基于机器视觉的某机座内孔表面缺陷在线检测系统设计

１　引言

压缩机机座是压缩机的关键部件。压缩机机座的质量优劣直接影响压缩机的质量和寿命。目前企业采用人工肉眼观察法，不仅生产效率低，工人劳动强度大，而且漏检、错检率高。用机器代替人进行缺陷自动检测，这项技术的研制成功将使压缩机机座质量检测水平达到一个新的高度，填补国内这项研究的空白。本文以ＴＭＳ３２０ＤＭ６４２数字处理器为控制核心，设计了一套某压缩机机座系统缺陷在线检测系统，它具有使用简单、成本低、非接触、无损耗等优点。

２　系统硬件设计

由于压缩机机座的形状比较特殊，无法使用目前常用的缺陷检测方法来检测。本系统的总体设计思路为，采集孔内表面图像，通过对采集到的图像进行处理和分析来识别缺陷的种类和大小。考虑到压缩机机座的特殊形状，本系统运用内窥镜来获取机座孔内壁图像。将机座放置于转台上，内窥镜穿过转台伸入机座孔中。处理器利用电机组控制内窥镜移动和放置机座的转台转动，获取机座孔内表面的整个图像。其中转台可在水平方向转动，使内窥镜可采集孔内壁一周的图像，再配合内窥镜沿孔深方向移动就可采集到整个孔内壁的图像。

机座孔内表面缺陷检测系统硬件上需要完成图像的采集、大量数据存储和复杂算法的快速处理，因此采用ＴＩ公司２００３年推出的一款针对多媒体领域应用的６４位定点ＤＳＰ芯片ＴＭＳ３２０ＤＭ６４２［１］作为机座孔内表面缺陷检测系统的处理 器。ＤＭ６４２基 于Ｃ６４ｘ核 心 构 架，时 钟 频 率 为６００ＭＨｚ，指令执行速度高达４８００ＭＩＰＳ，具有丰富的外设及接口，能很好地满足本系统的应用要求。本系统主要由内窥镜，

ＤＭ６４２处理器，电机组，编解码芯片，显示器等组成。系统硬件框图如图１所示。本系统具体工作过程为：由内窥镜获取机座孔内壁的图像信息，通过ＴＶＰ５１５０数字视频解码 芯 片，将信号传输给ＤＭ６４２。

在ＤＭ６４２中进行滤 波、边 缘 检 测、缺陷识别、面积计算等处理，保存检测 结 果。 再 由ＤＭ６４２控 制 电 机组，使得内窥镜移动和转台转动，获取下一帧图片，解码后送入ＤＭ６４２进行检测。检测完整个孔内壁后，在显示器上显示出被测机座的缺陷种类和大小。系统可通过ＲＳ２３２与上位机通信。用户可通过键盘对系统进行复位、数据保存、工件序号设置等操作。

３　系统软件设计

３．１　软件总体结构

系统上电后，首先初始化，然后检测按键是否按下，按下代表工件已安放完毕。如转台上有待测工件，则等待键入工件号，如果规定时间内无键盘输入，则自动赋编号，开始处理内窥镜拍摄的第一帧图像并处理。接着控制转台转动和内窥镜移动拍摄下一帧图像进行处理。当检测完整个机座孔内壁图像后，将检测结果在显示器上显示出来。如果保存按键被按下，系统将通过串口，将工件编号和检测结果传送给上位机。系统的软件流程图如图２所示。