CN116984263A - 一种小直径镜面球体全表面瑕疵批量检测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小直径镜面球体全表面瑕疵批量检测设备,包括机架以及固定安装在机架顶部和下方的新风系统、控制系统,所述新风系统内设有均与控制系统电连接的检测槽、进球单元、球体表面展开单元、光源、视觉拍摄单元和分类出球单元,所述进球单元架设在检测槽的上方,所述光源设于视觉拍摄单元的正下方且固定安装在检测槽内,所述球体表面展开单元可移动地安装在检测槽内并适于将进球单元传送来的小球依次移动至光源的正下方和分类出球单元,所述分类出球单元的出口延伸至新风系统外部且与新风系统密封连接。本发明解决了批量检测结果误差大的缺点,实现对每一粒球进行全方位无尘检测,提高检测成功率和准确率。
Description
技术领域
本发明涉及球体表面检测技术领域,尤其涉及一种小直径镜面球体全表面瑕疵批量检测设备。
背景技术
非金属陶瓷轴承的轴承球体大多为氧化锆、氮化硅等陶瓷材质,其固有的脆性及生产制作过程决定了其容易产生偶然性表面缺陷,例如裂纹、凹坑、雪花纹、擦伤、划伤等细微瑕疵,而这些带有微小瑕疵的轴承球体,在某些极端情况下,会造成轴承过早的疲劳失效和机械性能降低,大幅降低设备使用寿命及可靠性。非金属陶瓷球不同于钢球,不仅无磁性且球体表面表现为高反光镜面,无法使用传统的电磁方法进行无损检测,同时检测环境中的杂质会影响人工目检的好坏判断,大大增加了检测难度和准确度。因此国内轴承球体表面缺陷检测,特别是针对小直径镜面轴承球体表面质检领域迫切需要一种高精度、高效率且性价比高的自动化检测设备。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足之处而提出一种小直径镜面球体全表面瑕疵批量检测设备,解决了批量检测结果误差大的缺点,实现对每一粒球进行全方位无尘检测,提高检测成功率和准确率。
实现本发明目的技术方案是:
一种小直径镜面球体全表面瑕疵批量检测设备,包括机架以及固定安装在机架顶部和下方的新风系统、控制系统,所述新风系统内设有均与控制系统电连接的检测槽、进球单元、球体表面展开单元、光源、视觉拍摄单元和分类出球单元,所述进球单元架设在检测槽的上方,所述光源设于视觉拍摄单元的正下方且固定安装在检测槽内,所述球体表面展开单元可移动地安装在检测槽内并适于将进球单元传送来的小球依次移动至光源的正下方和分类出球单元,所述分类出球单元的出口延伸至新风系统外部且与新风系统密封连接。
进一步地,所述新风系统包括密封仓以及分别安装在密封仓两侧壁上的进风单元和出风单元,所述进风单元采用高效过滤棉,所述出风单元包括滤网以及固定安装在滤网外的风扇,所述密封仓上开设有仓门,所述仓门正对进球单元。
进一步地,所述检测槽包括酒精槽以及固定安装在酒精槽内的酒精泵,所述酒精泵的输出端连接有插入酒精槽内的循环管路,所述循环管路上设有过滤器。
进一步地,所述酒精槽内卡装有过滤板,所述过滤板包括一体成型的第一隔板以及分别垂直设于第一隔板两侧的第二隔板和第三隔板,所述第三隔板的另一侧垂直连接有第四隔板,所述第一隔板的两端、第二隔板远离第一隔板的一端以及第四隔板远离第二隔板的一端均与酒精槽的内壁相贴合,从而将酒精槽分隔成第一槽间、第二槽间、第三槽间和第四槽间,所述第二隔板和第四隔板的顶部分别设有第一缺口和第二缺口,所述第一槽间和第二槽间之间以及第三槽间和第四槽间之间分别通过第一缺口和第二缺口相连通,所述第一隔板底部设有连通第二槽间和第三槽间的通槽,所述酒精泵安装在第四槽间,所述循环管路的出口插设于第一槽间。
进一步地,所述进球单元包括支撑架以及通过支撑架倾斜固定安装的进料桶,所述进料桶内设有转动安装在底部的转盘,所述转盘沿周向均匀设有多个通孔,所述进料桶的底部设有出球孔以及与出球孔相连通的导球管,所述出球孔和通孔位于同一圆周面上且直径均大于小球外径,所述导球管的底部延伸至球体表面展开单元。
进一步地,所述机架位于检测槽的两侧分别固定安装有第一平移机构和第二平移机构,所述第二平移机构上安装有伸缩机构,所述球体表面展开单元包括分别与第一平移机构和伸缩机构固定相连的且表面铺设有摩擦板的分球板和顶球板,所述分球板上设有接球槽,所述顶球板上设有顶球杆和推球孔,所述接球槽靠近顶球板的一侧设有开槽,所述顶球杆与开槽相适配,所述推球孔的直径大于小球的直径。
进一步地,所述光源包括内部设有镜面腔体的壳体以及固定安装在壳体内的发光组件;所述发光组件包括PMMA白管组件以及同轴设于PMMA白管组件外并分别固定安装在镜面腔体顶部和底部的上COB环形光源和下COB环形光源,所述PMMA白管组件设于镜面腔体内并正对视觉拍摄单元;所述PMMA白管组件与壳体之间设有密封组件。
进一步地,所述分类出球单元包括固定安装在检测槽内的螺旋上升机构,所述螺旋上升机构的底部设有下球轨道,顶部连通设有球体分类单元。
进一步地,所述球体分类单元包括分球座以及可伸缩地插设于分球座中的分料块,所述分球座内设有连通螺旋上升机构的出口的出球通道,所述出球通道设有好球出口和坏球出口,所述分料块上设有分别对接好球出口和坏球出口的第一通道和第二通道,所述好球出口和坏球出口的正下方分别设有密封延伸至新风系统外部的好球接球盒和坏球接球盒。
进一步地,所述好球接球盒和坏球接球盒均延伸至新风系统外部的一端低于另一端。
采用了上述技术方案,本发明具有以下的有益效果:
(1)本发明通过控制系统来控制各部件的动作,批量的小球通过进球单元逐一送至检测槽内的球体表面展开单元上,再由球体表面展开单元将小球分别送入光源正下方进行表面瑕疵检测以及送入分类出球单元根据检测结果进行自动分类,从而实现全自动表面检测,整个检测过程均在新风系统内部,密封式的检测环境,保证检测过程不受任何杂质影响,提高了检测结果的可信度,解决了批量检测结果误差大的缺点,实现对每一粒球进行全方位无尘检测,提高检测成功率和准确率。
(2)本发明新风系统通过高效过滤棉保证进入到密封仓内的空气达到无尘标准,避免空气中的灰尘干扰测试结果,保证检测的准确度。
(3)本发明检测槽包括由酒精泵、过滤器和循环管路组成的过滤单元,保证酒精槽内的液体中无杂质,避免杂质附着在小球表面,进一步提高检测结果的准确度。
(4)本发明酒精槽内的过滤板具有特殊结构,保证酒精槽内循环的液体依次从第一槽间的顶部流向第二槽间,再从第二槽间的底部进入第三槽间,最后从第三槽间的顶部进入第四槽间,从而避免液体流动产生气泡干扰检测结果的准确度。
(5)本发明进球单元的进料桶倾斜设置,便于存放小球,通过通孔限定住小球,使小球跟随转盘转动,当通孔与出球孔重叠时,小球进入导球管,最终进入检测槽内,实现逐粒自动进球。
(6)本发明通过平移机构和伸缩机构实现了组成球体表面展开单元的分球板和顶球板的可移动设置及相互配合动作,实现小球的位置转移及表面展开,结构设计简洁,成本较低。
(7)本发明光源为密封结构,从而实现浸泡在检测槽的液体中,保证小球在检测过程中完全浸没在液体中,减少吸附杂质,提高检测精度;并且由于COB环形光源是高功率集成面光源,会将整个镜面腔体照亮,处于镜面腔体内PMMA白管会被镜面腔体的反色光照亮,形成白色均匀发光管,此时被测小球表面会反射PMMA白管表面亮度,从而完成球体表面照明过程,适用于检测直径大于5mm的球体表面照明光源,相较于传统照明光源,照明功率高,采样图像亮度高,可大大提高球体表面亮度和瑕疵对比度,提高了高亮高反光球体表面瑕疵检出成功率,解决了目前视觉检测结果误差大等缺点,整套光源系统结构设计简洁,克服了传统圆顶光源体积较大的缺点,缩小了小直径球体视觉照明光源的体积,进而减小了整机尺寸。
(8)本发明分类出球单元采用螺旋上升机构即可将小球升起,从而传递至球体分类单元,通过分料块的伸缩实现好球出口和坏球出口的切换,进而完成好坏球分类存放。
(9)本发明通过将好球接球盒和坏球接球盒倾斜设置,从而使得进入其内的小球自然滚落至新风系统外部一端,方便流转。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解,下面根据具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明,其中:
图1为本发明外部结构示意图;
图2为本发明内部结构示意图;
图3为本发明检测槽的结构示意图;
图4为本发明进球单元的结构示意图;
图5为本发明分球板的结构示意图;
图6为本发明顶球板的结构示意图;
图7为本发明光源的结构示意图。
分球板。
附图中的标号为:
机架1、新风系统2、密封仓2-1、仓门2-1-1、进风单元2-2、出风单元2-3、控制系统3、检测槽4、酒精槽4-1、酒精泵4-2、循环管路4-3、过滤器4-4、过滤板4-5、第一隔板4-5-1、第二隔板4-5-2、第三隔板4-5-3、第四隔板4-5-4、进球单元5、支撑架5-1、进料桶5-2、转盘5-3、通孔5-3-1、导球管5-4、球体表面展开单元6、分球板6-1、接球槽6-1-1、顶球板6-2、顶球杆6-2-1、推球孔6-2-2、光源7、壳体7-1、PMMA白管组件7-2、上COB环形光源7-3、下COB环形光源7-4、密封组件7-5、视觉拍摄单元8、分类出球单元9、螺旋上升机构9-1、下球轨道9-2、分球座9-3、分料块9-4、好球接球盒9-5、坏球接球盒9-6、第一平移机构10、第二平移机构11、伸缩机构12。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
(实施例1)
如图1至图7所示的小直径镜面球体全表面瑕疵批量检测设备,包括机架1以及固定安装在机架1顶部和下方的新风系统2、控制系统3,新风系统2内设有均与控制系统电连接的检测槽4、进球单元5、球体表面展开单元6、光源7、视觉拍摄单元8和分类出球单元9,其中进球单元5架设在检测槽4的上方,光源7设于视觉拍摄单元8的正下方且固定安装在检测槽4内,球体表面展开单元6可移动地安装在检测槽4内并适于将进球单元5传送来的小球依次移动至光源7的正下方和分类出球单元9,从而实现全自动表面检测。分类出球单元9的出口延伸至新风系统2外部且与新风系统2密封连接,从而保证整个检测完全在密闭的空间内进行,减少外部干扰,提高了检测结果的可信度,解决了批量检测结果误差大的缺点,实现对每一粒球进行全方位无尘检测,提高检测成功率和准确率。
具体地,新风系统2包括密封仓2-1以及分别安装在密封仓2-1两侧壁上的进风单元2-2和出风单元2-3,进风单元2-2采用高效过滤棉,保证进入到密封仓2-1内的空气达到无尘标准。出风单元2-3包括滤网以及固定安装在滤网外的风扇,实现密封仓2-1内的空气循环。密封仓2-1上开设有仓门2-1-1,方便开启进行小球的上料。
检测槽4包括酒精槽4-1、酒精泵4-2、循环管路4-3、过滤器4-4和过滤板4-5,其中过滤板4-5卡装在酒精槽4-1内,包括一体成型的第一隔板4-5-1以及分别垂直设于第一隔板4-5-1两侧的第二隔板4-5-2和第三隔板4-5-3,第三隔板4-5-3的另一侧垂直连接有第四隔板4-5-4,第一隔板4-5-1的两端、第二隔板4-5-2远离第一隔板4-5-1的一端以及第四隔板4-5-4远离第二隔板4-5-2的一端均与酒精槽4-1的内壁相贴合,从而将酒精槽4-1沿液体流动方向依次分隔成第一槽间、第二槽间、第三槽间和第四槽间,其中第二隔板4-5-2和第四隔板4-5-4的顶部分别设有第一缺口和第二缺口,第一槽间和第二槽间之间以及第三槽间和第四槽间之间分别通过第一缺口和第二缺口相连通,第一隔板4-5-1的底部设有连通第二槽间和第三槽间的通槽。酒精泵4-2固定安装在第四槽间内,过滤器4-4安装在循环管路4-3的中间,循环管路4-3的两端分别与酒精泵4-2和第一槽间相连通。通过增设具有特殊结构的过滤板,保证酒精槽内循环的液体依次从第一槽间的顶部流向第二槽间,再从第二槽间的底部进入第三槽间,最后从第三槽间的顶部进入第四槽间,从而避免液体流动产生气泡干扰检测结果的准确度。
进球单元5包括支撑架5-1以及通过支撑架5-1倾斜固定安装的进料桶5-2,进料桶5-2内设有转动安装在底部的转盘5-3,转盘5-3沿周向均匀设有多个通孔5-3-1,进料桶5-2的底部设有一个出球孔以及与出球孔相连通的导球管5-4,出球孔和通孔5-3-1位于同一圆周面上且直径均大于小球外径,导球管5-4的底部延伸至第四槽间。当转盘5-3转动时,通孔5-3-1限定住小球,使小球跟随转盘5-3转动,当通孔5-3-1与出球孔重叠时,小球进入导球管5-4,最终进入检测槽4内,实现逐粒自动进球。
检测槽4的两侧分别设有固定安装在机架1上有第一平移机构10和第二平移机构11,第二平移机构11上安装有伸缩机构12,本实施例的第一平移机构10采用滑台气缸,型号为MXS8,第二平移机构11和伸缩机构12均采用电缸,型号为RCA2-TFA4NA。球体表面展开单元6包括分别与第一平移机构11和伸缩机构12固定相连的且表面铺设有摩擦板的分球板6-1和顶球板6-2,分球板6-1上设有位于导球管5-4正下方的接球槽6-1-1,顶球板6-2上设有顶球杆6-2-1和推球孔6-2-2,接球槽6-1-1靠近顶球板6-2的一侧设有开槽,顶球杆6-2-1与开槽相适配,推球孔6-2-2的直径大于小球的直径。光源7的中心与接球槽6-1-1的中心位于同一纵向面,当小球下落至接球槽6-1-1上时,通过第一平移机构10带动小球移动至光源7的正下方,通过第二平移机构11带动伸缩机构12左右平移,通过伸缩机构12带动顶球杆6-2-1前后移动,从而使得顶球杆6-2-1插入接球槽6-1-1内,将小球升起一定距离,使小球进入光源7内,同时保证分球板6-1与光源7底部之间约1mm,此时在第一平移机构10、第二平移机构11和伸缩机构12的共同作用下,小球7实现原地转动,从而实现表面展开,并由光源7顶部的视觉拍摄单元8进行拍摄,将结果传输至控制系统,有控制系统判定表面是否合格。
为了提高测量准确度,本实施例的光源7采用特殊结构,包括内部设有镜面腔体的壳体7-1以及固定安装在壳体7-1内的发光组件;发光组件包括PMMA白管组件7-2以及同轴设于PMMA白管组件7-2外并分别固定安装在镜面腔体顶部和底部的上COB环形光源7-3和下COB环形光源7-4,PMMA白管组件7-2设于镜面腔体内并正对视觉拍摄单元8,同时PMMA白管组件7-2与壳体7-1之间设有密封组件7-5。整个光源7为密封结构,从而实现可浸泡在检测槽4的液体中,保证小球在检测过程中完全浸没在液体中,减少吸附杂质,提高检测精度;并且由于COB环形光源是高功率集成面光源,会将整个镜面腔体照亮,处于镜面腔体内PMMA白管会被镜面腔体的反色光照亮,形成白色均匀发光管,此时被测小球表面会反射PMMA白管表面亮度,从而完成球体表面照明过程,适用于检测直径大于5mm的球体表面照明光源,相较于传统照明光源,照明功率高,采样图像亮度高,可大大提高球体表面亮度和瑕疵对比度,提高了高亮高反光球体表面瑕疵检出成功率,解决了目前视觉检测结果误差大等缺点,整套光源系统结构设计简洁,克服了传统圆顶光源体积较大的缺点,缩小了小直径球体视觉照明光源的体积,进而减小了整机尺寸。
分类出球单元9包括固定安装在第四槽间内的螺旋上升机构9-1,螺旋上升机构9-1的底部设有下球轨道9-2,顶部连通设有球体分类单元。球体分类单元包括分球座9-3以及可伸缩地插设于分球座9-3中的分料块9-4,分球座9-3内设有连通螺旋上升机构9-1的出口的出球通道,出球通道设有好球出口和坏球出口,分料块9-4上设有分别对接好球出口和坏球出口的第一通道和第二通道,好球出口和坏球出口的正下方分别设有密封延伸至新风系统外部的好球接球盒9-5和坏球接球盒9-6。当拍摄完成后,分球板6-1和顶球板6-2分离,使得小球再次回落至接球槽6-1-1中,此时,第二平移机构11和伸缩机构12,顶球板6-2上的推球孔6-2-2带动小球移至下球轨道9-2,随后小球在螺旋上升机构9-1的作用下进入分球座9-3,根据判断结果,由控制系统来控制分料块9-4的伸缩,从而实现小球进入不同的球盒,完成自动分类。同时,好球接球盒9-5和坏球接球盒9-6均延伸至新风系统1外部的一端低于另一端,从而使得进入其内的小球自然滚落至新风系统外部一端,方便流转。
本发明整套设备结构进行了无尘化设计,检测时只需将待测球体倒入进料桶5-2中,便可实现批量化检测,采用单球球体球面展开检测的方法,实现对每一粒球进行全方位的检测,提高检测成功率,降低误识别率,解决了批量检测结果误差大等缺点;采用固定光,7和视觉拍摄单元8的方式,保证检测时检测槽中液面静止,保证视觉图像的稳定性,通过密封式检测环境以及将小球完全浸没在检测槽中的液体中,保证检测过程不受任何杂质影响,提高了检测结果的可信度;对检测槽体进行分级式设计,保证清洁液循环后重新注入检测槽中后气泡迅速消除,保证视觉拍摄图像不受微小气泡影响,同时采用了特制光源进行视觉打光,取代了传统大口径积分光源,大大缩小了设备体积,同时也提高光源反射区域内的瑕疵对比度。
通过控制系统来控制各部件的动作,批量的小球通过进球单元逐一送至检测槽内的球体表面展开单元上,再由球体表面展开单元将小球分别送入光源正下方进行表面瑕疵检测以及送入分类出球单元根据检测结果进行自动分类,从而实现全自动表面检测,整个检测过程均在新风系统内部,密封式的检测环境,保证检测过程不受任何杂质影响,提高了检测结果的可信度,解决了批量检测结果误差大的缺点,实现对每一粒球进行全方位无尘检测,提高检测成功率和准确率。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种小直径镜面球体全表面瑕疵批量检测设备,其特征在于:包括机架以及固定安装在机架顶部和下方的新风系统、控制系统,所述新风系统内设有均与控制系统电连接的检测槽、进球单元、球体表面展开单元、光源、视觉拍摄单元和分类出球单元,所述进球单元架设在检测槽的上方,所述光源设于视觉拍摄单元的正下方且固定安装在检测槽内,所述球体表面展开单元可移动地安装在检测槽内并适于将进球单元传送来的小球依次移动至光源的正下方和分类出球单元,所述分类出球单元的出口延伸至新风系统外部且与新风系统密封连接。
2.根据权利要求1所述的一种小直径镜面球体全表面瑕疵批量检测设备,其特征在于:所述新风系统包括密封仓以及分别安装在密封仓两侧壁上的进风单元和出风单元,所述进风单元采用高效过滤棉,所述出风单元包括滤网以及固定安装在滤网外的风扇,所述密封仓上开设有仓门,所述仓门正对进球单元。
3.根据权利要求1所述的一种小直径镜面球体全表面瑕疵批量检测设备,其特征在于:所述检测槽包括酒精槽以及固定安装在酒精槽内的酒精泵,所述酒精泵的输出端连接有插入酒精槽内的循环管路,所述循环管路上设有过滤器。
4.根据权利要求3所述的一种小直径镜面球体全表面瑕疵批量检测设备,其特征在于:所述酒精槽内卡装有过滤板,所述过滤板包括一体成型的第一隔板以及分别垂直设于第一隔板两侧的第二隔板和第三隔板,所述第三隔板的另一侧垂直连接有第四隔板,所述第一隔板的两端、第二隔板远离第一隔板的一端以及第四隔板远离第二隔板的一端均与酒精槽的内壁相贴合,从而将酒精槽分隔成第一槽间、第二槽间、第三槽间和第四槽间,所述第二隔板和第四隔板的顶部分别设有第一缺口和第二缺口,所述第一槽间和第二槽间之间以及第三槽间和第四槽间之间分别通过第一缺口和第二缺口相连通,所述第一隔板底部设有连通第二槽间和第三槽间的通槽,所述酒精泵安装在第四槽间,所述循环管路的出口插设于第一槽间。
5.根据权利要求1所述的一种小直径镜面球体全表面瑕疵批量检测设备,其特征在于:所述进球单元包括支撑架以及通过支撑架倾斜固定安装的进料桶,所述进料桶内设有转动安装在底部的转盘,所述转盘沿周向均匀设有多个通孔,所述进料桶的底部设有出球孔以及与出球孔相连通的导球管,所述出球孔和通孔位于同一圆周面上且直径均大于小球外径,所述导球管的底部延伸至球体表面展开单元。
6.根据权利要求1所述的一种小直径镜面球体全表面瑕疵批量检测设备,其特征在于:所述机架位于检测槽的两侧分别固定安装有第一平移机构和第二平移机构,所述第二平移机构上安装有伸缩机构,所述球体表面展开单元包括分别与第一平移机构和伸缩机构固定相连的且表面铺设有摩擦板的分球板和顶球板,所述分球板上设有接球槽,所述顶球板上设有顶球杆和推球孔,所述接球槽靠近顶球板的一侧设有开槽,所述顶球杆与开槽相适配,所述推球孔的直径大于小球的直径。
7.根据权利要求1所述的一种小直径镜面球体全表面瑕疵批量检测设备,其特征在于:所述光源包括内部设有镜面腔体的壳体以及固定安装在壳体内的发光组件;所述发光组件包括PMMA白管组件以及同轴设于PMMA白管组件外并分别固定安装在镜面腔体顶部和底部的上COB环形光源和下COB环形光源,所述PMMA白管组件设于镜面腔体内并正对视觉拍摄单元;所述PMMA白管组件与壳体之间设有密封组件。
8.根据权利要求1所述的一种小直径镜面球体全表面瑕疵批量检测设备,其特征在于:所述分类出球单元包括固定安装在检测槽内的螺旋上升机构,所述螺旋上升机构的底部设有下球轨道,顶部连通设有球体分类单元。
9.根据权利要求8所述的一种小直径镜面球体全表面瑕疵批量检测设备,其特征在于:所述球体分类单元包括分球座以及可伸缩地插设于分球座中的分料块,所述分球座内设有连通螺旋上升机构的出口的出球通道,所述出球通道设有好球出口和坏球出口,所述分料块上设有分别对接好球出口和坏球出口的第一通道和第二通道,所述好球出口和坏球出口的正下方分别设有密封延伸至新风系统外部的好球接球盒和坏球接球盒。
10.根据权利要求9所述的一种小直径镜面球体全表面瑕疵批量检测设备,其特征在于:所述好球接球盒和坏球接球盒均延伸至新风系统外部的一端低于另一端。
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- 2023-08-08 CN CN202310987112.XA patent/CN116984263A/zh active Pending
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