[发明专利]一种金刚石线锯表面磨粒分布均匀性评价方法

说明书

本发明提出了一种金刚石线锯表面磨粒分布均匀性评价方法，涉及金刚石线锯表面质量检测与评价领域。本方法基于已有的金刚石线锯表面展开图像，利用高斯滤波、伽马变换对其进行预处理，通过全局自适应二值化、连通域查找等方法得到磨粒在图像中的重心位置，并以此为种子点对图像进行Voronoi细分，得到Voronoi图，进一步对Voronoi图中每个小区域的面积进行修正，并以此为基础提出了金刚石线锯表面磨粒分布均匀性表征方法。本方法针对金刚石线锯表面磨粒的分布均匀性提出了评价参数，实现了对其均匀性的定量评价，完善了金刚石线锯表面质量评价体系，对金刚石线锯的生产和应用均具有指导价值。

技术领域

本发明提出了一种金刚石线锯表面磨粒分布均匀性评价方法，涉及金刚石线锯表面质量检测与评价领域。

背景技术

金刚石线锯具有加工效率高、切缝小的优点，广泛应用于单晶硅、蓝宝石、单晶碳化硅、陶瓷等硬脆性材料的切片加工领域。目前，对金刚石线锯表面质量进行评价的指标主要有：直径、拉断力、单位长度的出刃磨粒数量、磨粒出刃高度。除了这些参数之外，金刚石线锯表面的磨粒分布均匀性也会对其切片加工效率、加工质量产生重要影响，但是目前还没有能够对其进行定量评价的参数和方法。

本发明基于金刚石线锯表面图像的柱面展开图，通过高斯滤波、伽马变换对图像进行预处理，利用全局自适应二值化和连通域查找，得到磨粒在图像中的重心位置，以磨粒在图像中的重心位置为种子点，通过Voronoi细分，得到Voronoi图。对Voronoi图中每个小区域的面积进行修正，并以此为基础提出了金刚石线锯表面磨粒分布均匀性评价参数。本方法可以实现对金刚石线锯表面磨粒的分布均匀性进行定量评价，对完善金刚石线锯表面质量评价体系，增强其表面质量评价的有效性具有重要价值。

发明内容

为了解决金刚石线锯表面磨粒分布均匀性评价问题，本方法提供了一种金刚石线锯表面磨粒分布均匀性评价方法。该方法适用于不同直径、不同磨粒密度的金刚石线锯，能够对其表面磨粒分布均匀性进行统一定量表征，从而可以解决金刚石线锯表面磨粒分布均匀性评价问题，进一步的，本方法也可以适用于其他需要对磨粒分布均匀性进行评价的领域，如砂轮表面磨粒分布均匀性评价等。本发明的技术方案如下：

一种金刚石线锯表面磨粒分布均匀性评价方法，，步骤为：

步骤(1)通过高斯滤波，伽马变换等方法对金刚石线锯表面展开图像进行预处理；

步骤(2)利用全局自适应二值化对金刚石线锯表面展开图像进行二值化分割，将其转换为二值图像；

步骤(3)通过连通域查找得到金刚石线锯表面磨粒在图像中的重心位置；

步骤(4)以金刚石线锯表面磨粒在图像中的重心位置为种子点，利用Voronoi细分，生成Voronoi图，利用Voronoi图得到磨粒分布均匀性表征参数；

进一步的，所述步骤(4)包括以下步骤：

步骤(4.1)由式(1)计算出外径为d₀的金刚石线锯在图像中的面积，并将其作为标准面积S₀；

式中，d₀表示金刚石线锯基体直径，k_m表示相机的放大倍率，v_p表示像素在垂直方向上的尺寸，N_h表示相机的水平分辨率，S₀表示基体直径为d₀的金刚石线锯表面展开图像面积(单位为像素)；

步骤(4.2)由式(2)计算出待评价金刚石线锯的表面展开图像面积(单位为像素)；

式中，s_i表示Voronoi图中第i个小区域的面积，n表示Voronoi图中小区域的数量；