CN202002618U - 一种基于比较测量法的轴承内圈多参数视觉测量设备 - Google Patents

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Description

x2+y2+Ax+By+C＝0         (1)
ei＝xi 2+yi 2+Axi+Byi+C    (2)

${x}_{0}=-\frac{A}{2}{y}_{0}=-\frac{B}{2}D=2\sqrt{{{x}_{0}}^{2}+{{y}_{0}}^{2}-C}---\left(3\right)$

1)比较测量法

2)多参数自动测量

3)对测量结果进行统计质量分析

1)当轴承内圈内孔最大，外径最小时，此时测量得到的沟槽直径尺寸最小，对应图中的F2
2)当轴承内圈内孔最小，外径最大时，此时测量得到的沟槽直径尺寸最大，对应图中的极限位置；

PLC控制模块通过循环地检测位置传感器输出的信号来进行轴承内圈所处位置的判断，并通过和上位机控制模块进行通信，通过控制动力系统运动来保证轴承内圈有序的完成入料、测量、输送和分选工作；上位机控制模块通过对X方向和轴向测量相机输出的图像数据进行采集，并进行数据的预处理和特征提取，最后再根据定位误差来计算出轴承内圈内孔直径及变动量、外径及变动量、沟槽直径及变动量、沟槽曲率半径及变动量和宽度及变动量。人机交互模块用于用户通过按钮来输入启动、停止和急停等指令，并通过人机交互界面显示器来输入标定后光学成像系统的光学参数、位置参数、像素标定参数以及零件预设的合格公差，同时通过人机交互界面显示器来输出X方向和轴向测量相机的测量图像和测量区域。尺寸报表显示器通过控制图来显示数据库中存储的各个参数的测量结果，并同时显示相对应的工序能力指数和机器能力指数。警示灯在装料槽装满零件后，或者是在设备工作异常时通过声光报警的形式通知用户。

S7.1 程序初始化

S7.2 Z方向移动气缸带动升降滑台上的顶杆向下运动

S7.3 轴承内圈从升降滑台搬运至轴向测量工位

S7.4 轴承内圈从轴向测量工位至径向测量工位的输送

S7.5 系统标定和误差修正

S7.6 数据采集卡采集数据

S7.7 数据的预处理和基于比较测量法的特征提取

S7.8 测量结果的显示和报表的打印

S7.9 轴承内圈的分选
PLC根据检测结果，通过分选气缸可以推送筛选滑板上的出料口移动至固定板中的合格品出料口、返修品出料口和报废品出料口处，此后轴承内圈再通过自重沿出料槽滚下便可掉入对应的装料槽中。

Claims (6)

1.一种基于比较测量法的轴承内圈多参数视觉测量设备包括摆杆式栅栏入料机构、轴向参数测量装置、径向参数测量装置、输送机构、分选机构、PLC控制模块、上位机控制模块和人机交互模块，其特征在于在机架的上方安装有将入料槽(1)中的轴承内圈(2)逐个输送入到轴向测量工位的摆杆式栅栏入料机构；在机架的中部安装有通过比较测量法测量轴承内圈内孔直径及变动量、外径及变动量的轴向参数测量装置和通过比较测量法测量轴承内圈的沟槽直径及变动量、沟槽曲率半径及变动量、宽度及变动量的径向参数测量装置；在机架的下方安装有将处于轴向测量工位中的轴承内圈输送到径向测量工位的输送机构和根据测量结果将轴承内圈按照合格品、返修品和报废品进行分选归类的分选机构，其中摆杆式栅栏入料机构出口的中线、轴向参数测量装置的中线和输送机构入口的中线位于同一直线上，径向参数测量装置和轴向参数测量装置等高，并位于分选机构入口处的正上方，径向参数测量装置和轴向参数测量装置均通过信号线和对图像数据执行预处理和特征提取的上位机控制模块内的数据采集卡连接，用于采集位置传感器输入信号，并对气缸、机械手和电机的运动进行精确控制的PLC控制模块通过串口和上位机控制模块连接，用于用户输入指令、标定参数以及预设公差，同时实时显示捕获图像和测量结果，并同时进行数据存储和统计分析的人机交互模块分别和PLC控制模块以及上位机控制模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于比较测量法的轴承内圈多参数视觉测量设备，其特征在于所述的摆杆式栅栏入料机构包括入料槽(1)、接近开关(3)、摆杆式栅栏(4)、顶杆(5)、Z方向移动气缸(6)、Z方向滑轨(7)、连杆式推出机构(8)、Z方向机械手(9)和升降滑台(10)，用于对入料槽(1)中的轴承内圈(2)进行逐个输送的摆杆式栅栏(4)包括转动杆(4-1)、前隔离柱(4-2)、中隔离柱(4-3)、后隔离柱(4-4)、栅栏板(4-5)和圆柱摆杆(4-6)，其中转动杆安装在机架上，并通过转动副和前隔离柱连接，圆柱摆杆位于顶杆(5)的正上方，并通过螺纹和栅栏板连接；用于将圆柱摆杆顶起，并带动摆杆式栅栏(4)摆动的顶杆(5)安装在升降滑台(10)上；Z方向移动气缸(6)安装在Z方向滑轨(7)上，其活塞可以将升降滑台(10)推送到轴向测量工位的前方；用于将Z方向机械手(9)中抓取的轴承内圈(2)推送到轴向测量工位的连杆式推出机构(8)的两端通过螺纹与Z方向机械手(9)和升降滑台(10)连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于比较测量法的轴承内圈多参数视觉测量设备，其特征在于所述的轴向参数测量装置包括气动动力卡盘(11)、轴向测量相机(12)、光源、镜头、位置调节工作台(28)和轴承推出盘(16)，以轴承内圈(2)的外径为定位基准，并完成对轴承内圈(2)的夹紧和定位的气动动力卡盘(11)包括卡盘体、活动卡爪和卡爪气动驱动机构，其中活动卡爪上固定有能够提高工件定位精度的金属半球；轴向测量相机(12)安装在和气动动力卡盘(11)相对的位置调节工作台(28)上；用于将被测的轴承内圈推送到卡规式输送架(13)上的轴承推出盘(16)安装气动动力卡盘(11)的卡盘体上。
4.根据权利要求1所述的一种基于比较测量法的轴承内圈多参数视觉测量设备，其特征在于所述的径向参数测量装置包括内胀式弹簧夹具(17)、径向测量相机(29)、光源、镜头、位置调节工作台(28)和轴承推出盘(16)，以轴承内圈(2)的内径为定位基准，并完成对轴承内圈(2)的夹紧和定位的内胀式弹簧夹具(17)包括夹具体、拉杆、内胀式弹簧夹头和夹具驱动机构，其中内胀式弹簧夹头上固定有能够提高工件定位精度的金属半球；径向测量相机(12)安装在内胀式弹簧夹具(17)一侧的位置调节工作台(28)上；用于将被测的轴承内圈推送到出料槽(26)上的轴承推出盘(16)安装在内胀式弹簧夹具(17)的夹具体上。
5.根据权利要求1所述的一种基于比较测量法的轴承内圈多参数视觉测量设备，其特征在于所述的输送机构包括卡规式输送架(13)、横移气缸(14)、横移滑轨(15)、升降气缸(18)、升降支撑架、Y方向推送气缸(19)和Y方向机械手(30)，用于横移被测轴承内圈的卡规式输送架(13)位于气动动力卡盘(11)的正下方；横移气缸(14)安装在横移滑轨(15)上，其活塞可以将卡规式输送架(13)中放置的轴承内圈推送到Y方向机械手(30)中；用于提升被测轴承内圈的升降气缸(18)安装在升降支撑架上，其活塞可以将Y方向机械手(30)中抓取的轴承内圈推送到和径向测量工位等高的位置；用于将Y方向机械手(30)中抓取的轴承内圈推送到径向测量工位的Y方向推送气缸(19)安装在Y方向滑轨上。
6.根据权利要求1所述的一种基于比较测量法的轴承内圈多参数视觉测量设备，其特征在于所述的分选机构包括接近开关、分选气缸(20)、返修品装料槽(21)、合格品装料槽(22)、报废品装料槽(23)、筛选滑板(24)、固定板(25)和出料槽(26)，分选气缸(20)安装在X方向滑轨上，其活塞可以推送筛选滑板(24)上的出料口移动到返修品装料槽上方和报废品装料槽上方；筛选滑板(24)通过螺纹连接在分选气缸(20)的活塞伤，并且其上开有能让轴承内圈通过的出料口；固定板(25)位于筛选滑板(24)的上方，并且其上开有返修品出料口、合格品出料口和报废品出料口。
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