基于机器视觉的模具零件表面缺陷检测，保证零件的生产质量

模具零件表面缺陷检测属于机器视觉技术应用方面，利用计算机视觉模拟人类视觉功能，在每一次开模时进行图像的采集处理、计算，最终进行实际检测、控制和应用，可以及时发现模具零件的缺陷，以免造成重大损失压铸模服役过程中的工作环境恶劣，模具零件表面不仅需要承受高速金属液的冲刷，还要经历合模、压射、开模、冷却过程中剧烈的热交换，故压铸模在生产过程中容易出现疲劳裂纹、断裂、磨损以及冲蚀等缺陷。

如果不能及时发现并采取应对措施，模具零件缺陷会对正常的生产活动产生影响，不仅会导致零件生产质量出现问题，而且会引发安全隐患，甚至造成严重的安全事故所以对模具零件缺陷的实时检测尤为重要压铸成型过程中，由于压铸模长时间工作在高温、高压和高速等恶劣环境，其容易产生缺陷，常见缺陷主要包括：凹陷、型芯塑性变形、磨损、断裂、热疲劳裂纹、粘模和溶蚀等。

一、凹陷缺陷模具零件型腔表面凹陷缺陷表现为型腔内壁上产生凹坑或剥落，这种现象产生的原因有2种：①模具零件材料的疏松与气孔；②模具材料存在非金属夹杂物与粗大的液析碳化物若模具零件型腔表层存在气孔与疏松，当受到高温金属液体的反复冲蚀时，孔隙逐渐扩大，最终形成较大的孔穴；当型腔表层存在夹杂物和粗大液析碳化物时，在热循环中将产生应力，使夹杂物和粗大液析碳化物变形不协调，在界面上可能引起裂纹，导致夹杂物或粗大液析碳化物与金属基体脱开而形成剥落凹坑，并在熔融金属液的侵蚀作用下逐渐扩大。

模具零件型腔表面凹陷二、型芯塑性变形在压铸过程中，型芯的主要缺陷形式为折断与弯曲变形型芯的作用是使铸件在开模方向或非开模方向形成孔或凹位，故会在工作过程中产生一定的压缩应力如型芯的韧性较好，则可以抵抗熔融金属液对型芯的冲击，但细长的型芯容易被折断。

型芯可看作一种悬臂梁，在工作过程中受到金属液冲击时的弯矩，可能会产生一定程度的弯曲折断的型芯弯曲的型芯三、磨损缺陷压铸模的磨损缺陷是由热、化学腐蚀及机械载荷三方面因素造成压铸模长时间在高温条件下工作，会使模具零件表面材料的强度降低，这样更容易受到熔融金属液的冲击侵蚀。

为保证压铸制件的质量，生产过程中会进行保压，有可能会使模具零件型腔表面出现刮伤等情况，在新伤与侵蚀的共同作用下导致磨损更加严重四、断裂缺陷断裂缺陷分为整体脆性断裂与热疲劳开裂等，当出现机械载荷过载或热过载时，有可能导致模具零件整体脆性断裂。

热疲劳开裂一般是由微小疲劳裂纹导致，裂纹附近容易出现应力集中现象，如果不及时发现，裂纹会越来越大，直至断裂钢压铸模开裂--侧面凸起五、热疲劳裂纹压铸过程中 ，压铸模在 300~800 ℃的热循环及脱模剂导致的拉应力与压应力交变循环的环境下，反复经受急冷、急热所造成的热应力，导致在型腔表面或内部热应力集中处逐渐产生微裂纹，其形貌多数呈现网状，也有呈放射状，称龟裂。

热应力使热疲劳裂纹继续扩展成宏观裂纹，导致压铸模失效压铸模热疲劳缺陷--热疲劳龟裂压铸模热疲劳缺陷--整体开裂六、粘模缺陷粘模缺陷本质是压铸合金和模具零件结合在一起，压铸材料粘在模具零件表面在压铸模工作过程中，会受到熔融金属液的物理化学作用，导致模具型腔表面出现细小的凹坑，这些凹坑会随工作时间的延长而变大，最后导致模具零件表面氧化层被大面积破坏，从而与熔融金属液形成合金相，最终会在表面形成一层过渡层。

熔融金属液与过渡层接触的部分会相互产生粘附，在脱模时导致制件表面受损压铸模粘模缺陷七、溶蚀缺陷溶蚀缺陷一般出现在采用活泼合金压铸的模具上，如 Zn、Al、Mg等溶蚀缺陷既有化学作用，也有物理作用，介于腐蚀与冲蚀之间。

溶蚀缺陷仅出现在受到熔融金属液直接冲击的部位，即模具的型芯、型腔表面或硬度偏软处压铸模溶蚀缺陷机器视觉检测技术属于在线无损检测方法，相较于人工检测，机器视觉检测具有准确性强、效率高以及能够实现实时检测的特点。

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