CN105817428A - 一种用于轴承自动化装配生产线的轴承检测装置 - Google Patents

一种用于轴承自动化装配生产线的轴承检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于轴承自动化装配生产线的轴承检测装置，其进料端与出料端之间设有第一滚轮和第二滚轮，进料端设有顶推装置和挡块，第二滚轮通过摆臂连接于旋转气缸上，旋转气缸通过摆臂带动第二滚轮相对第一滚轮摆动，出料端设置于第一滚轮与第二滚轮之间的间隙下方；还包括设置于待检轴承两侧的检测相机。本发明采用伺服电机带动两根滚轮滚动以完全展开轴承，在轴承两侧分别设置相机以进行图像识别和检测，进料端利用顶推装置将待检轴承逐个顶推至两根滚轮之间，利用旋转气缸带动其中一根滚轮摆动以使待检轴承在重力作用下掉落在出料端进行分拣，本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。

Description

一种用于轴承自动化装配生产线的轴承检测装置
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，具体涉及一种用于轴承自动化装配生产线的轴承检测装置。
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，提供一种用于轴承自动化装配生产线的轴承检测装置，该轴承检测装置采用伺服电机带动两根滚轮滚动以完全展开轴承，在轴承两侧分别设置相机以进行图像识别和检测，进料端利用顶推装置将待检轴承逐个顶推至两根滚轮之间，利用旋转气缸带动其中一根滚轮摆动以使待检轴承在重力作用下掉落在出料端进行分拣，本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。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种用于轴承自动化装配生产线的轴承检测装置，包括与轴承自动化装配生产线连接的进料端和出料端，进料端与出料端之间设有由电机驱动的第一滚轮和第二滚轮，进料端设有用于将待检轴承顶推至第一滚轮与第二滚轮之间的顶推装置，进料端与第一滚轮之间设有挡块，第二滚轮通过摆臂连接于旋转气缸上，旋转气缸通过摆臂带动第二滚轮相对第一滚轮摆动，出料端设置于第一滚轮与第二滚轮之间的间隙下方；还包括设置于待检轴承两侧的检测相机，两所述检测相机设置在对应第一滚轮与第二滚轮之间的位置；当待检轴承位于第一滚轮与第二滚轮之间时，待检轴承随第一滚轮和第二滚轮的转动而同步滚动展开，两所述检测相机分别从待检轴承的两侧获取图像。
其中，顶推装置包括设置于进料端下方的顶推气缸和设于顶推气缸上的顶块，当顶推气缸缩回时，顶块与进料端齐平。顶推气缸活塞杆伸出通过顶块推动待检轴承，使待检轴承翻过挡块进入到第一滚轮与第二滚轮之间的展开工位。
第一滚轮和/或第二滚轮设有用于防止待检轴承侧翻的挡边。或者另一方案，进料端与出料端之间设有用于防止待检轴承侧翻的挡壁。优选的，进料端设有用于将待检轴承转向放置的翻转轨道，该翻转轨道用于将轴承从水平状态变为竖直状态，以使轴承能在外力作用下滚动。
进料端和出料端均倾斜设置，以使待检轴承在进料端和出料端均能在自身重力作用下沿进料端向出料端的方向滚动，无需专用传送带，且有利于检测速度的随意调节。第一滚轮与第二滚轮的直径相同，并且第一滚轮的轴心高于第二滚轮的轴心，防止待检轴承逆向滚动。
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。本方案中，检测相机仅需一个，通过图像合成的方式将待检轴承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。
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：
本发明所述的一种用于轴承自动化装配生产线的轴承检测装置，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，待检轴承受到挡块阻挡依序排列于进料端上，顶推装置待检轴承逐个顶推至第一滚轮与第二滚轮之间展开工位.第一滚轮和第二滚轮持续转动带动待检轴承滚动展开，此时检测相机分时获取待检轴承不同部位的图像，并通过图像处理系统将图像合成并进行表面缺陷的分析处理，检测相机每次获取图像均能获取到待检轴承部分外环和内环表面、两侧平面以及倒角面的图像，检测相机为两个，对称设置于待检轴承的两侧，这样可以确保获取到的图像能完全覆盖待检轴承的表面，一般地，第一滚轮和第二滚轮转动一周的线距离要大于待检轴承的外周长，且第一滚轮和第二滚轮需采用聚氨酯、尼龙等工程塑料制成，防止待检轴承在滚动展开过程中受到损伤，待检轴承位于第一滚轮与第二滚轮之间，随着第一滚轮和第二滚轮的持续转动，当检测相机检测完毕时，旋转气缸通过摆臂带动第二滚轮相对第一滚轮摆动，第二滚轮远离第一滚轮，以使第一滚轮与第二滚轮之间形成间隙，待检轴承从该间隙掉落至出料端进行分拣。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，而且通过伺服电机调节第一滚轮和第二滚轮的转速即可达到调节轴承展开速度的目的，其适用性广。
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-图4为本发明的工作顺序的结构示意图；
图5为本发明的检测状态的示意图；
图6为本发明的另一实施方式的检测状态示意图；
图7为本发明另一实施方式的结构示意图。
图中：1、进料端；2、第一滚轮；3、第二滚轮；4、摆臂；5、旋转气缸；6、出料端；7、顶推气缸；8、顶块；9、挡块；10、待检轴承；11、检测相机；12、推送气缸；13、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6，一种用于轴承自动化装配生产线的轴承检测装置，包括与轴承自动化装配生产线连接的进料端1和出料端6，进料端1与出料端6之间设有由电机驱动的第一滚轮2和第二滚轮3，进料端1设有用于将待检轴承10顶推至第一滚轮2与第二滚轮3之间的顶推装置，其中，顶推装置包括设置于进料端1下方的顶推气缸7和设于顶推气缸7上的顶块8，当顶推气缸7缩回时，顶块8与进料端1齐平。顶推气缸7活塞杆伸出通过顶块8推动待检轴承10，使待检轴承10翻过挡块9进入到第一滚轮2与第二滚轮3之间的展开工位。进料端1与第一滚轮2之间设有挡块9，待检轴承10受到挡块9阻挡依序排列于进料端1上，顶推装置待检轴承10逐个顶推至第一滚轮2与第二滚轮3之间展开工位，第二滚轮3通过摆臂4连接于旋转气缸5上，旋转气缸5通过摆臂4带动第二滚轮3相对第一滚轮2摆动，出料端6设置于第一滚轮2与第二滚轮3之间的间隙下方；还包括设置于待检轴承10两侧的检测相机11，两所述检测相机11设置在对应第一滚轮2与第二滚轮3之间的位置；当待检轴承10位于第一滚轮2与第二滚轮3之间时，待检轴承10随第一滚轮2和第二滚轮3的转动而同步滚动展开，两所述检测相机11分别从待检轴承10的两侧获取图像。
第一滚轮2和/或第二滚轮3设有用于防止待检轴承10侧翻的挡边。或者，进料端1与出料端6之间设有用于防止待检轴承10侧翻的挡壁。进料端1设有用于将待检轴承10转向放置的翻转轨道，该翻转轨道用于将轴承从水平状态变为竖直状态，以使轴承能在外力作用下滚动。进料端1和出料端6均倾斜设置，以使待检轴承10在进料端1和出料端6均能在自身重力作用下沿进料端1向出料端6的方向滚动，无需专用传送带，且有利于检测速度的随意调节。第一滚轮2与第二滚轮3的直径相同，并且第一滚轮2的轴心高于第二滚轮3的轴心，防止待检轴承10逆向滚动。
另一实施方式，参见图6，检测相机11设置于待检轴承10上方，检测相机11正对待检轴承10的圆周面设置，当第一滚轮2和第二滚轮3带动待检轴承10滚动时，检测相机11可以直接获取待检轴承10的圆周面图像，待检轴承10两侧还设有反射镜13，检测相机11通过两所述反射镜13获取待检轴承10两端面的图像，两反射镜13呈倒八字设置于待检轴承10的两侧，以使待检轴承10两端面图像能够通过反射镜13反射至检测相机11。采用本方式，检测相机11仅需一个，通过图像合成的方式将待检轴承10的圆周面图像和两端面的图像进行合成，以充分覆盖轴承10表面。
本用于轴承自动化装配生产线的轴承检测装置，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1所示)，顶推装置待检轴承10顶推至第一滚轮2与第二滚轮3之间展开工位(如图2所示)，第一滚轮2和第二滚轮3持续转动带动待检轴承10滚动展开(如图3所示)，此时检测相机11分时获取待检轴承10不同部位的图像，并通过图像处理系统将图像合成并进行表面缺陷的分析处理，检测相机11每次获取图像均能获取到待检轴承10部分外环和内环表面、两侧平面以及倒角面的图像，检测相机11为两个，对称设置于待检轴承10的两侧，这样可以确保获取到的图像能完全覆盖待检轴承10的表面，一般地，第一滚轮2和第二滚轮3转动一周的线距离要大于待检轴承10的外周长.且第一滚轮2和第二滚轮3需采用聚氨酯、尼龙等工程塑料制成，防止待检轴承10在滚动展开过程中受到损伤，待检轴承10位于第一滚轮2与第二滚轮3之间，随着第一滚轮2和第二滚轮3的持续转动，当检测相机11检测完毕时，旋转气缸5通过摆臂4带动第二滚轮3相对第一滚轮2摆动，第二滚轮3远离第一滚轮2(如图4所示)，以使第一滚轮2与第二滚轮3之间形成间隙，待检轴承10从该间隙掉落至出料端6进行分拣，采用摆臂4还有利于适应不通规格的待检轴承。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，而且通过伺服电机调节第一滚轮2和第二滚轮3的转速即可达到调节轴承展开速度的目的，其适用性广。
参见图7所示的另一实施方式，一种用于轴承自动化装配生产线的轴承检测装置，包括与轴承自动化装配生产线连接的进料端1和出料端6，进料端1与出料端6之间设有由电机驱动的第一滚轮2和第二滚轮3，进料端1设有用于将待检轴承10顶推至第一滚轮2与第二滚轮3之间的顶推装置，进料端1与第一滚轮2之间设有挡块9，出料端6设置于第二滚轮3后端，第一滚轮2与第二滚轮3之间设有用于将待检轴承10推送至出料端6的推送气缸12，推送气缸12活塞杆设有楔形推块，楔形推块的楔形面有利于推送待检轴承10；还包括设置于待检轴承10两侧的检测相机11，两所述检测相机11设置在对应第一滚轮2与第二滚轮3之间的位置；当待检轴承10位于第一滚轮2与第二滚轮3之间时，待检轴承10随第一滚轮2和第二滚轮2的转动而同步滚动展开，两所述检测相机11分别从待检轴承10的两侧获取图像。本实施方式中，第一滚轮2和第二滚轮3位置固定，通过推送气缸12的活塞杆上下移动将待检轴承10从第一滚轮2与第二滚轮3之间推送至出料端6，各执行部件协同工作，控制方便，可以无缝接入轴承自动化装配生产线中。
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 (9)

1.一种用于轴承自动化装配生产线的轴承检测装置，其特征在于：包括与轴承自动化装配生产线连接的进料端(1)和出料端(6)，进料端(1)与出料端(6)之间设有由电机驱动的第一滚轮(2)和第二滚轮(3)，进料端(1)设有用于将待检轴承(10)顶推至第一滚轮(2)与第二滚轮(3)之间的顶推装置，进料端(1)与第一滚轮(2)之间设有挡块(9)，第二滚轮(3)通过摆臂(4)连接于旋转气缸(5)上，旋转气缸(5)通过摆臂(4)带动第二滚轮(3)相对第一滚轮(2)摆动，出料端(6)设置于第一滚轮(2)与第二滚轮(3)之间的间隙下方；还包括设置于待检轴承(10)两侧的检测相机(11)，两所述检测相机(11)设置在对应第一滚轮(2)与第二滚轮(3)之间的位置；当待检轴承(10)位于第一滚轮(2)与第二滚轮(3)之间时，待检轴承(10)随第一滚轮(2)和第二滚轮(2)的转动而同步滚动展开，两所述检测相机(11)分别从待检轴承(10)的两侧获取图像。
2.根据权利要求1所述的一种用于轴承自动化装配生产线的轴承检测装置，其特征在于：顶推装置包括设置于进料端(1)下方的顶推气缸(7)和设于顶推气缸(7)上的顶块(8)，当顶推气缸(7)缩回时，顶块(8)与进料端(1)齐平。
3.根据权利要求1所述的一种用于轴承自动化装配生产线的轴承检测装置，其特征在于：第一滚轮(2)和/或第二滚轮(3)设有用于防止待检轴承(10)侧翻的挡边。
4.根据权利要求1所述的一种用于轴承自动化装配生产线的轴承检测装置，其特征在于：进料端(1)与出料端(6)之间设有用于防止待检轴承(10)侧翻的挡壁。
5.根据权利要求1所述的一种用于轴承自动化装配生产线的轴承检测装置，其特征在于：进料端(1)设有用于将待检轴承(10)转向放置的翻转轨道。
6.根据权利要求1所述的一种用于轴承自动化装配生产线的轴承检测装置，其特征在于：进料端(1)和出料端(6)均倾斜设置，以使待检轴承(10)在进料端(1)和出料端(6)均能在自身重力作用下滚动。
7.根据权利要求1所述的一种用于轴承自动化装配生产线的轴承检测装置，其特征在于：第一滚轮(2)与第二滚轮(2)的直径相同，并且第一滚轮(2)的轴心高于第二滚轮(3)的轴心。
8.根据权利要求1所述的一种用于轴承自动化装配生产线的轴承检测装置，其特征在于：检测相机(11)设置于待检轴承(10)上方，以直接获取待检轴承(10)的圆周面图像，待检轴承(10)两侧还设有反射镜(13)，检测相机(11)通过两所述反射镜(13)获取待检轴承(10)两端面的图像。
9.一种用于轴承自动化装配生产线的轴承检测装置，其特征在于：包括与轴承自动化装配生产线连接的进料端(1)和出料端(6)，进料端(1)与出料端(6)之间设有由电机驱动的第一滚轮(2)和第二滚轮(3)，进料端(1)设有用于将待检轴承(10)顶推至第一滚轮(2)与第二滚轮(3)之间的顶推装置，进料端(1)与第一滚轮(2)之间设有挡块(9)，出料端(6)设置于第二滚轮(3)后端，第一滚轮(2)与第二滚轮(3)之间设有用于将待检轴承(10)推送至出料端(6)的推送气缸(12)；还包括设置于待检轴承(10)两侧的检测相机(11)，两所述检测相机(11)设置在对应第一滚轮(2)与第二滚轮(3)之间的位置；当待检轴承(10)位于第一滚轮(2)与第二滚轮(3)之间时，待检轴承(10)随第一滚轮(2)和第二滚轮(2)的转动而同步滚动展开，两所述检测相机(11)分别从待检轴承(10)的两侧获取图像。
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