《線上檢測工件表面質量的“透明窗”方法研究》是依託南京航空航天大學，由郭瑞鵬擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：線上檢測工件表面質量的“透明窗”方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：郭瑞鵬
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目研究在冷卻液加工條件下，對工件表面質量進行線上檢測的新方法和新理論。擬通過創建“透明窗”，使得測量雷射能夠穿過透明介質層到達被測工件表面，實現在加工條件下，對冷卻液覆蓋下的工件表面質量的測量。主要研究內容包括：雷射束通過透明介質層進行表面檢測的理論研究，著重研究雷射在透明介質層中的傳播特性對表面檢測的影響；建立透明窗測量方式下，空間光散射分布和表面參數之間的關係模型；利用空間光散射分布圖像，分離出表面層損傷和表面粗糙度參數；建立一套工件表面質量線上檢測系統，驗證理論分析的有效性，找出實現冷卻液條件下同時檢測表面層損傷和表面粗糙度的新方法。本項目的研究成果可套用於加工狀態的實時監控，實現加工過程的閉環控制，提高產品質量。
結題摘要
現代製造行業中，冷卻液的使用使得工件表面質量的光學線上檢測變得困難。本項目針對這一問題展開研究，使用透明窗方法，在被測工件表面上方創造出一塊透明測量區域，使得測量光束通過透明介質層到達工件表面實現測量。主要研究內容包括：(1)將光散射理論和機器視覺方法相結合，設計並建立了由表面參數檢測子系統和透明窗模擬子系統構成的工件表面參數透明窗線上檢測系統；(2)分析光散射圖像和光斑圖像，完成了磨削工件表面粗糙度和表面損傷的同步測量；表面粗糙度測量方面，從光散射圖像中提取了新的特徵參數，並使用BP神經網路、支持向量機和卷積神經網路建立了預測模型，可實現0.025μm -0.8μm範圍內的表面粗糙度測量；表面損傷檢測方面，利用光斑圖像判斷損傷的存在，並進行定位和尺寸計算，完成了兩種表面損傷類型的尺寸檢測；(3)研究了雷射束通過透明介質層的傳播特性，分析了透明介質層對表面檢測的影響，得到了透明窗測量方式下，散射圖像特徵參數和表面粗糙度之間的關係。本項目的研究成果可為工件表面質量的線上檢測，進而為加工過程的閉環控制提供理論基礎。
