周康康　徐刚强　胡火明　曹毅　蒋文龙

摘 要：本研究设计了一个可行性强并且稳定的凸轮轴检测系统，通过电机使凸轮轴旋转一定角度后停下，使用摄像头进行拍摄。凸轮轴图片进行阈值二值化后，提取凸轮轴凸轮表面轮廓，得到凸轮轴凸轮表面区域。然后对凸轮轴凸轮表面区域进行缺陷轮廓提取，得到表面缺陷轮廓，通过对表面缺陷的大小和周长进行筛选，实现缺陷分类。本研究还对检测所用的四自由度机器臂求出正、逆运动学解，通过图像处理技术找出代表凸轮轴位姿的向量，并通过控制机械臂的方式实现凸轮轴在该系统中的自动安装、拆卸和分类放置。

关键词：缺陷检测;缺陷分类;凸轮轴;机械臂

中图分类号：TK413 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）29-0046-04

Design of Detection System for Camshaft Surface Defects

of Agricultural Engine

ZHOU Kangkang XU Gangqiang HU Huoming CAO Yi JIANG Wenlong

（Technology Center， Zhejiang Boxing Industry & Trade Co.， Ltd.， Jinhua Zhejiang 321016）

Abstract： In this study， a feasible and stable camshaft detection system is designed. The camshaft is rotated by the motor at a certain angle and stopped， and the camera is used for shooting. After the threshold binarization of camshaft image and the extraction of camshaft cam surface contour， the camshaft cam surface area is obtained. Then the surface defect contour is extracted from the camshaft surface area， and the surface defect contour is obtained. The defect classification is realized after screening the size and circumference of the surface defect. This study also obtains the forward and inverse kinematics solutions of the four degree of freedom manipulator used in the detection， finds out the vector representing the position and attitude of the camshaft through image processing technology， and realizes the automatic installation， disassembly and classified placement of the camshaft in the system by controlling the manipulator.

Keywords： defect detection;defect classification;camshaft;mechanical arm

作为活塞发动机的一个重要部件，凸轮轴是一根与气缸组长度相近的圆柱形棒体，上面套有若干个凸轮。目前，凸轮轴被广泛应用于汽车和船舶等对国民经济和安全有重大影响的产业。凸轮轴在使用过程中需要承担很大的负载转矩和压力。但凸轮轴的表面加工会受到凸轮铸造时形成的气泡影响，凸轮轴凸轮表面缺陷的缺陷率在5%左右。

凸轮轴能用于控制气门的开启和闭合动作，由于气门规律是决定发动机工作特性的关键因素，所以凸轮轴表面对凸轮轴的质量、安全、寿命和发动机的性能有重大影响[1]。表面有缺陷的凸轮轴往往会导致发动机在工作中不能平稳运行甚至不能正常工作，因此凸轮轴表面缺陷检测在生产检测过程中占据十分重要的地位。……