机器视觉技术在凸轮轴在线检测方面的应用

发布日期：2025/8/13来源：网络

凸轮轴是活塞发动机的重要零件之一，其质量、安全和寿命对发动机的性能有至关重要的影响。凸轮轴生产线是非封闭空间，现场光线受自然光及照明光的影响，并且背景嘈杂，根据以上特殊性，设计了可在凸轮轴加工过程中对其表面缺陷进行实时检测的视觉检测系统。
该系统搭建在生产线末尾处流水线两侧，搭建特定光源去除现场光线干扰，在凸轴轮移动、停止、旋转的过程中对其表面进行图像采集，检测算法采用邻域加权分割对表面缺陷进行提取。
通过投影计算对缺陷进行标记，选取面积为特征值对缺陷减小判定，最终根据多张表面图片处理结果判定单轴是否质量合格。
该系统可在生产过程中对每根凸轮轴表面进行实时缺陷检测，以此替代生产后抽样检测，大大提高了凸轮轴的生产效率、出厂质量。
解决方式：
采用上下低角度光照明方式，条光在凸轮轴顶部垂直打光，环形光在凸轴轮底部辅助光；背景设置为白板，使凸轮轴两侧轮廓分明的同时避免外部物体对图像的干扰。

当凸轮轴进入检测区域，通过工业相机对旋转的凸轮轴进行拍摄，获取一组可覆盖整个凸轮轴表面的图像，发送到计算机进行缺陷提取。当凸轮轴表面存在研磨不良、砂眼等缺陷时，软件提取出缺陷减小标记，并通过边缘提取计算缺陷面积，根据标准进行量化，对凸轮轴表面缺陷进行判定，检测出质量不合格的凸轮轴。
发动机零件凸轮轴表面缺陷检测的问题，通过领域加权分割对凸轮轴表面缺陷进行提取，投影标记可准确定位缺陷位置，最后以面积作为特征值对缺陷进行判定，算法取得了良好的分割效果。
该机器视觉检测系统搭建在凸轮轴生产线两侧，在特定光源下，可以在0.44s每根轴的速度下进行缺陷检测，正确率高、检测速度快，适合工业在线检测。该系统是机器视觉技术在凸轮轴在线检测方面的应用，可使凸轮轴表面缺陷检测工序实现生产在线自动化，使缺陷识别率、不合格产品的去除率达到较高水平，进而实现提高产品质量、避免实际损失的目标。

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