CN108051447A - 光感式表面缺陷检测设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光感式表面缺陷检测设备，其运动系统包括第三滑动机构、相对设置的第一滑动机构及第二滑动机构；第一滑动机构包括第一X滑动机构及第一Y滑动机构，且第一Y滑动机构设于第一X滑动机构上；第二滑动机构包括第二X滑动机构及第二Y滑动机构，且第二Y滑动机构设于第二X滑动机构上；第三滑动机构包括Z滑动机构，Z滑动机构设于第一Y滑动机构上；其摄像系统包括摄像头、上夹板机构及下夹板机构；上夹板机构装设于Z滑动机构上，且为透明结构；下夹板机构设于第二Y滑动机构上，被测球体被夹设于上夹板机构与下夹板机构之间。本发明是一种能够极大地提高检测的精确度、重复性高、方便图像分析和打印的光感式表面缺陷检测设备。

Description

光感式表面缺陷检测设备
技术领域
本发明涉及属于测量技术领域，尤其涉及一种能够极大地提高检测的精确度、重复性高、方便图像分析和打印的光感式表面缺陷检测设备。
背景技术
随着机械工业的不断发展，对轴承动态性能的不断提高，钢球表面缺陷直接影响轴承动态性能，因此改善钢球的表面缺陷已越来越受到行业的普遍关注。钢球表面缺陷测量仪是测量钢球表面缺陷常用的设备，随着对钢球精度的要求不断提高，钢球表面缺陷测量仪也不断更新换代，但是，如何按照标准规定的方法对钢球表面缺陷作出合理的评定仍然是被关注的核心问题。
目前行业中，关于钢球表面缺陷执行的标准规定，钢球表面缺陷的评定参数为轮廓算术平均偏差Ra和轮廓最大高度Ry，且Ra和Ry两者应符合标准规定。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够极大地提高检测的精确度、重复性高、方便图像分析和打印的光感式表面缺陷检测设备。
为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：提供一种光感式表面缺陷检测设备，用于测量球体的表面缺陷，包括：
支架，所述支架包括底板及设于所述底板两侧的立柱，及跨设于所述立柱上的横梁；
运动系统，所述运动系统包括第三滑动机构、相对设置的第一滑动机构及第二滑动机构；所述第一滑动机构包括第一X滑动机构及第一Y滑动机构，且所述第一Y滑动机构设于所述第一X滑动机构上；所述第二滑动机构包括第二X滑动机构及第二Y滑动机构，且所述第二Y滑动机构设于所述第二X滑动机构上；所述第三滑动机构包括Z滑动机构，所述Z滑动机构设于所述第一Y滑动机构上；
摄像系统，所述摄像系统包括摄像头、光源、上夹板机构及下夹板机构；所述上夹板机构装设于所述Z滑动机构上，且为透明结构；所述下夹板机构设于所述第二Y滑动机构上，被测球体被夹设于所述上夹板机构与下夹板机构之间，所述运动系统驱动所述上夹板机构及下夹板机构做反向运动，带动所述被测球体进行原地滚动，所述摄像头对所述被测球体的图像进行采集。
所述运动系统中的每个滑动机构均包括：伺服电机及导轨副，所述导轨副包括导轨及滑动地安装于所述导轨上的滑块。
所述第一Y滑动机构设于所述第一X滑动机构的滑块上；所述第二Y滑动机构设于所述第二X滑动机构的滑块上。
所述Z滑动机构设于所述第一Y滑动机构上，所述Z滑动机构竖直地设于所述第一Y滑动机构的滑块上，且所述Z滑动机构的滑块上固定有一安装板，所述上夹板机构安装于所述安装板上。
所述摄像系统的光源为环形光源。
还包括用于固定所述环形光源的光源支架，所述光源支架包括两垂吊于所述横梁上的竖直部及连接于所述竖直部上的水平部，所述水平部开设有与所述环形光源配套使用的通孔。
还包括摄像头位置调整装置，所述摄像头位置调整装置设于所述横梁上，且对所述摄像头的位置进行上下调整。
所述上夹板机构包括用于与所述安装板固定连接的竖直板及连接于所述竖直板上的水平板，所述竖直板与所述水平板之间还设有肋板。
与现有技术相比，由于在本发明光感式表面缺陷检测设备中，所述运动系统包括第三滑动机构、相对设置的第一滑动机构及第二滑动机构；由于本发明通过所述运动系统对所述被测球体的运动进行控制，能够确保所述被测球体在一个既定位置滚动，因此能够极大地提高检测的精确度，而且重复性高，方便图像分析和打印。
通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
图1为本发明光感式表面缺陷检测设备的一个实施例的立体结构示意图。
图2为如图1所示的光感式表面缺陷检测设备的立体结构的另一个角度的视图。
图3为如图1所示的光感式表面缺陷检测设备的爆炸视图。
具体实施方式
现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，如图1-3所示，本发明实施例公开的光感式表面缺陷检测设备100，用于测量球体的表面缺陷，包括：
支架，所述支架包括底板1及设于所述底板1两侧的立柱2，及跨设于所述立柱2上的横梁3；须确保所述底板1为水平放置，所述立柱2的底端与所述底板1固定连接，同样须确保所述立柱2为竖直设置，此外所述底板1的重量必须足够大或者直接将所述底板1通过膨胀螺丝固定在地板上，如此便不会因为运动系统在工作时，产生较大的振动，不利于提高测试的准确度。
运动系统，所述运动系统包括第三滑动机构、相对设置的第一滑动机构21及第二滑动机构22；所述第一滑动机构21包括第一X滑动机构210及第一Y滑动机构211，且所述第一Y滑动机构211设于所述第一X滑动机构210上；所述第二滑动机构22包括第二X滑动机构220及第二Y滑动机构221，且所述第二Y滑动机构221设于所述第二X滑动机构220上；所述第三滑动机构包括Z滑动机构23，所述Z滑动机构23设于所述第一Y滑动机构211上，具体是，所述Z滑动机构23固定安设于所述第一Y滑动机构211的滑块上；所述运动系统的运动控制装置，均可以通过PLC进行控制，其是本领域技术人员的常规技术知识，再此不在赘述。
摄像系统，所述摄像系统包括摄像头4、光源11、上夹板机构5及下夹板机构6；所述摄像头4与被测球体7分别位于所述光源11的正上方与正下方；所述上夹板机构5装设于所述Z滑动机构23上，且为透明结构；所述下夹板机构6设于所述第二Y滑动机构221上，被测球体被7夹设于所述上夹板机构5与下夹板机构6之间，所述运动系统驱动所述上夹板机构5及下夹板机构6做反向运动，带动所述被测球体7进行原地滚动，所述摄像头4对所述被测球体7的图像进行采集。
一个实施例中，所述摄像系统的光源11为环形光源。
采用所述摄像系统对被测球体7进行图像采集时，首先采用所述Z滑动机构23对所述上夹板机构5的位置进行调整，使得所述上夹板机构5与下夹板机构6对所述被测球体7处于刚好夹紧状态，然后通过所述第一X滑动机构210及第二X滑动机构220做反向且同速率的运动，也即是使所述被测球体7在X方向原地滚动，通过所述摄像系统对所述被测球体7的图像进行采集。当光源为点光源时，照射到被测球体7上的光线经过球体的反射进入摄像头会形成一个圆形光斑；当光源为环形光源时，照射到被测球体7上的光线经过球体的反射也会在中间区域形成一个较亮的圆形光斑，这是因为环形光源向内射出的光线可以等效为一个位于环形中心的点光源射出的光线。此外还可以通过所述第一Y滑动机构211及第二Y滑动机构221做反向且同速率的运动，也即是使所述被测球体在Y方向原地滚动，通过所述摄像系统对所述被测球体7的图像进行采集，无论所述被测球体7是在X方向原地滚动或Y方向原地滚动，采集到的图像均应是一个圆形光斑，对圆形光斑的光强与预设的阈值进行对比，若在阈值范围内，则说明该球体的精度符合要求，否则存在表面缺陷。
如图3所示，一个实施例中，所述运动系统中的每个滑动机构均包括：伺服电机8及导轨副9，所述导轨副9包括导轨91及滑动地安装于所述导轨91上的滑块92。也就是说，所述第一X滑动机构210、第一Y滑动机构211、第二X滑动机构220、第二Y滑动机构221及Z滑动机构23中，这些机构所用的伺服电机8、及导轨副9的型号都可以是一样的，这也为设备的安装和调试带来极大的方便。
一个实施例中，所述第一Y滑动机构211设于所述第一X滑动机构210的滑块上；所述第二Y滑动机构221设于所述第二X滑动机构220的滑块上。
一个实施例中，所述Z滑动机构23设于所述第一Y滑动机构211上，所述Z滑动机构23竖直地设于所述第一Y滑动机构211的滑块上，且所述Z滑动机构23的滑块上固定有一安装板10，所述上夹板机构5安装于所述安装板10上。
一个实施例中，还包括用于固定所述环形光源的光源支架12，所述光源支架12包括两垂吊于所述横梁3上的竖直部13及连接于所述竖直部13上的水平部14，所述水平部14开设有与所述环形光源配套使用的通孔15。
一个实施例中，还包括摄像头位置调整装置16，所述摄像头位置调整装置16设于所述横梁3上，且对所述摄像头4的位置进行上下调整。
一个实施例中，所述上夹板机构5包括用于与所述安装板10固定连接的竖直板51及连接于所述竖直板51上的水平板52，所述竖直板51与所述水平板52之间还设有肋板53。
结合图1-3，所述运动系统包括第三滑动机构、相对设置的第一滑动机构21及第二滑动机构22；由于本发明通过所述运动系统对所述被测球体7的运动进行控制，能够确保所述被测球体7在一个既定位置滚动，因此能够极大地提高检测的精确度，而且重复性高，方便图像分析和打印。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种光感式表面缺陷检测设备，用于测量球体的表面缺陷，其特征在于，包括：
支架，所述支架包括底板及设于所述底板两侧的立柱，及跨设于所述立柱上的横梁；
运动系统，所述运动系统包括第三滑动机构、相对设置的第一滑动机构及第二滑动机构；所述第一滑动机构包括第一X滑动机构及第一Y滑动机构，且所述第一Y滑动机构设于所述第一X滑动机构上；所述第二滑动机构包括第二X滑动机构及第二Y滑动机构，且所述第二Y滑动机构设于所述第二X滑动机构上；所述第三滑动机构包括Z滑动机构，所述Z滑动机构设于所述第一Y滑动机构上；
摄像系统，所述摄像系统包括摄像头、光源、上夹板机构及下夹板机构；所述摄像头与被测球体分别位于环形光源的正上方与正下方；所述上夹板机构装设于所述Z滑动机构上，且为透明结构；所述下夹板机构设于所述第二Y滑动机构上，被测球体被夹设于所述上夹板机构与下夹板机构之间，所述运动系统驱动所述上夹板机构及下夹板机构做反向运动，带动所述被测球体进行原地滚动，所述摄像头对所述被测球体的图像进行采集。
2.如权利要求1所述的光感式表面缺陷检测设备，其特征在于：所述运动系统中的每个滑动机构均包括：伺服电机及导轨副，所述导轨副包括导轨及滑动地安装于所述导轨上的滑块。
3.如权利要求2所述的光感式表面缺陷检测设备，其特征在于：所述第一Y滑动机构设于所述第一X滑动机构的滑块上；所述第二Y滑动机构设于所述第二X滑动机构的滑块上。
4.如权利要求2所述的光感式表面缺陷检测设备，其特征在于：所述Z滑动机构设于所述第一Y滑动机构上，所述Z滑动机构竖直地设于所述第一Y滑动机构的滑块上，且所述Z滑动机构的滑块上固定有一安装板，所述上夹板机构安装于所述安装板上。
5.如权利要求1所述的光感式表面缺陷检测设备，其特征在于：所述摄像系统的光源为环形光源。
6.如权利要求5所述的光感式表面缺陷检测设备，其特征在于：还包括用于固定所述环形光源的光源支架，所述光源支架包括两垂吊于所述横梁上的竖直部及连接于所述竖直部上的水平部，所述水平部开设有与所述环形光源配套使用的通孔。
7.如权利要求5所述的光感式表面缺陷检测设备，其特征在于：还包括摄像头位置调整装置，所述摄像头位置调整装置设于所述横梁上，且对所述摄像头的位置进行上下调整。
8.如权利要求4所述的光感式表面缺陷检测设备，其特征在于：所述上夹板机构包括用于与所述安装板固定连接的竖直板及连接于所述竖直板上的水平板，所述竖直板与所述水平板之间还设有肋板。
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