CN205217406U - 一种滚筒展开式钢球表面质量检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种滚筒展开式钢球表面质量检测系统，包括钢球料仓、进料机构、展开机构和分料机构，钢球料仓的底部出料口与进料机构的进口相对应，进料机构的出口与展开机构的进口相连，展开机构的出口与分料机构的进口相连，PLC控制器分别控制进料、展开检测、出料和分料的进程，实现装置的自动化控制。本实用新型实现钢球表面质量的自动化检测，提高检测效率，有效避免漏检。

Description

一种滚筒展开式钢球表面质量检测系统

技术领域

本实用新型属于钢球表面质量检测的技术领域，尤其涉及一种滚筒展开式钢球表面质量检测系统。

背景技术

球面质量检测系统是一种对工业中所生产的钢球进行质量分配的设备。其作用是通过检测技术将所生产的钢球进行质量分类。目前国内多数钢球生产厂家所采用的方法人工目视对钢球表面质量进行检测，这种方法不但效率低而且易受个人主观因素的影响，导致对缺陷钢球的漏检、误检。由于工业产品日趋复杂，数量庞大，传统的依靠人工检测已经很难满足检测对效率的要求，而机器视觉技术的快速发展正好弥补了这一空缺，它是一种新型的自动化无损检测方法，具备高精度、高效率、高自动化程度等特点。其作用是通过一定的检测技术，如表面图像检测法、表面无损探伤检测法等，对所生产的球体零件进行检测并对检测后的球体进行质量分类。要对球体零件进行这样的检测，被检测的部位就是被测球体的表面，要达到对球体表面的全面检测，必须使检测传感器(如图像拾取镜头或电涡流探头)沿球体表面扫面，比较实用的方法是检测传感器静止，而球体相对传感器做一定规律的旋转运动，使球体表面的每一点(微面积)都能被传感器所检测到，球体的这种运动就是球体表面的展开运动。要使球面展开，必须有一套装置使球体做展开运动，因此，基于机器视觉系统设计钢球表面质量检测系统具有很大经济效益和发展前景。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种滚筒展开式钢球表面质量检测系统，能够对整个钢球的全面进行检测，实现钢球表面质量的自动化。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种滚筒展开式钢球表面质量检测系统，其特征在于，包括钢球料仓、进料机构、展开机构和分料机构，所述钢球料仓的底部出料口与所述进料机构的进口相对应，进料机构的出口与所述展开机构的进口相连，展开机构的出口与所述分料机构的进口相连。

按上述方案，还包括控制机构，所述控制机构包括位置传感器、机械视觉装置和PLC控制器，所述位置传感器安设于所述进料机构及展开机构中，位置传感器的输出端和机械视觉的输出端均与所述PLC控制器的输入端相连，PLC控制器的输出端分别与进料机构和所述展开机构相连。

按上述方案，所述进料机构包括进料滚轴、滚轴挡块、进料电机和输送轨道；所述进料滚轴的外周面沿轴向均匀间隔设有数条凹坑，相邻的两条凹坑之间设有数条凹槽，形成数条凸棱，所述凹坑的深度大于所述凹槽的深度；所述滚轴挡块对称设于进料滚轴的两侧，其内侧端面为弧形曲面，曲率与进料滚轴的曲率相同，形成弧形导轨，滚轴挡块顶部与钢球料仓底部出口的两侧相连，进料滚轴顶部伸入钢球料仓内部，所述输送轨道的进口段倾斜设于进料滚轴与滚轴挡块的底部开口处，进料滚轴的芯轴的一端通过联轴器与所述进料电机的输出轴相连，另一端通过轴承与机架相连。

按上述方案，所述展开机构包括展开滚筒、展开驱动装置、球体阻挡装置，所述展开驱动装置包括周向旋转驱动和往复运动驱动，所述周向旋转驱动包括旋转电机、小带轮、大带轮和传动带，所述旋转电机的输出轴与所述小带轮的轮轴通过联轴器相连，所述大带轮与小带轮通过所述传动带相联动，所述展开滚筒中心设有的支撑轴的一端与大带轮相配置，所述往复运动驱动包括往复电机、滚珠丝杠和连接板，所述往复电机的输出轴通过联轴器与所述滚珠丝杠的一端相连，滚珠丝杠的另一端与所述连接板相连，所述支撑轴的另一端通过轴承与连接板相连，所述输送轨道展开段位于展开滚筒顶部的部分底部开口，钢球与滚筒相接触；所述球体阻挡装置包括球体挡块和挡块电机，所述挡块电机的输出轴轴端与所述球体挡块相连，球体挡块设于钢球前方与钢球相接触。

按上述方案，所述分料机构包括第一分料管、第二分料管和翻转机构，所述翻转机构包括翻转电机和翻转板，所述翻转板设于所述输送轨道的出口段的底部，所述翻转电机的输出轴与翻转板的底部相连，所述第一分料管设于输送轨道的出口处，所述第二分料管设于翻转板的翻转开口处。

按上述方案，所述机械视觉装置包括检测光源和照相镜头，所述照相镜头通过夹具安设于所述展开滚筒上方，所述检测光源安设于靠近所述输送轨道展开段的开口处的机架上，所述位置传感器包括第一位置传感器和第二位置传感器，分别安设于靠近所述进料滚轴和输送轨道展开段的机架上；所述机械视觉装置和位置传感器的输出端均与所述PLC控制器的输入端相连，PLC控制器的输出端分别与进料电机、翻转电机和机械视觉装置的输入端相连。

按上述方案，所述支撑轴为花键轴，花键轴的一端设有花键轴套，所述花键轴套与所述大带轮相连，花键轴上外套由弹簧，所述弹簧的两端分别与花键轴套及展开滚筒相抵。

按上述方案，所述输送轨道展开段和出口段相对水平面倾斜设置。

本发明的有益效果是：1、提供一种滚筒展开式钢球表面质量检测系统，通过展开机构可以做到对整个球体的表面的全覆盖检测，不留漏检的表面；2、PLC控制器对进料、展开、出料及分料进行自动控制，提高整个装置自动化程度。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的主视图。

图2为本实用新型一个实施例的侧视图。

图3为本实用新型一个实施例的进料机构的剖视图。

其中：1.钢球料仓，2.进料滚轴，3.滚轴挡块，4.进料电机，5.输送轨道，6.凹坑，7.凹槽，8.机架，9.展开滚筒，10.旋转电机，11.小带轮，12.大带轮，13.传动带，14.往复电机，15.滚珠丝杠，16.连接板，17.花键轴，18.花键轴套，19.球体挡块，20.挡块电机，21.第一分料管，22.第二分料管，23.翻转板，24.检测光源，25.照相镜头，26.第一位置传感器，27.第二位置传感器，28.弹簧，29.钢球，30.翻转电机。

具体实施方式

为更好地理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型进一步的描述。

如图1-3所示，一种滚筒展开式钢球表面质量检测系统，包括钢球料仓1、进料机构、展开机构、分料机构和控制机构，钢球料仓的底部出料口与进料机构的进口相对应，进料机构的出口与展开机构的进口相连，展开机构的出口与分料机构的进口相连，控制机构包括位置传感器、机械视觉装置和PLC控制器，位置传感器安设于进料机构及展开机构中，位置传感器的输出端和机械视觉的输出端均与PLC控制器的输入端相连，PLC控制器的输出端分别与进料机构和展开机构相连。

进料机构包括进料滚轴2、滚轴挡块3、进料电机4和输送轨道5；进料滚轴的外周面沿轴向均匀间隔设有数条凹坑6，相邻的两条凹坑之间设有数条凹槽7，形成数条凸棱，凹坑的深度大于凹槽的深度；滚轴挡块对称设于进料滚轴的两侧，其内侧端面为弧形曲面，曲率与进料滚轴的曲率相同，形成弧形导轨，滚轴挡块顶部与钢球料仓底部出口的两侧相连，进料滚轴顶部伸入钢球料仓内部，滚轴滚动的时候，凸棱对料仓的钢球29产生搅动效果，使钢球在滚轴转动时可靠进入凹坑，输送轨道5的进口段倾斜设于进料滚轴与滚轴挡块的底部开口处，，进料滚轴的芯轴的一端通过联轴器与进料电机的输出轴相连，另一端通过轴承与机架8相连。

展开机构包括展开滚筒9、展开驱动装置、球体阻挡装置，展开驱动装置包括周向旋转驱动和往复运动驱动，通过展开滚筒的旋转和轴向往复运动的组合实现钢球表面的螺旋展开；周向旋转驱动包括旋转电机10、小带轮11、大带轮12和传动带13，旋转电机的输出轴与小带轮的轮轴通过联轴器相连，大带轮与小带轮通过传动带相联动，展开滚筒中心设有的支撑轴的一端与大带轮相配置；往复运动驱动包括往复电机14、滚珠丝杠15和连接板16，往复电机的输出轴通过联轴器与滚珠丝杠的一端相连，滚珠丝杠的另一端与连接板相连，支撑轴的另一端通过轴承与连接板相连，输送轨道展开段位于展开滚筒顶部的部分底部开口，钢球与滚筒相接触，支撑轴为花键轴17，花键轴的一端设有花键轴套18，花键轴套与大带轮相连，花键轴上外套由弹簧28，弹簧的两端分别与花键轴套及展开滚筒相抵，电动机正反转通过丝杠螺母副的往复运动实现滚筒的往复运动；球体阻挡装置包括球体挡块19和挡块电机20，挡块电机的输出轴轴端与球体挡块相连，球体挡块设于钢球前方与钢球相接触。

分料机构包括第一分料管21、第二分料管22和翻转机构，翻转机构包括翻转电机30和翻转板23，翻转板设于输送轨道的出口段的底部，翻转电机的输出轴与翻转板的底部相连，第一分料管设于输送轨道的出口处，第二分料管设于翻转板的翻转开口处。

机械视觉装置包括检测光源24和照相镜头25，照相镜头通过夹具安设于展开滚筒上方，检测光源安设于靠近输送轨道展开段的开口处的机架上，位置传感器包括第一位置传感器26和第二位置传感器27，分别安设于靠近进料滚轴和输送轨道展开段的机架上；机械视觉装置和位置传感器的输出端均与PLC控制器的输入端相连，PLC控制器的输出端分别与进料电机、翻转电机和机械视觉装置的输入端相连。

钢球料仓中存放待检测的钢球，为了使钢球的输送与展开检测的节拍相匹配，并可以精确输送至展开位置，进料机构采用了滚轴式送料方法，当进料滚轴从一个凹坑位置旋转到下一个凹坑位置时，第一位置传感器向PLC控制器发出信号，PLC控制器再向进料电机发出停止信号，进料滚轴停止转动，钢球输送轨道相对于水平面有微小的倾斜度，可以让钢球自动进入展开位置，在展开位置设置球体挡块，保证钢球在展开位置准确定位，第二位置传感器向PLC控制器发出信号，PLC控制器再向机械视觉装置发出启动信号，钢球经过展开滚筒周向和轴向的组合运动，使钢球在滚筒表面摩擦力的驱动下产生复合运动，最终在球体表面相对于照相镜头产生螺旋的轨迹线，在一定宽度的扫面带作用下，配合展开滚筒周向和轴向运动速度，最终达到对整个球体表面扫面检测的目的，在球体展开完成后，钢球自动进入输送轨道的出口段，PLC控制器根据照相检测结果控制翻转电机，如果检测钢球不合格，翻转电动机将翻转板翻转，使钢球落入第二分料管，如果检测钢球合格，翻转板不动，球体进入第一分料管，完成一次检测循环过程。

Claims (8)

1.一种滚筒展开式钢球表面质量检测系统，其特征在于，包括钢球料仓、进料机构、展开机构和分料机构，所述钢球料仓的底部出料口与所述进料机构的进口相对应，进料机构的出口与所述展开机构的进口相连，展开机构的出口与所述分料机构的进口相连。

2.根据权利要求1所述的一种滚筒展开式钢球表面质量检测系统，其特征在于，还包括控制机构，所述控制机构包括位置传感器、机械视觉装置和PLC控制器，所述位置传感器安设于所述进料机构及展开机构中，位置传感器的输出端和机械视觉的输出端均与所述PLC控制器的输入端相连，PLC控制器的输出端分别与进料机构和所述展开机构相连。

3.根据权利要求2所述的一种滚筒展开式钢球表面质量检测系统，其特征在于，所述进料机构包括进料滚轴、滚轴挡块、进料电机和输送轨道；所述进料滚轴的外周面沿轴向均匀间隔设有数条凹坑，相邻的两条凹坑之间设有数条凹槽，形成数条凸棱，所述凹坑的深度大于所述凹槽的深度；所述滚轴挡块对称设于进料滚轴的两侧，其内侧端面为弧形曲面，曲率与进料滚轴的曲率相同，形成弧形导轨，滚轴挡块顶部与钢球料仓底部出口的两侧相连，进料滚轴顶部伸入钢球料仓内部，所述输送轨道的进口段倾斜设于进料滚轴与滚轴挡块的底部开口处，进料滚轴的芯轴的一端通过联轴器与所述进料电机的输出轴相连，另一端通过轴承与机架相连。

4.根据权利要求3所述的一种滚筒展开式钢球表面质量检测系统，其特征在于，所述展开机构包括展开滚筒、展开驱动装置、球体阻挡装置，所述展开驱动装置包括周向旋转驱动和往复运动驱动，所述周向旋转驱动包括旋转电机、小带轮、大带轮和传动带，所述旋转电机的输出轴与所述小带轮的轮轴通过联轴器相连，所述大带轮与小带轮通过所述传动带相联动，所述展开滚筒中心设有的支撑轴的一端与大带轮相配置，所述往复运动驱动包括往复电机、滚珠丝杠和连接板，所述往复电机的输出轴通过联轴器与所述滚珠丝杠的一端相连，滚珠丝杠的另一端与所述连接板相连，所述支撑轴的另一端通过轴承与连接板相连，所述输送轨道展开段位于展开滚筒顶部的部分底部开口，钢球与滚筒相接触；所述球体阻挡装置包括球体挡块和挡块电机，所述挡块电机的输出轴轴端与所述球体挡块相连，球体挡块设于钢球前方与钢球相接触。

5.根据权利要求4所述的一种滚筒展开式钢球表面质量检测系统，其特征在于，所述分料机构包括第一分料管、第二分料管和翻转机构，所述翻转机构包括翻转电机和翻转板，所述翻转板设于所述输送轨道的出口段的底部，所述翻转电机的输出轴与翻转板的底部相连，所述第一分料管设于输送轨道的出口处，所述第二分料管设于翻转板的翻转开口处。

6.根据权利要求5所述的一种滚筒展开式钢球表面质量检测系统，其特征在于，所述机械视觉装置包括检测光源和照相镜头，所述照相镜头通过夹具安设于所述展开滚筒上方，所述检测光源安设于靠近所述输送轨道展开段的开口处的机架上，所述位置传感器包括第一位置传感器和第二位置传感器，分别安设于靠近所述进料滚轴和输送轨道展开段的机架上；所述机械视觉装置和位置传感器的输出端均与所述PLC控制器的输入端相连，PLC控制器的输出端分别与进料电机、翻转电机和机械视觉装置的输入端相连。

7.根据权利要求4所述的一种滚筒展开式钢球表面质量检测系统，其特征在于，所述支撑轴为花键轴，花键轴的一端设有花键轴套，所述花键轴套与所述大带轮相连，花键轴上外套由弹簧，所述弹簧的两端分别与花键轴套及展开滚筒相抵。

8.根据权利要求5所述的一种滚筒展开式钢球表面质量检测系统，其特征在于，所述输送轨道展开段和出口段相对水平面倾斜设置。