CN105784721A - 一种基于机器视觉的轴承检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于机器视觉的轴承检测装置，包括进料端和出料端，进料端与出料端之间设有支架，该支架上架设有由电机驱动的滚轮，进料端的出口处与滚轮之间设有检测工位，滚轮上设有移送槽，还包括检测相机；待检轴承从进料端进入所述检测工位，滚轮转动并带动待检轴承在该检测工位上滚动展开，检测相机获取待检轴承的表面图像，当滚轮的移送槽转动至所述检测工位的位置时，待检轴承进入该移送槽内，待检轴承随滚轮转动并移送至出料端进行后续分拣。本发明通过滚轮的转动来展开和移送待检轴承，其结构简单，易于制造，适用于轴承自动化装配生产线对轴承进行快速准确的表面缺陷检测。

Description

一种基于机器视觉的轴承检测装置
技术领域
本发明属于轴承表面缺陷检测分拣设备技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的轴承检测装置。
背景技术
在轴承的质量检测中，对于轴承表面的缺陷，大多采用人工目视检验法，此种方法受到人为因素影响很大，难以保证准确性和稳定性，且对于微小的缺陷人眼难以辨别，目前国内已有对钢球表面缺陷进行自动化检测的设备，如专利公告号CN102658266A公开的一种基于机器视觉的钢球分拣装置和方法，基于机器视觉的产品表面缺陷与尺寸检测方法以其非接触性、实时性、灵活性和精确性等特点可以有效地解决这些问题。另外，这种方法不但可以获取被测物体的表面特征与尺寸参数，还可以根据检测结果及时给出反馈信息，由此做出控制决策，控制后续执行机构的操作，从而实现整个过程的自动化运行，提高企业的生产效率。基于机器视觉进行图像处理的软件已经较为成熟，然而目前还未研发出用于检测轴承表面缺陷的自动化检测设备，其主要技术瓶颈是针对轴承表面完全视觉覆盖的机械结构设计，轴承主要有外圈、内圈、若干钢球、钢球保持架和两侧面的防尘盖构成，轴承表面缺陷的检测主要包括外圈外壁、内圈内壁和两侧防尘盖的表面缺陷检测，由于轴承具有两个相对面，因而很难同时保证轴承表面完全视觉覆盖和检测效率。
为解决上述问题，本申请人研发了一种基于机器视觉的轴承检测分拣装置，参见专利公告号CN104624522A，该分拣装置采用可连续检测的转盘式结构，相对人工目视检测其效率和精确度得以大幅提升，得到了广大轴承加工厂商的认可。随着轴承加工及装配行业的自动化装配生产线的改造，轴承自动化装配生产线集自动上料、自动装配、自动检测和自动分拣于一体，大大提高了轴承的生产及装配效率，而且仅需人工值守，减少用工成本和工作强度，目前轴承自动化装配生产线的自动检测工序仅能实现轴承的噪音及跳动度检测，因而轴承在装配完成后，需再次放入前述的基于机器视觉的轴承检测分拣装置中进行表面缺陷检测及分拣，造成轴承在转移过程中存在二次损伤的问题，因此有轴承加工厂商提出将前述基于机器视觉的轴承检测分拣装置嫁接到轴承自动化装配生产线中，对轴承进行在线表面缺陷检测，这样只需一次装配、检测及分拣，避免轴承二次损伤。该技术问题的最大难点在于轴承的表面缺陷检测速度需大于轴承的装配速度，现有的轴承装配速度一般在2000个/小时，即要在1.6秒内完成对轴承的表面缺陷检测，而且随着轴承自动化装配生产线不断改进和完善，其轴承装配速度还会进一步提升，因此在线表面缺陷检测的检测速度还应当留有一定提升空间。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于机器视觉的轴承检测装置，其在进料端的出口处与滚轮之间形成用于检测待检轴承的检测工位，并通过滚轮的转动展开轴承和移送轴承，其结构简单，易于制造，适用于轴承自动化装配生产线对轴承进行快速准确的表面缺陷检测。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种基于机器视觉的轴承检测装置，包括进料端和出料端，进料端与出料端之间设有支架，该支架上架设有由电机驱动的滚轮，进料端的出口处与滚轮之间形成用于检测待检轴承的检测工位，滚轮上设有用于将待检轴承从该检测工位移送至出料端的入口处的移送槽，还包括检测相机；待检轴承从进料端进入所述检测工位，滚轮转动并带动待检轴承在该检测工位上滚动展开，此时检测相机获取待检轴承的表面图像，当滚轮的移送槽转动至所述检测工位的位置时，待检轴承进入该移送槽内，待检轴承随滚轮转动并移送至出料端进行后续分拣。
滚轮的两侧设有挡边，两挡边之间形成与待检轴承相适应的容置槽，所述移送槽设置于该容置槽内，挡边用于防止待检轴承在滚动展开和移送过程中掉落。进一步的，进料端设有与待检轴承相适应的送料槽，出料端设有与待检轴承相适应的出料槽，待检轴承在送料槽内依序排列，待检轴承逐一进入检测工位，优选的，送料槽呈倾斜设置，以使待检轴承依靠自身重力在送料槽内自行向前滚动，出料端设置分拣机构，该分拣机构根据检测相机及图像处理模块的检测结果对待检轴承进行分选，同样出料槽呈倾斜设置，以使待检轴承依靠自身重力在出料槽内自行向前滚动。
其中，滚轮的一侧还设有与电机连接的传送轮，电机选用伺服电机，并通过同步带与传送轮传动连接，直接调节伺服电机的转速即可控制轴承检测速度。
进一步的，一种优选的方案，所述检测相机为两个，两检测相机分别位于所述检测工位的两侧，两所述检测相机分别从待检轴承的两侧获取图像，两检测相机对称设置于检测工位的两侧，每个检测相机以一定斜角照射待检轴承的圆周面和一侧端面，随着滚轮转动，待检轴承在检测工位上滚动展开，两检测相机分时获取待检轴承的图像，经图像处理模块处理即可获取待检轴承完整的表面图像。
另一优选的方案，检测相机设置于待检轴承上方，以直接获取待检轴承的圆周面图像，待检轴承两侧还设有反射镜，检测相机通过两所述反射镜获取待检轴承两端面的图像，两反射镜呈倒八字设置于待检轴承的两侧，以使待检轴承两端面图像能够通过反射镜反射至检测相机。
进一步的方案，进料端的出口处高于待检轴承与滚轮接触位置，该结构可使待检轴承从进料端进入到检测工位后，待检轴承在自身重力作用下抵靠在滚轮上，以增加待检轴承与滚轮之间的摩擦力，当滚轮转动时，确保能带动待检轴承滚动展开。
采用上述技术方案后，本发明和现有技术相比所具有的优点是：
本发明所述的一种基于机器视觉的轴承检测装置，轴承从自动化装配生产线装配完成后输送至本检测装置的进料端，并依序逐个进入进料端的出口处与滚轮之间的检测工位，滚轮转动以驱动待检轴承在该检测工位滚动展开，从而使检测相机在该检测工位获取待检轴承完整的表面图像，待检轴承随滚轮转动并移送至出料端进行后续分拣，需要说明的是，所述滚轮在本检测装置中同时具有三个作用：1、用于与进料端配合形成检测工位；2、用于与电机配合驱动待检轴承在检测工位滚动展开；3、用于将待检轴承从检测工位移送至出料端。其结构简单，易于制造，适用于轴承自动化装配生产线对轴承进行快速准确的表面缺陷检测。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1为本发明的立体结构示意图；
图2-图7为本发明的工作顺序的结构示意图；
图8为本发明的双检测相机的检测状态的示意图；
图9为本发明的单检测相机的检测状态示意图。
图中：1、进料端；11、送料槽；2、支架；3、滚轮；31、移送槽；32、挡边；33、容置槽；34、传送轮；4、出料端；41、出料槽；5、待检轴承；6、检测相机；7、反射镜。
具体实施方式
以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。
参见图1-图9，一种基于机器视觉的轴承检测装置，包括进料端1和出料端4，进料端1与出料端4之间设有支架2，该支架2上架设有由电机驱动的滚轮3，进料端1的出口处与滚轮3之间形成用于检测待检轴承5的检测工位，滚轮3上设有用于将待检轴承5从该检测工位移送至出料端4的入口处的移送槽31，还包括检测相机6；待检轴承5从进料端1进入所述检测工位，滚轮3转动并带动待检轴承5在该检测工位上滚动展开，此时检测相机6获取待检轴承5的表面图像，当滚轮3的移送槽31转动至所述检测工位的位置时，待检轴承5进入该移送槽31内，待检轴承5随滚轮3转动并移送至出料端4进行后续分拣。
滚轮3的两侧设有挡边32，两挡边32之间形成与待检轴承5相适应的容置槽33，所述移送槽31设置于该容置槽33内，挡边32用于防止待检轴承5在滚动展开和移送过程中掉落。进一步的，进料端1设有与待检轴承5相适应的送料槽11，出料端4设有与待检轴承5相适应的出料槽41，待检轴承5在送料槽11内依序排列，待检轴承5逐一进入检测工位，优选的，送料槽11呈倾斜设置，以使待检轴承5依靠自身重力在送料槽11内自行向前滚动，出料端4设置分拣机构，该分拣机构根据检测相机6及图像处理模块的检测结果对待检轴承5进行分选，同样出料槽41呈倾斜设置，以使待检轴承5依靠自身重力在出料槽41内自行向前滚动。
其中，滚轮3的一侧还设有与电机连接的传送轮34，电机选用伺服电机，并通过同步带与传送轮34传动连接，直接调节伺服电机的转速即可控制轴承检测速度。
本实施方式中，参见图8，所述检测相机6为两个，两检测相机6分别位于所述检测工位的两侧，两所述检测相机6分别从待检轴承5的两侧获取图像，两检测相机6对称设置于检测工位的两侧，每个检测相机6以一定斜角照射待检轴承5的圆周面和一侧端面，随着滚轮3转动，待检轴承5在检测工位上滚动展开，两检测相机6分时获取待检轴承5的图像，经图像处理模块处理即可获取待检轴承5完整的表面图像。
进一步的方案，进料端1的出口处高于待检轴承5与滚轮3接触位置，该结构可使待检轴承5从进料端1进入到检测工位后，待检轴承5在自身重力作用下抵靠在滚轮3上，以增加待检轴承5与滚轮3之间的摩擦力，当滚轮3转动时，确保能带动待检轴承5滚动展开。
另一实施方式，参见图9，检测相机6设置于待检轴承5上方，检测相机6正对待检轴承5的圆周面设置，当滚轮3驱动待检轴承5滚动时，检测相机6可以直接获取待检轴承5的圆周面图像，待检轴承5两侧还设有反射镜7，检测相机66通过两所述反射镜7获取待检轴承5两端面的图像，两反射镜7呈倒八字设置于待检轴承5的两侧，以使待检轴承5两端面图像能够通过反射镜7反射至检测相机6。采用本方式，检测相机6仅需一个，通过图像合成的方式将待检轴承5的圆周面图像和两端面的图像进行合成，以充分覆盖轴承表面。
本基于机器视觉的轴承检测装置，轴承从自动化装配生产线装配完成后输送至本检测装置的进料端1(如图2所示)，待检轴承5从进料端11逐个进入到进料端1与滚轮3之间的检测工位内(如图3所示)，电机带动滚轮3转动进而使滚轮3驱动待检轴承5在检测工位内滚动展开(如图4所示)，此时检测相机6获取待检轴承5完整的表面图像，并对其进行图像分析和处理，当滚轮3的移送槽31转动至所述检测工位的位置时，待检轴承5进入该移送槽31内(如图5所示)，待检轴承5随滚轮3转动并移送至出料端4(如图6所示)，待检轴承5在出料端4根据其图像分析结构进行后续分拣(如图7所示)。本轴承检测装置适用于轴承自动化装配生产线中对轴承进行表面缺陷检测，可以无缝接入轴承自动化装配生产线中，而且通过伺服电机滚轮3转速即可达到调节轴承展开速度的目的，其结构简单，易于制造，适用性广。
以上所述实施例并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，在本发明的精神和原则之内对其中部分技术特征进行等同替换，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于机器视觉的轴承检测装置，其特征在于：包括进料端(1)和出料端(4)，进料端(1)与出料端(4)之间设有支架(2)，该支架(2)上架设有由电机驱动的滚轮(3)，进料端(1)的出口处与滚轮(3)之间形成用于检测待检轴承(5)的检测工位，滚轮(3)上设有用于将待检轴承(5)从该检测工位移送至出料端(4)的入口处的移送槽(31)，还包括检测相机(6)；待检轴承(5)从进料端(1)进入所述检测工位，滚轮(3)转动并带动待检轴承(5)在该检测工位上滚动展开，此时检测相机(6)获取待检轴承(5)的表面图像，当滚轮(3)的移送槽(31)转动至所述检测工位的位置时，待检轴承(5)进入该移送槽(31)内，待检轴承(5)随滚轮(3)转动并移送至出料端(4)进行后续分拣。
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的轴承检测装置，其特征在于：滚轮(3)的两侧设有挡边(32)，两挡边(32)之间形成与待检轴承(5)相适应的容置槽(33)，所述移送槽(31)设置于该容置槽(33)内。
3.根据权利要求1或2所述的基于机器视觉的轴承检测装置，其特征在于：进料端(1)设有与待检轴承相适应的送料槽(11)，出料端(4)设有与待检轴承相适应的出料槽(41)。
4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的轴承检测装置，其特征在于：滚轮(3)的一侧还设有与电机连接的传送轮(34)。
5.根据权利要求1所述的基于机器视觉的轴承检测装置，其特征在于：所述检测相机(6)为两个，两检测相机(6)分别位于所述检测工位的两侧，两所述检测相机(6)分别从待检轴承(5)的两侧获取图像。
6.根据权利要求1所述的基于机器视觉的轴承检测装置，其特征在于：检测相机(6)设置于待检轴承(5)上方，以直接获取待检轴承(5)的圆周面图像，待检轴承(5)两侧还设有反射镜(7)，检测相机(6)通过两所述反射镜(7)获取待检轴承(5)两端面的图像。
7.根据权利要求1、5、6任一所述的基于机器视觉的轴承检测装置，其特征在于：进料端(1)的出口处高于待检轴承(5)与滚轮(3)接触位置。
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