工業(yè)CT三維成像技術(shù)在鑄件缺陷檢測中的應(yīng)用

X射線三維層分析成像與計(jì)算機(jī)技術(shù)密切相關(guān)。它是一種根據(jù)射線數(shù)據(jù)重塑鑄件斷層物理特征分布圖的檢測技術(shù)。該技術(shù)可以直觀地表示鑄件內(nèi)槽腔的三維形狀，并可以在單個(gè)檢查過程中同時(shí)實(shí)現(xiàn)鑄件尺寸測量和缺陷質(zhì)量控制，提高復(fù)雜鑄件的檢測效率。

利用X射線微計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)檢測鑄件內(nèi)部的清晰視圖，并根據(jù)孔缺陷的體積形式進(jìn)行著色分類。該技術(shù)可以快速進(jìn)行無損分析，大大降低了檢測時(shí)間和成本。X掃描射線計(jì)算機(jī)斷層(Computedtomography,CT)該技術(shù)能夠準(zhǔn)確測量和建模氣孔缺陷和疲勞裂紋。在檢測圖像中，鑄件外表面透明，孔隙缺陷部分呈顆粒狀。

CT實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，投影數(shù)量對尺寸準(zhǔn)確性起著重要作用。環(huán)形鑄件的尺寸精度測量方法主要通過長度和角度表示關(guān)鍵坐標(biāo)點(diǎn)的先驗(yàn)信息，并將極坐標(biāo)引入確定性定位偏差分析算法CT重建鑄件的外觀尺寸和壁厚。減少了信息處理和誤差分解的步驟，使計(jì)算過程更加簡單。

三維學(xué)習(xí)缺陷自動識別方法采用形式閉操作和模板匹配方法提取缺陷候選區(qū)域，然后基于局部匹配方法生成準(zhǔn)確的缺陷分割代碼，最后計(jì)算29個(gè)特征，包括幾何特征和灰度共生矩陣紋理，使用快速隨機(jī)森林分類器對候選區(qū)域進(jìn)行無缺陷或無缺陷分類。該系統(tǒng)在31個(gè)工業(yè)鑄件中CT在掃描圖像上測試了49個(gè)氣孔缺陷，精度高達(dá)94%。合理分配硬件資源，提高生產(chǎn)線整體效率，X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描重建與圖像處理的集成。圖像處理步驟結(jié)束后，對汽車鋁鑄件中潛在缺陷區(qū)域進(jìn)行高分辨率層分析成像，對其他鑄件區(qū)域進(jìn)行低分辨率重建。該方法能快速完成全鑄件的缺陷檢測，滿足鑄件生產(chǎn)周期的要求CT檢測技術(shù)貼近工業(yè)現(xiàn)實(shí)。

在X射線三維成像技術(shù)主要針對CT優(yōu)化掃描時(shí)間，因?yàn)殍T造廠只需要知道鑄件是否有致命缺陷，就足以篩選，所以缺陷重建的質(zhì)量是次要的。然而，隨著精密鑄件的普及，鑄件尺寸公差有更嚴(yán)格的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，因此未來X射線三維成像將向三個(gè)方面發(fā)展：全尺寸、高精度、高時(shí)效性。