專利名稱：基于機器視覺的滾針表面缺陷檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種軸承滾針的檢測設備。
背景技術：
滾針軸承是機械行業(yè)中一個非常重要的零件，使用極其普遍。滾針的加工精度和質(zhì)量關系到機械產(chǎn)品的使用性能和壽命，我國大多數(shù)軸承生產(chǎn)廠家在滾針表面缺陷的檢測方面還是依靠機械式、光學式等測量儀器，手段比較落后。這種依靠人力的隨機抽樣檢測方法檢測效率低、精度低、易于引進人為誤差，亟須改進。《四川激光》1981刊登了廣西壯族自治區(qū)機械工業(yè)研究所的論文“用激光檢測滾針表面質(zhì)量的自動分選儀”，該論文描述了用激光的方法檢測滾針表面質(zhì)量的自動分選儀。從激光器發(fā)出的激光，經(jīng)過透鏡后會聚成所需大小的光斑照射到轉動的滾針上。這時從滾針表面上反射的光便分為漫反射光和鏡面反射光(正向反射光)。在此儀器中，僅使鏡面反射光反射到硅光三極管上，而用合適的光闌(孔徑3毫米)把漫反射光攔掉，也就是說，僅接收鏡面反射光。隨著滾針表面質(zhì)量的不同，照射到硅光三極管上的鏡面反射光強也不同，從而使光電管輸出的光電流也不同，于是由自動控制系統(tǒng)對輸出訊號進行處理之后，就能實現(xiàn)自動分選滾針的正、廢品，并可自動的顯示出來。該方法把軸承滾針的各種表面缺陷如傷痕、斑點、螺紋線等通過激光轉化成電信號輸出，是間接方法，很不直觀，受表面粗糙度影響極大，檢測的可靠性不高。且不能檢測滾針形狀(如倒角、圓角等)，同時對檢測滾針形狀誤差的檢驗工作不適用。中國專利文獻號CN101576509B,公開了名稱為“一種基于機器視覺的小球表面缺陷自動檢測方法及設備”，公開了一種基于機器視覺的小球表面缺陷自動檢測方法及設備，該設備包括小球自動分布裝置、攝像裝置、自動下料裝置和小球自動翻滾裝置；小球自動裝置通過傳送機構在小球自動分布裝置、攝像裝置和自動下料裝置之間自動循環(huán)流轉，傳送機構與PLC連接；PLC與計算機信號連接；其檢測方法包括球體大小自動分級、小球的自動上料和自動陣列分布；相機捕獲不斷變換的球面圖像，對有缺陷小球進行行列定位，剔除裝置剔除缺陷小球和下料步驟。這種檢測方法把小球翻滾攝像。然而，該方法及設備不能夠用于檢測滾針表面缺陷，因為，滾針不能像小球一樣翻滾；這種檢測設備把小球陣列分布，成組檢測，雖可一次檢測數(shù)個小球，但是間斷工作，檢測不連續(xù)，效率不高；這種檢測設備的剔除裝置采用負壓剔除裝置或磁吸式剔除裝置，這兩種裝置的剔除可靠性不高，且負壓剔除裝置能耗大，磁吸式剔除裝置會使零件磁化。因此該方法與設備不適用于滾針表面質(zhì)量檢測。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種能對滾針表面缺陷進行動態(tài)檢測、連續(xù)檢測、檢測效率高、檢測精確度高，適用于工業(yè)生產(chǎn)線在線檢測的基于機器視覺的滾針表面缺陷檢測裝置。[0006]為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是一種基于機器視覺的滾針表面缺陷檢測裝置，包括自動上料部分、送料軟管、機架、控制裝置、篩選裝置、相機、光源和滾針旋轉動力組件，其中相機和光源裝在機架上，光源位于滾針旋轉動力組件的上方，相機位于光源的上方，所述滾針旋轉動力組件包括電機、傳動機構、滾針摩擦棍和擋件，所述電機固定在機架上，電機通過傳動機構連接滾針摩擦輥，所述擋件為兩個，兩個擋件安裝在機架上且位于滾針摩擦輥的上方，兩個擋件之間具有供滾針軸向行進的空隙，所述篩選裝置位于滾針摩擦輥的出料端，所述控制裝置與相機、電機及篩選裝置電連接。所述擋件由壓緊塊壓緊安裝在機架上。所述光源包括同軸光源和弧度拱形光源，同軸光源位于弧度拱形光源的窗口的上方，弧度拱形光源位于滾針摩擦輥的上方，且弧度拱形光源的軸線與滾針摩擦輥的軸線同向。所述篩選裝置包括氣缸、上移動滑槽、下固定槽、第一分揀箱、第二分揀箱，所述氣缸裝連在機架上，上移動滑槽固定在氣缸的活塞桿上，下固定槽位于上移動滑槽下方且固定在機架上，上移動滑槽的出口通向第一分揀箱，下固定槽的出口通向第二分揀箱。所述自動上料部分為震動上料盤,所述傳動機構為帶傳動或齒輪傳動或電機直接傳動。
所述滾針摩擦輥的軸線與水平面之間有一傾斜角度α，即滾針摩擦輥的進料端高于出料端，所述傾斜角度α為O.廣15°。采用上述結構后，本實用新型的檢測裝置用自動上料部分將滾針送入相機檢測視場范圍內(nèi)，利用滾針旋轉動力組件的滾針摩擦輥使得滾針在檢測視場范圍內(nèi)做圓周運動并且依靠自動上料部分對滾針的推送力及滾針的重力分力軸向前行，相機采集滾針圓周面的圖像，并利用計算機軟件進行處理分析，與標準參數(shù)比較，將合格的與不合格的滾針分別導入合格品箱和廢品箱。本實用新型能對滾針表面缺陷進行動態(tài)檢測、連續(xù)檢測、檢測效率高、檢測精確度高，避免了現(xiàn)有技術需用工裝(翻滾裝置和分布裝置)多次裝載滾針來檢測及光源帶來的誤差，適用于工業(yè)生產(chǎn)線在線檢測。
以下結合附圖給出的實施例對本實用新型作進一步詳細的說明。
圖1為本實用新型的基于機器視覺的滾針表面缺陷檢測裝置的結構示意圖圖2為圖1去掉上料部分后的A向視圖；圖3為本實用新型中的滾針旋轉動力組件、光源、相機和篩選裝置的位置布置圖；圖4為圖3的B向視圖；圖5為圖4的I部局部放大圖；圖6為圖3去掉相機與光源后的一種運動狀態(tài)(合格品運動狀態(tài))俯視圖；圖7為圖3去掉相機與光源后的另一種運動狀態(tài)(不合格品運動狀態(tài))俯視圖。
具體實施方式
如圖1、2、3、4、5、6、7所示，本實用新型的一種基于機器視覺的滾針表面缺陷檢測裝置，包括自動上料部分1、送料軟管2、機架9、控制裝置3、篩選裝置6、相機4、光源5和滾針旋轉動力組件10,其中相機4和光源5裝在機架9上,光源5位于滾針旋轉動力組件10的上方,相機4位于光源5的上方,所述滾針旋轉動力組件10包括電機10-4、傳動機構、滾針摩擦輥10-1和擋件10-7，所述電機10-4固定在機架9上，電機10-4通過傳動機構連接滾針摩擦輥10-1，所述擋件10-7為兩個，兩個擋件10-7安裝在機架9上且位于滾針摩擦輥10-1的上方，兩個擋件10-7之間具有供滾針軸向行進的空隙11，所述篩選裝置6位于滾針摩擦輥10-1的出料端，所述控制裝置3與相機4、電機10-4及篩選裝置6電連接。所述控制裝置3包括計算機13，也可以包括操作面板。如圖3所示，所述滾針摩擦輥10-1的軸線與水平面之間最好有一傾斜角度α，即滾針摩擦輥10-1的進料端高于出料端。所述傾斜角度a —般選擇O. f 15°。a也可以是0° ; α還可以大于15°，只要使?jié)L針在滾針摩擦輥10-1上的軸向前行速度適合于相機4拍照即可。如圖1、2、3、4所示，所述擋件10-7由壓緊塊10_6壓緊安裝在機架9上。如圖1、2、3、4所不,所述光源5包括同軸光源5-1和弧度拱形光源5-2,同軸光源5-1位于弧度拱形光源5-2的窗口 5-2-1的上方，弧度拱形光源5-2位于滾針摩擦輥的上方，且弧度拱形光源5-2的軸線與滾針摩擦輥10-1的軸線同向?；《裙靶喂庠吹奶攸c是均勻反射底部發(fā)射出的光線，使整個圖像的照度更加均勻，適應于反光較強的物體表面檢測，曲面，表面凹凸，弧形表面檢測。而現(xiàn)有技術的環(huán)形光源能夠提供不同角度照射，突出物體的三維信息。本實用新型滾針檢測是要拍取滾針圓周面，而不是呈現(xiàn)滾針的整體成像，因此，采用滿足檢測要求的弧度拱形光源。本實用新型中的光源5可以采用上海緯朗光電科技有限公司的同軸光源5-1型號TZ-D48-W-24V ;弧度拱形光源 5-2 型號IDT-D150-W_24V。
如圖1、2、3、4所示，所述篩選裝置6包括氣缸6-1、上移動滑槽6-2、下固定槽6-3、第一分揀箱8、第二分揀箱7,所述氣缸6-1裝連在機架9上,上移動滑槽6-2固定在氣缸6-1的活塞桿上，下固定槽6-3位于上移動滑槽6-2下方且固定在機架9上，上移動滑槽6-2的出口通向第一分揀箱8，下固定槽6-3的出口通向第二分揀箱7。篩選裝置6可靠性高，能耗小，不會使零件磁化。如圖3、4所示,所述傳動機構為帶傳動,包括同步帶輪10-3、10-2和同步帶10_8。傳動機構也可以為齒輪傳動或電機直接傳動。如圖1、2、3、4所示,所述自動上料部分I為震動上料盤。本實用新型中的震動上料盤可以采用常州市華陽軸業(yè)有限公司的電磁式圓周振動送料器CB-350。如圖6、7所示，本實用新型工作時，自動上料部分I將滾針12輸送到滾針摩擦輥10-1上，滾針摩擦輥10-1的摩擦力帶動滾針12旋轉，滾針12依靠自動上料部分I對滾針12的推送力及滾針12的重力分力在兩個刀片10-7之間的空隙11中連續(xù)軸向前行，相機4對運動到鏡頭下方、且被光源5照射的滾針12進行實時拍照，圖像傳輸?shù)接嬎銠C13，當計算機13軟件判斷其為合格品時，上移動滑槽6-2不動，滾針12落入上移動滑槽6-2，滑入第一分揀箱8 ;當軟件判斷其為不合格品時，上移動滑槽6-2由篩選裝置6的氣缸6-1移開，滾針12落入下固定滑槽6-3，滑入第二分揀箱7，完成后，上移動滑槽6-2復位，進行下一檢測循環(huán)。
權利要求1.一種基于機器視覺的滾針表面缺陷檢測裝置，其特征在于包括自動上料部分(I)、送料軟管(2)、機架(9)、控制裝置(3)、篩選裝置(6)、相機(4)、光源(5)和滾針旋轉動力組件(10)，其中相機(4)和光源(5)裝在機架(9)上，光源(5)位于滾針旋轉動力組件(10)的上方，相機(4)位于光源(5)的上方,所述滾針旋轉動力組件(10)包括電機(10-4)、傳動機構、滾針摩擦輥(10-1)和擋件(10-7)，所述電機(10-4)固定在機架(9)上，電機(10-4)通過傳動機構連接滾針摩擦輥(10-1 )，所述擋件(10-7)為兩個，兩個擋件(10-7)安裝在機架(9)上且位于滾針摩擦輥(10-1)的上方，兩個擋件(10-7)之間具有供滾針軸向行進的空隙(11)，所述篩選裝置(6)位于滾針摩擦輥(10-1)的出料端，所述控制裝置(3)與相機(4)、電機(10-4)及篩選裝置(6)電連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于機器視覺的滾針表面缺陷檢測裝置，其特征在于所述擋件(10-7 )由壓緊塊(10-6 )壓緊安裝在機架(9 )上。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于機器視覺的滾針表面缺陷檢測裝置，其特征在于所述光源(5)包括同軸光源(5-1)和弧度拱形光源(5-2)，同軸光源(5-1)位于弧度拱形光源(5-2)的窗口(5-2-1)的上方，弧度拱形光源(5-2)位于滾針摩擦輥(10-1)的上方，且弧度拱形光源(5-2)的軸線與滾針摩擦輥(10-1)的軸線同向。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于機器視覺的滾針表面缺陷檢測裝置，其特征在于所述篩選裝置(6)包括氣缸(6-1)、上移動滑槽(6-2)、下固定槽(6-3)、第一分揀箱(8)、第二分揀箱(7 )，所述氣缸(6-1)裝連在機架(9 )上，上移動滑槽(6-2 )固定在氣缸(6-1)的活塞桿上，下固定槽(6-3)位于上移動滑槽(6-2)下方且固定在機架(9)上，上移動滑槽(6-2)的出口通向第一分揀箱(8)，下固定槽(6-3)的出口通向第二分揀箱(7)。
5.根據(jù)權利要求1所述的基于機器視覺的滾針表面缺陷檢測裝置，其特征在于所述自動上料部分(I)為震動上料盤，所述傳動機構為帶傳動或齒輪傳動或電機直接傳動。
6.根據(jù)權利要求1所述的基于機器視覺的滾針表面缺陷檢測裝置，其特征在于所述滾針摩擦輥(10-1)的軸線與水平面之間有一傾斜角度α，即滾針摩擦輥(10-1)的進料端高于出料端，所述傾斜角度α為O.1~15°。
專利摘要本實用新型公開了一種基于機器視覺的滾針表面缺陷檢測裝置，包括自動上料部分、送料軟管、機架、控制裝置、篩選裝置、相機、光源和滾針旋轉動力組件，其中相機和光源裝在機架上，光源位于滾針旋轉動力組件的上方，相機位于光源的上方，所述滾針旋轉動力組件包括電機、傳動機構、滾針摩擦輥和擋件，所述電機固定在機架上，電機通過傳動機構連接滾針摩擦輥，所述擋件為兩個，兩個擋件安裝在機架上且位于滾針摩擦輥的上方，兩個擋件之間具有供滾針軸向行進的空隙，所述篩選裝置位于滾針摩擦輥的出料端，所述控制裝置與相機、電機及篩選裝置電連接。本實用新型能對滾針表面缺陷進行動態(tài)、連續(xù)檢測、效率高、精確度高，適用于工業(yè)生產(chǎn)線在線檢測。
文檔編號G01N21/89GK202903690SQ20122056750
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月1日 優(yōu)先權日2012年11月1日
發(fā)明者顧金華, 朱劍東, 殷建紅, 馮軍, 羅春, 韓委 申請人:顧金華