CN108592817A - 一种批量化滚珠圆度误差检测及筛选装置 - Google Patents

一种批量化滚珠圆度误差检测及筛选装置 Download PDF

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Abstract

一种批量化滚珠圆度误差检测及筛选装置，上料机构设有进料斗、传送带底座和工业传送带；滚珠传送机构和筛选机构设有待测滚珠、放料透明板、散光板、光源、机构底座、转动轴和滚珠挡板，相机安装机构设有固定板、相机支撑杆、高度调节杆、相机安装板和工业相机；进料斗与机构底座上的开口对齐，机构底座居中放置在工业传送带上，待测滚珠通过传送带底座上的开口落入放料透明板对应的孔位上，放料透明板与机构底座上的凸起连接，散光板固接在放料透明板下方，光源设在散光板的下方，待测滚珠与转动轴为点接触，转动轴与机构底座连接，固定板安装在传送带底座的一侧，工业相机放置于相机安装板上，相机镜头正下方为待测滚珠。

Description

一种批量化滚珠圆度误差检测及筛选装置
技术领域
本发明涉及物料分选和视觉检测领域，尤其是涉及一种批量化滚珠圆度误差检测及筛选装置。
背景技术
轴承是当代机械设备中一种重要零部件，它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。按运动元件摩擦性质的不同，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两大类，其中滚动轴承应用较广，滚动轴承一般由外圈、内圈、滚动体和保持架四部分组成，根据滚动体的不同，滚动轴承又分为球轴承和滚子轴承两大类，球轴承即采用滚珠的形式作为滚动体。滚珠的精度大小直接影响到轴承的工作性能，现滚动轴承各部分包括滚珠已经标准化、系列化，因此要求滚珠必须达到相应的标准，生产加工中需要对滚珠进行筛选。
国内钢球表面缺陷的检测主要依靠人眼目测，工人们在白炽灯下用目视的方法对钢球进行检测，这种方法不但检测误差大而且容易受到个人因素的影响，造成钢球质量良莠不齐，而且长时间在强光下工作，对于工人眼睛伤害很大(李春颖.基于图像处理的钢球外观检测系统[J].轴承.2005(9):36-38)。随着工业4.0时代的到来，人工检测无法满足产业要求，必须改进检测技术，提高检测效率。
国内近年已有基于机器视觉的钢球表面缺陷检测方法专利，并有企业推出了在该专利上改进的钢球检测设备，这种方法和设备的优点是非接触式检测，避免了钢球的二次损伤，比如郭建课题组设计的小直径钢球表面缺陷检测机[郭建，谢鑫，小直径钢球表面缺陷检测机设计，组合机床和自动化加工技术，2017(8)：122-125]，可以自主完成上料，钢球表面缺陷检测，筛选不良产品，此在中国专利CN 206440633 U中有详细描述，但装置的机构相对复杂，制造成本高。在筛选钢珠物料方面，也有对应的专利，比如在中国专利CN205274588 U中描述了一种钢珠自动上料及分料装置，在中国专利CN104998826 A中描述了一种滚珠筛选装置，但没有一种能实现在背向照明条件下对滚珠圆度进行检测和筛选于一体的装置。
发明内容
本发明的目的在于提供结构简单、可显著提高工效的一种批量化滚珠圆度误差检测及筛选装置。
本发明设有上料机构、滚珠传送机构、筛选机构和相机安装机构；所述上料机构设有进料斗、传送带底座和工业传送带；滚珠传送机构和筛选机构设有待测滚珠、放料透明板、散光板、光源、机构底座、转动轴(伸缩杆)和滚珠挡板，所述相机安装机构设有固定板、相机支撑杆、高度调节杆、相机安装板和工业相机；所述进料斗与机构底座上的开口对齐，机构底座居中放置在工业传送带上，待测滚珠通过传送带底座上的开口落入放料透明板对应的孔位上，放料透明板与机构底座上的凸起通过螺栓连接，散光板固接在放料透明板的下方，光源设在散光板的下方并分布在四周，待测滚珠与转动轴为点接触，转动轴与机构底座通过螺栓连接，转动轴与机构底座的连接处左右面分别用螺母固定，固定板安装在传送带底座的一侧，工业相机放置于相机安装板上，相机镜头正下方为待测滚珠。
所述放料透明板可采用透光材料，例如钢化玻璃等。
所述散光板能将LED光源转换为面光源(类似于手机屏幕每一处都能均匀发光)，所述放料透明板和散光板上孔的孔径要略大于待测滚珠的直径＞0.5～1mm。
所述待测滚珠下方与两个转动轴为点接触，两个转动轴均能通电转动(类似于烤热狗的装置)且其中一个轴能轴向伸缩一定距离。
所述待测滚珠的上料频率与工业传送带的运动速率、工业相机的拍摄频率要保持一致。
本发明的结构简单、自动化程度高、能够实现在背向照明的条件下对滚珠圆度检测并进行筛选。
本发明的工作原理及有益效果如下：
工作前，将位于机构底座内侧的转动轴通电，使转动轴前端部保持转动状态；将位于散光板下方的光源通电，实现背向照明的条件。工作时，将放料总成系统置中放置在工业传送带上，以一定的速率V前进，同时待测滚珠以同样的频率从进料斗中落入放料透明板上(此时电磁铁工作，能对滚珠产生吸引，进一步保证滚珠能落入预定的孔位上)，频率的同步能保证每个小球均能通道机构底座上的开口达到预定的孔位。当小球落入孔位后，在背向照明条件下，位于滚珠正上方的工业相机以同样的频率拍摄待测滚珠的图像，滚珠在转动轴的作用下转动，这样能保证相机可以获取每个滚珠不同的截面图像，将拍摄后几组图像传输给计算机处理后，判断滚珠圆度是否达到要求，若圆度不满足要求，则将信号反馈给执行部件，转动轴执行收缩动作，滚珠即从放料透明板上落入底座底部，由于底部设计为斜面，所以不合格的滚珠会聚集在底板的一侧，推开此处的滚珠挡板，即可分离不合格的滚珠。圆度满足要求的滚珠，随着工业传送带一起运动，进入下一道工序。此为本发明的全过程，机构简单，能够在背向照明的条件下实现滚珠不同截面的拍摄，能检测并分离出不合格的产品，代替了人工目测，工作效率高，自动化程度高。
附图说明
图1为本发明实施例的整体机构示意图。
图2为本发明实施例的机构底座结构示意图。
图3为本发明实施例的机构底座内部结构示意图。
在图1～3中，各标记表示：1.传送带底座，2.工业传送带，3.固定板，4.相机支撑杆，5.高度调节杆，6.相机安装板，7.工业相机，8.进料斗，9.放料总成系统，10.螺栓，11.机构底座，12.滚珠挡板，13.转动轴(伸缩杆)，14.散光板，15.放料透明板，17.待测滚珠，19.光源。
具体实施方式
以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。
参见图1～3，本发明实施例设有上料机构、滚珠传送机构、筛选机构和相机安装机构；所述上料机构设有进料斗8、传送带底座1和工业传送带2；滚珠传送机构和筛选机构设有待测滚珠17、放料透明板15、散光板14、光源19、机构底座11、转动轴(伸缩杆)13和滚珠挡板12，所述相机安装机构设有固定板3、相机支撑杆4、高度调节杆5、相机安装板6和工业相机7；所述进料斗8与机构底座11上的开口对齐，机构底座11居中放置在工业传送带2上，待测滚珠17通过传送带底座1上的开口落入放料透明板15对应的孔位上，放料透明板15与机构底座11上的凸起通过螺栓连接，散光板14固接在放料透明板15的下方，光源19设在散光板14的下方并分布在四周，待测滚珠17与转动轴13为点接触，转动轴13与机构底座11通过螺栓连接，转动轴13与机构底座11的连接处左右面分别用螺母固定，固定板3安装在传送带底座1的一侧，工业相机7放置于相机安装板6上，相机镜头正下方为待测滚珠17。
所述放料透明板15采用透光材料，例如钢化玻璃等。
所述散光板14能将LED光源转换为面光源(类似于手机屏幕每一处都能均匀发光)，所述放料透明板15和散光板14上孔的孔径要略大于待测滚珠17的直径＞0.5～1mm。
所述待测滚珠17下方与两个转动轴13为点接触，两个转动轴13均能通电转动(类似于烤热狗的装置)且其中一个轴能轴向伸缩一定距离。
所述待测滚珠17的上料频率与工业传送带2的运动速率、工业相机7的拍摄频率要保持一致。
以下给出本实施例的具体工作过程的说明：
工作前，将位于机构底座11内侧的转动轴13通电，使转动轴13前端部保持转动状态；将位于散光板14下方的光源19通电，实现背向照明的条件。
工作时，将放料总成系统9置中放置在工业传送带2上，以一定的速率V前进，同时待测滚珠17以同样的频率从进料斗8中落入放料透明板15上(此时电磁铁工作，能对滚珠产生吸引，进一步保证滚珠能落入预定的孔位上)，频率的同步能保证每个小球均能通道机构底座上11的开口达到预定的孔位。
当小球落入孔位后，在光源19(照明灯)背向照明条件下，位于待测滚珠17正上方的工业相机7以同样的频率拍摄待测滚珠17的图像，待测滚珠在转动轴13的作用下转动，这样能保证相机可以获取每个滚珠不同的截面图像，将拍摄后几组图像传输给计算机处理后，判断滚珠圆度是否达到要求。
若圆度不满足要求，则将信号反馈给执行部件，转动轴13执行收缩动作，滚珠即从放料透明板15上落入底座底部，由于底部设计为斜面，所以不合格的滚珠会聚集在底板的一侧，推开此处的滚珠挡板12，即可分离不合格的滚珠。圆度满足要求的滚珠，随着工业传送带2一起运动，进入下一道工序。

Claims (8)

1.一种批量化滚珠圆度误差检测及筛选装置，其特征在于设有上料机构、滚珠传送机构、筛选机构和相机安装机构；所述上料机构设有进料斗、传送带底座和工业传送带；滚珠传送机构和筛选机构设有、放料透明板、散光板、光源、机构底座、转动轴和滚珠挡板，所述相机安装机构设有固定板、相机支撑杆、高度调节杆、相机安装板和工业相机；所述进料斗与机构底座上的开口对齐，机构底座居中放置在工业传送带上，待测滚珠通过传送带底座上的开口落入放料透明板对应的孔位上，放料透明板与机构底座上的凸起连接，散光板固接在放料透明板的下方，光源设在散光板的下方，待测滚珠与转动轴为点接触，转动轴与机构底座连接，转动轴与机构底座的连接处左右面固定，固定板安装在传送带底座的一侧，工业相机放置于相机安装板上，相机镜头正下方为待测滚珠。
2.如权利要求1所述一种批量化滚珠圆度误差检测及筛选装置，其特征在于所述放料透明板与机构底座上的凸起通过螺栓连接。
3.如权利要求1所述一种批量化滚珠圆度误差检测及筛选装置，其特征在于所述光源设在散光板的下方并分布在四周。
4.如权利要求1所述一种批量化滚珠圆度误差检测及筛选装置，其特征在于所述转动轴与机构底座通过螺栓连接。
5.如权利要求1所述一种批量化滚珠圆度误差检测及筛选装置，其特征在于所述转动轴与机构底座的连接处左右面分别用螺母固定。
6.如权利要求1所述一种批量化滚珠圆度误差检测及筛选装置，其特征在于所述放料透明板采用透光材料，所述透光材料采用钢化玻璃。
7.如权利要求1所述一种批量化滚珠圆度误差检测及筛选装置，其特征在于所述待测滚珠下方与两个转动轴为点接触，两个转动轴均能通电转动且其中一个轴能轴向伸缩。
8.如权利要求1所述一种批量化滚珠圆度误差检测及筛选装置，其特征在于所述待测滚珠的上料频率与工业传送带的运动速率、工业相机的拍摄频率一致。
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