CN102692186A - 轴承套圈车加工漏工序检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

一种轴承套圈车加工漏工序检测装置及其检测方法，包括图像采集模块，用于在接收到图像采集信号后采集被检轴承套圈的图像信息，并将图像实时传送到中央处理模块；位置检测模块，用于检测被检轴承套圈的位置，并将位置信息实时传送到中央处理模块；运动控制模块，用于在接收到中央处理模块送出的动作信号后实时驱动被检轴承套圈，实现轴承套圈的准确定位和分选的目的；中央处理模块，用于接收被检轴承套圈的图像信息并实时处理，接收位置检测模块传送过来的被检轴承套圈位置信息并实时处理，向运动控制模块传送动作信息；本发明可代替人工目测实现不同型号轴承套圈车加工漏工序的检测，避免视觉疲劳等因素导致的漏检，提高检测效率和可靠性。

Description

轴承套圈车加工漏工序检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及一种轴承套圈的检测装置和检测方法，尤其是涉及

一种轴承套圈车加工漏工序的检测装置及其检测方法。

背景技术

公知的，轴承套圈包括外套圈和内套圈，套圈在磨加工之前一般要车削沟道、圆角和密封槽。套圈一般是大批量生产，车削时由于各种原因会存在漏工序，存在漏工序的套圈流向后续工序时可能会对其他加工设备造成损坏或影响轴承的使用。目前生产中常采用人工目测检查是否有漏工序的套圈，这种方法有其固有的缺点：轴承套圈的体积较小，生产批量大，目测往往会因为检查人员的视觉疲劳、劳动惯性、甚至责任心等导致漏检和错检。

经过技术检索发现已公开的相关专利：中国专利，申请号为201010531206.9的发明专利公开了“轴承套圈漏工序检测机”，该检测机包括进料滚道、储料槽、推料机构、检测外模、检测机构、检测内模、出料滚道、剔除机构等，由检测机构驱动将待检测的轴承套圈压紧在检测外模及检测内模中，以检测轴承套圈是否存在漏加工的问题。

通过分析上述专利所公开的技术方案可知：申请号为201010531206.9的发明专利是根据自动合模原理设计的，轴承套圈如果不存在漏工序，将会和检测外模、检测内模紧密贴合；如果存在漏工序，将会和检测外模、检测内模无法紧密贴合，从而实现轴承套圈漏工序的检测。该发明专利未涉及轴承套圈密封槽漏加工的检测，且轴承套圈圆角的尺寸很小，因此该方法对轴承套圈的定位精度要求很高。不同型号轴承套圈的沟道和圆角尺寸往往不同，有些需要加工密封槽，有些则没有，若更换被加工轴承套圈的型号，机械结构调整繁琐，通用性差。

发明内容

本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种集图像采集、处理、显示和现场控制于一体的轴承套圈车加工漏工序检测装置及其检测方法，可检测轴承套圈是否存在漏工序，代替目前常用的人工目测法，提高检测可靠性。

本发明所采用的技术方案是：一种轴承套圈车加工漏工序检测装置，该检测装置由图像采集模块、位置检测模块、运动控制模块和中央处理模块组成；

所述图像采集模块由透射光源、反射光源a、反射光源b、摄像机a、摄像机b、摄像机c和图像采集单元组成，所述透射光源垂直于被测轴承套圈的一侧安装，为检测轴承套圈外圆部分提供照明，反射光源a和反射光源b分别倾斜安装于被测轴承套圈的两侧，为检测轴承套圈内圆部分提供照明，所述摄像机a、摄像机b和摄像机c将采集到被测轴承套圈各部位的图像信息通过数据线输入图像采集单元，所述图像采集单元的输出信号输入至中央处理模块的中央处理单元； 

所述位置检测模块由接近开关组成，接近开关的信号输出端输入至中央处理模块，所述接近开关用于检测被检轴承套圈是否在摄像机a、摄像机b和摄像机c的拍摄位置；

所述运动控制模块主要由进料道、出料道、定位气缸、端部定位板、侧边定位板、进料气缸、进料挡板、分选气缸、分选气缸固定轴、分选气缸连接座、下料底板和下料底板连接轴组成，其中所述定位气缸、端部定位板和侧边定位板用于准确定位被检轴承套圈至摄像机a、摄像机b和摄像机c的拍摄位置，所述进料气缸和进料挡板用于将待检轴承套圈和被检轴承套圈分开，所述分选气缸用于接收到中央处理模块的检测异常信号后带动下料底板动作，将漏掉工序的被检轴承套圈分选开；

所述中央处理模块由中央处理单元和通讯单元组成，所述中央处理单元通过对应接口连接通讯单元，其中所述中央处理单元通过数据线与图像采集单元的对应接口连接，用于接收图像信号并处理，位置检测模块的信号输出端通过通讯单元输入至中央处理单元，用于实时检测检轴承套圈的位置信号，通讯单元的信号输出端输入至运动控制模块，用于传递中央处理单元的控制信号，驱动运动控制模块的各个气缸。

所述摄像机c垂直安装在被检轴承套圈的上方，与被检轴承套圈的切面和透射光源在一条直线上，所述摄像机c的高度可调整；所述摄像机a倾斜安装在被检轴承套圈的一侧，由倾斜安装在被检轴承套圈另一侧的反射光源b提供照明；所述摄像机b倾斜安装在被检轴承套圈的另一侧，由倾斜安装在被检轴承套圈一侧的反射光源a提供照明，所述摄像机a和摄像机b的倾斜角度和高度均可以独立调整。

所述的出料道和进料道为倾斜轨道，进料道和出料道之间设有台阶，保证被检轴承套圈的定位。

一种轴承套圈车加工漏工序检测装置的检测方法，被检测轴承套圈到达拍摄位置时，位置检测模块同时向中央处理模块提供被检轴承套圈到达拍摄位置的信息，中央处理模块控制图像采集模块实时拍摄被检轴承套圈的各个部位的图像信息，并将该图像信息送入中央处理模块处理后与事先设定的值相比较，则可以确定被检测轴承套圈该部位是否漏掉工序，中央处理模块根据检测对比结果驱动运动控制模块中各个气缸动作。

本发明，检测被检轴承套圈的外圆是否加工沟道时，计算外圆沟道位置黑色像素和白色像素个数的比例                                                ，当

大于设定的阈值

时，表示沟道未加工；其中阈值

按照如下方法确定：分别统计外圆沟道车削前和车削后相应位置黑色像素和白色像素个数的比例，并将其算术平均值作为阈值

。

本发明，检测被检轴承套圈的外圆是否加工密封槽时，计算外圆密封槽位置黑色像素和白色像素个数的比例

，当

大于设定的阈值

时，表示密封槽未加工；其中阈值

按照如下方法确定：分别统计外圆密封槽车削前和车削后相应位置黑色像素和白色像素个数的比例，并将其算术平均值作为阈值

。

本发明，检测被检轴承套圈的外圆是否加工圆角时，在相应位置黑色像素和白色像素的分界线处取连续的2-5个像素，计算线性拟合后直线的斜率，重复该步骤，直至分界线处所有的点均参与了运算，若所有直线的斜率变化是连续的，表示已经加工了圆角；若直线的斜率变化存在突变，表示圆角未加工。

本发明，检测被检轴承套圈的内圆是否加工沟道时，统计内圆沟道位置沿轴线方向的白色像素，计算其直线方程，将内圆沟道沿轴线方向的白色像素带入直线方程，若白色像素带入直线方程后连续，表示未加工沟道。

本发明，检测被检轴承套圈的内圆是否加工密封槽时，统计内圆密封槽位置沿轴线方向白色像素数量，若

大于设定的阈值

，表示未加工密封槽；其中阈值

按照如下方法确定：分别统计内圆密封槽车削前和车削后相应位置白色像素的个数，并将其算术平均值作为阈值

。

本发明，检测被检轴承套圈的内圆是否加工圆角时，统计内圆圆角位置沿轴线方向白色像素数量

，若大于设定的阈值

，表示未车削圆角；其中阈值按照如下方法确定：分别统计内圆圆角车削前和车削后相应位置白色像素的个数，并将其算术平均值作为阈值

。

本发明的有益效果是：

其一、本发明由图像采集模块、位置检测模块、运动控制模块和中央处理模块组成，并通过精确设置各个模块之间的位置关系，使其具有集图像采集、处理、显示和现场控制于一体的功能，可检测轴承套圈是否存在漏工序，代替目前常用的人工目测法，提高检测可靠性。

其二、本发明利用非接触式的检测方法代替目前常用的人工目测法，提高检测可靠性，同时提高了检测装置的通用性，适应不同型号、不同结构轴承套圈漏工序检测的需要。其次、本发明要解决的另一个技术问题是提高检测装置的通用性，适应不同型号、不同结构轴承套圈漏工序检测的需要。

附图说明

图1是本发明的工作原理图。

图2是本发明的结构示意图。

图3是本发明提供的检测方法流程图。

图4是本发明判断被检轴承套圈外圆是否漏工序的流程图。

图5是本发明判断被检轴承套圈内圆是否漏工序的流程图。

附图标记：1、出料道，2、接近开关，3、反射光源a，4、摄像机a，5、被检轴承套圈，6、反射光源b，7、透射光源，8、摄像机c，9、摄像机b，10、图像采集单元，11、中央处理单元，12、通讯单元，13、分选气缸固定轴，14、分选气缸连接座，15、分选气缸，16、定位气缸，17、下料底板，18、下料底板连接轴，19、侧边定位板，20、端部定位板，21、透光板，22、进料挡板，23、待检轴承套圈，24、进料气缸，25、进料道。

具体实施方式

通过结合附图和下面的实施例可以更详细地解释本发明，本发明并不局限于下面实施例的组合方式。

如图所示，一种轴承套圈车加工漏工序检测装置，该检测装置由图像采集模块、位置检测模块、运动控制模块和中央处理模块组成；

所述图像采集模块由透射光源7、反射光源a3、反射光源b6、摄像机a4、摄像机b9、摄像机c8和图像采集单元10组成，所述透射光源7垂直于被测轴承套圈5的一侧安装，同时透射光源7和透光板21安装在料道1的下方，透光板21的作用是保护透射光源7，透射光源7通过透光板21为检测轴承套圈外圆部分提供照明，反射光源a3和反射光源b6分别倾斜安装于被测轴承套圈5的两侧，为检测轴承套圈内圆部分提供照明，所述摄像机c8垂直安装在被检轴承套圈5的上方，与被检轴承套圈5的切面和透射光源7在一条直线上，所述摄像机c8的高度可调整；所述摄像机a4倾斜安装在被检轴承套圈5的一侧，由倾斜安装在被检轴承套圈5另一侧的反射光源b6提供照明；所述摄像机b9倾斜安装在被检轴承套圈5的另一侧，由倾斜安装在被检轴承套圈5一侧的反射光源a3提供照明，所述摄像机a4和摄像机b9的倾斜角度和高度均可以独立调整。所述摄像机a4、摄像机b9和摄像机c8将采集到被测轴承套圈5各部位的图像信息通过数据线输入图像采集单元10，所述图像采集单元10的输出信号输入至中央处理模块的中央处理单元11；

所述位置检测模块由接近开关2组成，接近开关2的信号输出端输入至中央处理模块，所述接近开关2用于检测被检轴承套圈5是否在摄像机a4、摄像机b9和摄像机c8的拍摄位置；

所述运动控制模块主要由进料道25、出料道1、定位气缸16、端部定位板20、侧边定位板19、进料气缸24、进料挡板22、分选气缸15、分选气缸固定轴13、分选气缸连接座14、下料底板17和下料底板连接轴18组成，所述的出料道1和进料道25为倾斜轨道，被检轴承套圈5和待检轴承套圈23在出料道1和进料道25上靠重力向下滚动，进料道25和出料道1之间设有台阶，保证被检轴承套圈5的定位。其中所述定位气缸16、端部定位板20和侧边定位板19用于准确定位被检轴承套圈5至摄像机a4、摄像机b9和摄像机c8的拍摄位置，所述进料气缸24和进料挡板22用于将待检轴承套圈23和被检轴承套圈5分开，所述分选气缸15用于接收到中央处理模块的检测异常信号后带动下料底板17动作，将漏掉工序的被检轴承套圈5分选开；

所述中央处理模块由中央处理单元11和通讯单元12组成，所述中央处理单元11通过对应接口连接通讯单元12，其中所述中央处理单元11通过数据线与图像采集单元10的对应接口连接，用于接收图像信号并处理，位置检测模块的信号输出端通过通讯单元12输入至中央处理单元11，用于实时检测检轴承套圈5的位置信号，通讯单元12的信号输出端输入至运动控制模块，用于传递中央处理单元11的控制信号，该控制信号用于驱动运动控制模块的各个气缸。

如图3所示，本发明工作时，定位气缸16带动端部定位板20向上动作，被检轴承套圈5依靠重力从进料道25向下滚动，运动到拍摄工位时，利用端部定位板20、侧边定位板19以及进料道25和出料道1之间的台阶定位，接近开关2感应到被测部件到位后，通过通讯单元12将到位信息传送至中央处理单元11，启动摄像机拍摄图像；之后摄像机c8借助透射光源7提供的光照对被检轴承套圈5的外圆拍照；摄像机a4借助反射光源b6提供的光照，摄像机b9借助反射光源a3提供的光照，分别从两个侧面对被检轴承套圈5的内圆拍照；摄像机c8、摄像机a4和摄像机b9拍摄的图像经图像采集单元10传送至中央处理单元11，中央处理单元11根据编制好的程序对图像进行处理，判断被检轴承套圈5的外圆或内圆是否漏车削沟道、圆角或密封槽；拍摄图像前，进料气缸24带动进料挡板22向上动作，对待检轴承套圈23进行定位。检测完成后，定位气缸16带动端部定位板20向下动作，若被检轴承套圈5没有漏工序，分选气缸15不动作，被检轴承套圈5沿出料道1滚动至下一工位；若被检轴承套圈5漏工序，分选气缸15的活塞杆缩回，绕分选气缸固定轴13摆动，带动下料底板17绕下料底板连接轴18摆动，出料道1打开，被检轴承套圈5落出出料道1并进入不合格产品收集区，实现分选。

所述被检轴承套圈5的图像信息传送至中央处理单元11后，中央处理单元11首先对被检轴承套圈5的图像进行前期的中值滤波和二值化操作。

如图4所示，中央处理单元11接收摄像机c8传送的图像，按照以下步骤可判断被检轴承套圈5的外圆是否存在漏工序的情况；

判断外圆是否车削沟道，计算外圆沟道位置黑色像素和白色像素个数的比例

，当

大于设定的阈值

时，表示沟道未加工；其中阈值

按照如下方法确定：分别统计外圆沟道车削前和车削后相应位置黑色像素和白色像素个数的比例，并将其算术平均值作为阈值。

若外圆设计有密封槽，计算外圆密封槽位置黑色像素和白色像素个数的比例

，当

大于设定的阈值

时，表示密封槽未加工；其中阈值

按照如下方法确定：分别统计外圆密封槽车削前和车削后相应位置黑色像素和白色像素个数的比例，并将其算术平均值作为阈值

。

若外圆设计有圆角，在相应位置黑色像素和白色像素的分界线处取连续的2-5个像素，计算线性拟合后直线的斜率，重复该步骤，直至分界线处所有的点均参与了运算。若所有直线的斜率变化是连续的，表示已经车削了圆角；若直线的斜率变化存在突变，表示圆角未加工。

如图5所示，中央处理单元11接收摄像机a4和摄像机b9传送的图像，按照以下步骤可判断被检轴承套圈5的内圆是否存在漏工序的情况；

判断内圆是否车削沟道，沟道未加工时，沿被检轴承套圈5的轴线方向为一条直线，直线各处能很好地反射光源发出的光线，二值化后为一条连续的白色线；若内圆车削过沟道，沟道位置沿轴线方向为一条曲线，曲线各处对光源的反射不一致，二值化后为一条不连续的白色线，白色像素的数量会有变化。据此统计内圆沟道位置沿轴线方向白色像素，计算其直线方程，将内圆沟道沿轴线方向的白色像素带入直线方程。若白色像素带入直线方程后连续，表示未车削沟道。

若内圆设计有密封槽，密封槽未加工时，沿被检轴承套圈5的轴线方向为一条直线，直线各处能很好地反射光源发出的光线，二值化后为一条连续的白色线；若内圆车削过密封槽，密封槽位置沿轴线方向为一条折线，折线对光源的反射不一致，二值化后为一条不连续的白色线。据此统计内圆密封槽位置沿轴线方向白色像素数量

，若

大于设定的阈值

，表示未车削密封槽；其中阈值

按照如下方法确定：分别统计内圆密封槽车削前和车削后相应位置白色像素的个数，并将其算术平均值作为阈值。

若内圆设计有圆角，圆角未加工时，沿被检轴承套圈5的轴线方向为一条直线，直线各处能很好地反射光源发出的光线，二值化后为一条连续的白色线；若内圆车削过圆角，圆角位置沿轴线方向为一条曲线，曲线对光源的反射不一致，二值化后为一条不连续的白色线。据此统计内圆圆角位置沿轴线方向白色像素数量

，若

大于设定的阈值

，表示未车削圆角；其中阈值按照如下方法确定：分别统计内圆圆角车削前和车削后相应位置白色像素的个数，并将其算术平均值作为阈值

。

本发明实施例的技术方案可应用于轴承套圈的生产现场，用于检测不同型号轴承套圈车加工是否漏工序，代替目前常用的人工目测法，提高检测可靠性。

最后应说明的是：以上实施例仅适用于说明本发明的技术方案，而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种轴承套圈车加工漏工序检测装置，其特征在于：该检测装置由图像采集模块、位置检测模块、运动控制模块和中央处理模块组成；

所述图像采集模块由透射光源（7）、反射光源a（3）、反射光源b（6）、摄像机a（4）、摄像机b（9）、摄像机c（8）和图像采集单元（10）组成，所述透射光源（7）垂直于被测轴承套圈（5）的一侧安装，为检测轴承套圈外圆部分提供照明，反射光源a（3）和反射光源b（6）分别倾斜安装于被测轴承套圈（5）的两侧，为检测轴承套圈内圆部分提供照明，所述摄像机a（4）、摄像机b（9）和摄像机c（8）将采集到被测轴承套圈（5）各部位的图像信息通过数据线输入图像采集单元（10），所述图像采集单元（10）的输出信号输入至中央处理模块的中央处理单元（11）； 

所述位置检测模块由接近开关（2）组成，接近开关（2）的信号输出端输入至中央处理模块，所述接近开关（2）用于检测被检轴承套圈（5）是否在摄像机a（4）、摄像机b（9）和摄像机c（8）的拍摄位置；

所述运动控制模块主要由进料道（25）、出料道（1）、定位气缸（16）、端部定位板（20）、侧边定位板（19）、进料气缸（24）、进料挡板（22）、分选气缸（15）、分选气缸固定轴（13）、分选气缸连接座（14）、下料底板（17）和下料底板连接轴（18）组成，其中所述定位气缸（16）、端部定位板（20）和侧边定位板（19）用于准确定位被检轴承套圈（5）至摄像机a（4）、摄像机b（9）和摄像机c（8）的拍摄位置，所述进料气缸（24）和进料挡板（22）用于将待检轴承套圈（23）和被检轴承套圈（5）分开，所述分选气缸（15）用于接收到中央处理模块的检测异常信号后带动下料底板（17）动作，将漏掉工序的被检轴承套圈（5）分选开；

所述中央处理模块由中央处理单元（11）和通讯单元（12）组成，所述中央处理单元（11）通过对应接口连接通讯单元（12），其中所述中央处理单元（11）通过数据线与图像采集单元（10）的对应接口连接，用于接收图像信号并处理，位置检测模块的信号输出端通过通讯单元（12）输入至中央处理单元（11），用于实时检测检轴承套圈（5）的位置信号，通讯单元（12）的信号输出端输入至运动控制模块，用于传递中央处理单元（11）的控制信号，驱动运动控制模块的各个气缸。

2.根据权利要求1所述的一种轴承套圈车加工漏工序检测装置，其特征在于：所述摄像机c（8）垂直安装在被检轴承套圈（5）的上方，与被检轴承套圈（5）的切面和透射光源（7）在一条直线上，所述摄像机c（8）的高度可调整；所述摄像机a（4）倾斜安装在被检轴承套圈(5)的一侧，由倾斜安装在被检轴承套圈(5)另一侧的反射光源b（6）提供照明；所述摄像机b（9）倾斜安装在被检轴承套圈(5)的另一侧，由倾斜安装在被检轴承套圈(5)一侧的反射光源a（3）提供照明，所述摄像机a（4）和摄像机b（9）的倾斜角度和高度均可以独立调整。

3.根据权利要求1所述的一种轴承套圈车加工漏工序检测装置，其特征在于：所述的出料道（1）和进料道（25）为倾斜轨道，进料道（25）和出料道（1）之间设有台阶，保证被检轴承套圈（5）的定位。

4.根据权利要求1所述的一种轴承套圈车加工漏工序检测装置的检测方法，其特征在于：被检测轴承套圈（5）到达拍摄位置时，位置检测模块同时向中央处理模块提供被检轴承套圈（5）到达拍摄位置的信息，中央处理模块控制图像采集模块实时拍摄被检轴承套圈（5）的各个部位的图像信息，并将该图像信息送入中央处理模块处理后与事先设定的值相比较，则可以确定被检测轴承套圈该部位是否漏掉工序，中央处理模块根据检测对比结果驱动运动控制模块中各个气缸动作。

5.根据权利要求4所述的一种轴承套圈车加工漏工序检测装置的检测方法，其特征在于：检测被检轴承套圈（5）的外圆是否加工沟道时，计算外圆沟道位置黑色像素和白色像素个数的比例                                                

，当

大于设定的阈值

时，表示沟道未加工；其中阈值

按照如下方法确定：分别统计外圆沟道车削前和车削后相应位置黑色像素和白色像素个数的比例，并将其算术平均值作为阈值

。

6.根据权利要求4所述的一种轴承套圈车加工漏工序检测装置的检测方法，其特征在于：检测被检轴承套圈（5）的外圆是否加工密封槽时，计算外圆密封槽位置黑色像素和白色像素个数的比例，当大于设定的阈值

时，表示密封槽未加工；其中阈值

按照如下方法确定：分别统计外圆密封槽车削前和车削后相应位置黑色像素和白色像素个数的比例，并将其算术平均值作为阈值

。

7.根据权利要求4所述的一种轴承套圈车加工漏工序检测装置的检测方法，其特征在于：检测被检轴承套圈（5）的外圆是否加工圆角时，在相应位置黑色像素和白色像素的分界线处取连续的2-5个像素，计算线性拟合后直线的斜率，重复该步骤，直至分界线处所有的点均参与了运算，若所有直线的斜率变化是连续的，表示已经加工了圆角；若直线的斜率变化存在突变，表示圆角未加工。

8.根据权利要求4所述的一种轴承套圈车加工漏工序检测装置的检测方法，其特征在于：检测被检轴承套圈（5）的内圆是否加工沟道时，统计内圆沟道位置沿轴线方向的白色像素，计算其直线方程，将内圆沟道沿轴线方向的白色像素带入直线方程，若白色像素带入直线方程后连续，表示未加工沟道。

9.根据权利要求4所述的一种轴承套圈车加工漏工序检测装置的检测方法，其特征在于：检测被检轴承套圈（5）的内圆是否加工密封槽时，统计内圆密封槽位置沿轴线方向白色像素数量

，若大于设定的阈值

，表示未加工密封槽；其中阈值

按照如下方法确定：分别统计内圆密封槽车削前和车削后相应位置白色像素的个数，并将其算术平均值作为阈值。

10.根据权利要求4所述的一种轴承套圈车加工漏工序检测装置的检测方法，其特征在于：检测被检轴承套圈（5）的内圆是否加工圆角时，统计内圆圆角位置沿轴线方向白色像素数量

，若

大于设定的阈值

，表示未车削圆角；其中阈值

按照如下方法确定：分别统计内圆圆角车削前和车削后相应位置白色像素的个数，并将其算术平均值作为阈值

。

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