法，通常适用于涂层面积较小的部件。

通过该方法可以测试涂层的硬度、韧性等机械性能。

在实际应用中，该测试方法通常用来测试涂层的硬度或其对于外力的抵抗强度。

除了前面提到的常见涂层机械性能测试方法外，还有一些其他的测试方法例如冲击试验、弯曲试验和疲劳试验等。

在涂装处理中，涂层机械性能测试的精度和准确性对于产品的质量有着至关重要的影响。

而在进行涂层机械性能测试时，所使用的测试设备也尤为重要。

目前市面上常用的测试设备包括基本性能测试仪、落锤试验机、拉力试验机、剪切试验机等。

为了保证测试结果的准确性，事先需要校准测试设备，确定各项测试参数。

因此，涂层机械性能测试技术是涂装处理中非常重要的一个环节，它不仅能够保证涂装质量，而且能够提高产品的使用寿命和安全性。

齿轮胶合的试验研究及其监测技术

写一篇齿轮胶合的试验研究及其监测技术的报告，600字
齿轮胶合试验研究及其监测技术报告
本文针对胶合试验与监测技术，就齿轮胶合的性能与可靠性进行研究和分析，并给出相应的技术方法以及实施步骤。

齿轮胶合试验中常用的测量手段有以下几种：X射线衍射法、磁性耦合法、超声法、电容测量法等手段。

X射线衍射法是一种常用的试验方法，它可以通过在齿轮结构上放射X射线来
检测其内部的缺陷，部件的变形等情况；磁性耦合法则将电磁能量传递到齿轮表面，便于测量介质厚度和齿轮表面粗糙度；超声法可以检测出齿轮内部材料变形和无效孔隙；电容测量法则可多重测量齿轮表面的形状和厚度。

齿轮胶合过程中，由于胶合剂及齿轮表面形象特征，需要严格控制胶合工艺参数，另外，对于胶合面、胶合剂等还需要进行全面的检测，以此确保胶合强度及性能的可靠性。

为此，可采用X光检测、超声检测、胶合剂性能测试等技术检测及监测
胶合过程，以确保胶接质量及性能。

齿轮胶接完成后，仍应进行实物力学试验，以检测胶合强度和耐久性，对其进行物理性能测试，然后再进行有限元数值模拟，以得到该齿轮胶合系统的精确性能分析。

本文综合以上书面和实际操作，提出了针对齿轮胶合试验与监测技术的研究和分析，给出了相应的技术方法与实施步骤，并展示了齿轮胶合试验及其监测技术的研究及应用价值，以期达
到全方位、系统、定量的监测效果。

总之，在齿轮胶合测试及监测技术中，有不同的测量手段及实验方法和实施步骤，在实践中可以有效控制相关参数，以达到精确测量和可靠预测的功能，为保证齿轮胶合系统性能提供了理论指导和实践参考。

悬臂梁平面结合面参数的识别技术研究

尤晋闽，陈天宁
（西安交通大学机械Ｔ程学院，１０９西安）７０４，
摘要：基于频率阻尼比法，出了一种利用悬臂梁的平面结合面参数识别测试模型，用有限元法提采建立了力学模型，过模态试验优化识别出干摩擦和油脂润滑这２种不同介质状态下结合面的法通
Ｋｅｗｒｓｏｎｕｆｃ；ａｔｅｅｅｍ；ａａｔｒｉｅｔｉａｉｎｙａｃｐｒｍｅｅｓｙｏｄ：ｊｉｔｒａｅｃｎｉｖｒａｐｒｍｅｅｎｉｃｔ；ｄｎｍｉａａｔｒｓｌｂｄｆｏ
ｐｒｍｅｅｓｏｈｉｔｓｒａｅｎｈｔｒａｅｓｆｒｄｐｅｓｒｒｉｏｔａａｔｒｆｔｅｉｎｕｆｃｓａｄｔｅｉｅｆｃｕｆｅｒｓｕｅｗｅｅｆｔｕ．Ｔｈｅｅｒｈｒ— ｏｎｅｅｒｓａｃｅ
ｅｆｃｅｔｆｔｅｉｉｔｓｒａｅｎｅｈｏｄｔｎｏｒｒｃｉｎａｄｏｌｄｗｅｅｉｅｔｉｄｉｈｆｉｉｎｓｏｈｏｎｕｆｃｓｕｄｒｔｅｃｎｉｉｆｄｙｆｉｔｎｉｒｄｎｉｅｎｔｅｏｏｅｆ
第４２卷
第ｌ期ｌ
西
安交
通大学学
报
Ｖｏ．２Ｎ１１４＿１ｏ
ＮＯ．２０８Ｖ０
２００８年１１月
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＸＩＡＮＩＪＡＯＴＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＴＹＩ
悬臂梁平面结合面参数的识别技术研究

机械结合面切向接触参数的织构效应分析

机械结合面切向接触参数的织构效应分析张艺;史熙【摘要】接触刚度和接触阻尼是表征机械结合面动力学性能的两个重要参数，而机械结合面的动力学性能很大程度上影响着整个机械系统的振动水平，因此对于接触参数的研究一直是相关学者关注的方向。

介绍了一种测试机械连接界面切向接触刚度和接触阻尼的实验装置和方法，并将表面织构技术运用到机械结合面设计，通过实验测量分析初步探索了机械结合面切向接触参数的表面织构效应。

%Contact stiffness and damping are two important parameters which affect the dynamics of mechanical joint interface.And its dynamics affects the vibration of entire mechanical system significantly. So the contact parameters is fol owed with inferestly the relevant scholars. This paper introduces an experimental method which is used to obtain its tangential contact parameters, and dis-cusses the effect of tangential load and lubrication on the stiffness and damping of tangential contact interface.【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】4页(P15-18)【关键词】机械织构;接触刚度;接触阻尼【作者】张艺;史熙【作者单位】上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240;上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240【正文语种】中文【中图分类】TH113.1接触刚度和接触阻尼对于机械结合面的动力学特性会产生显著的影响，有很多学者对此开展过研究。

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响，能够真实地反映出机械结合面的贴合状态分布情况，检测精度高。1贴合率计算模型

1.1影响贴合率的主要因素由于切削瘤、伤痕、材料脆性等因素影响，大部分切削表面是随机的。随机表面的表面高度一般服从正态分布。图1所示的是机械加工后的粗糙表面，其形状误差主要由两个部分组成：微观的表面粗糙度和宏观的几何形状误差（波度）。几何形状误差的波长和幅值一般远大于表面粗糙度的波长和幅值[3]。因此影响贴合率最主要因素是几何形状误差，粗糙度影响

机械组合结构大量存在于工程应用领域，如端面密封结构、机床导轨、火箭舱段等，其零、部件之间存在相互接触的机械结合面。由于机械加工表面不是绝对平面，而是具有微观的不平度，在一定外界压力作用下，发生接触的只是一些较高的凸峰，这样就在接触面上形成离散分布的贴合面。研究机械结合面的贴合率检测技术，对于接触部位的接触刚度、密封性能、润滑磨损、电热传导等许多工程问题，都有十分重要意义[1]。传统贴合率检测过程主要是：将其中一处粗糙表面涂抹红丹粉，另外一处不涂抹，然后在无相对滑动的情况下扣合、加压、拆卸。通过人工目测或者机器视觉测量技术[2]，判定未涂有红丹粉的粗糙表面上粘附的红丹粉面积大小，推算出贴合率。实际检测过程中，红丹粉涂抹厚度无法量化，涂抹均匀性也往往依赖于操作者的经验水平。如果红丹粉厚度越大，均匀性越好，则所得到的贴合率也随之增大，因此采用传统的红丹粉检测法得到的贴合率精度较低。文中提出一种无需涂抹红丹粉的贴合率检测方法。该检测方法综合考虑了机械结合面的材料力学性能、几何形状误差及受到外界压力对贴合程度的影

2017年1月机床与液压 Jan. 2017第 45 卷第 2 期 MACHINE TOOL & HYDRAULICS Vol. 45 No. 2

DOI： 10.3969/j. issn. 1001-3881. 2017. 02. 035

一种机械结合面贴合率检测技术研究江晖\徐东鸣2，王立朋2(1.中国工程物理研究院总体工程研究所，四川绵阳621900; 2.中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，四川绵阳621900)

摘要：提出一种无需涂抹红丹粉的机械结合面贴合率检测方法。将机械结合面的接触简化成粗糙的差表面与理想刚性平面的接触。通过建立接触变形模型，运用弹性接触理论，推导出接触变形量的计算公式，进而计算出结合面的贴合率。检测结果证明：该检测方法能够真实反映出试验模型机械结合面贴合区域分布情况，为分析试验模型密封性能提供依据。关键词：机械结合面；贴合率；检测方法；差表面；接触变形量中图分类号：TH16 文献标志码：B 文章编号：1001-3881 (2017) 02-130-3

Study on the Joint Rate Measurement for the Machine Contact Surface

JIANG Hui1, XU Dongming2, WANG Lipeng2(1. Institute of Systems Engineering, China Academy of Engineering Physics, Mianyang Sichuan 621900，China ； 2. Institute of Mechanical Manufacturing Technology, China Academy of Engineering Physics, Mianyang Sichuan 621900, China)Abstract ： A joint rate measurement method without Hongdan (Pb304) powder was proposed. The mechanical contact surfaces were simplified into the rough surface and the ideal plane. Through the establishment of contact deformation model, using the elastic contact theory, the formula for calculating the contact deformation was deduced, and then the joint rate of the contact surface was calculated. The test results show that the measurement method can be used to truly reflect the joint distribution of the mechanical contact surface. It provides basis for the sealing performance test of the tested model.Keywords： Machine contact surface； Joint rate； Measurement method ； Rough surface； Contact deformation

表面粗 j造度宽

安度宽

图1粗糙表面形貌

收稿日期：2015-12-26

作者简介：江晖（ 1983—)，男，硕士，工程师，研究方向为机械结构设计。E-mail: jhui21@ mail. ustc. edu. cn第2期江晖等：一种机械结合面贴合率检测技术研究

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当机械结合面相接触时，此时的压力很小，只是少量的凸峰发生接触_如图2所示，实际贴合面积只占很少的一部分，通常为1%〜10%。当机械结合面受到|定的外界压力，这些凸峰产生了弹性或塑性变形，贴合面积也随之增大。图2贴合面示意图因此综上分析，机械结合面的贴合程度主要由外界压力以及结合面的物理特性（如材料力学性能、几何形状误差、粗糙度）决定。1.2贴合率计算两个真实粗糙机械结合面间的接触如图3 (a) 所示。将两个粗糙表面的接触简化成如图3 (b)所示的一个粗糙表面和一个理想平面的接触，简化后的粗糙表面定义为差表面。差表面是根据两个存在形状误差的粗糙表面实际测量值之差得到的虚拟表面。°0 20 40 60 80 100 120长度/mm (b)鐘表面图3机械结合面及其差平面由于形状误差的存在，机械结合面仅在若干点接触。般情况下，三维结合面存在3个位于理想刚性平面的接触点。理论上，接触点为差表面的3个极小值点Zmm，其构成的斜率接近0。当差表面受到外界压力P作用下，凸峰处受到理想刚性平面的挤压而产生接触变形5。当凸峰上形状误差4与接触点距离小于或等于接触变形5时，则认为这些凸峰与理想表面产生了贴合。则贴合率计算公式为4 = /Va//V，其中％为贴合点数，/V为差表面测量点数。图3 (b)中阴影部分为发生贴合的结合面。对于服从正态分布的随机粗糙表面，其拟合表面可视为光滑弹性体的表面。因此，接触变形5可通过下面光滑弹性体接触变形公式得到。1.3接触变形模型建立赫兹（Hertz)接触理论是现代固体接触理论的基石。经典的赫兹线接触认为：工程应用中的弹性体线接触为有限长线接触。当有效接触长度为I，在外界压力P作用下，线接触时所形成的接触区半宽L 最大接触应力/>max分别为：

P皿

4VP2P_ nbL

I^Ip

7TT]L

(1)(2)(3)五i E2

式中：^为与结合面材料弹性模量£和泊松比〃有关

的系数；为接触点处两接触体的主曲率之和。但赫兹线接触理论未能像点接触理论给出接触变形的趋近值。按照一般光滑弹性体接触理论，法向接触变形在量上等于两弹性体在法向力作用下，接触区中心处的法向相对位移。西安交通大学t长安等[4]认为:m 般光滑弹性体有限长线接触的接触变形量5趋近式 ⑷，即：8 二 VPnveJ^KX 中) (4)式中：为关于^的第一类圈椭圆积分，♦为与接触区域尺寸相关的参数，艮P:2 de(5)y cos2 〇 + if/2 sin2

〇 ijj - 4b/3L (6)

在式（6)中，接触长度L为有限长时，对于| 般的工程应用，♦是一个很小的量，约为i〇_3数量级。文献[4]中采用级数展开等近似处理措施，将 K(W近似为:

^ ln(l/^ + 7l - if/2/if/) + 0.658 1 (7)

将[(♦)代入式（4)中，整理后得到的接触变形量5计算公式为：VP 6.59L\Pl +p2)

8 二—In---------------VPPiPi(8)

0 5

2 11• 132 •机床与液压第45卷

_1〇〇L^~'---------'丨-100 -50 0 50 100jc/mm

(b)下球壳结合面形貌

图5贴合率检测结果2. 3分析结论(1) 贴合位置基本在机械结合面两凸峰之间如果接触位置均为2个凹峰，则差表面会形成更大的

凹峰，很难形成贴合；(2) 凹峰与凸峰之间构成表面波度，整个端波动情况可用平面度来表征。因此，机械结合面平面度越差，在受到外界压力一定时，其贴合状态越差；(3) 在图5 (c)差表面左上方处出现较大的峰，这片区域导致了部分结合面贴合状态的断续。受此影响，整个模型的密封性能是不可靠的；(4) 粗糙度心在1. 6 pm以下，对试验模型

合率影响较小&

合被绿色的网格面覆盖e式中：Pp 分别为接触点处两接触体的曲率0由上

式可知，压力P和接触变形量5基本呈线性关系。2贴合率检测试验 2. 1试验模型及计算参数试验模型如图4所示，由上球壳和下球壳通过止口配合，并由8枚M10螺栓把紧《结合面处贴合状况影响到整个模型的密封性能。

性模量E = 205 GPa，泊松比"=0.3,密度为7.885 g/cm3。每个螺栓拧紧力矩：T为15 N • m，对于M10 粗牙螺纹，其预紧力F可简化成[5]:F = 770. 2d (9)

式中：^为螺栓外圆直径。根据试验模型结构尺寸，可得到结合面受到的压力P = 6xl〇4 N。根据试验模型结构尺寸，将上述变量代入式（8)可得到接触变形量 5 = 9. 074 (mm〇 2. 2 试验过程与结果传统三维形貌测量技术为通过三坐标测量机进行接触式测量，这种方法测量速度慢，对工作环境要求苛刻。文中使用一种非接触式的、测量速度快、精度较高的便携式激光扫描仪对上球壳和下球壳机械结合面三维形貌进行测量，如图5 (a)、图5 (b)所示，

基本上保留了机械结合面的波度和粗糙度的特征。得到测试数据如下：(1) 上、下球壳结合面平面度分别为0.013 mm 和0. 010 mm，粗糙度如均为1. 6 pm以下；(2) 计算后的差表面平面度为0.017 mm,测量点数为约37 600,贴合点数为21 662,贴合率为 57. 61%0图5能够真实地反映出上、下球壳机械结合面3 维形貌及其贴合区域分布情况。上、下球壳结合面红色区域为粗糙表面凸峰形貌，蓝色区域为凹峰形貌。由上、下球壳机械结合面计算得到的差表面（见图5 (c))，其红色区域为凹峰形貌，蓝色的凸峰由于贴