專利名稱：一種用于球面檢測(cè)的球體自動(dòng)翻滾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及球體表面自動(dòng)檢測(cè)，特別是涉及一種用于小球表面檢測(cè)的球體自動(dòng)翻 滾裝置。
背景技術(shù)：
滾珠軸承是應(yīng)用及其廣泛的通用機(jī)械產(chǎn)品，其中滾珠為球體，其需求量極大，而其表 面質(zhì)量直接影響軸承質(zhì)量。我國(guó)軸承滾珠生產(chǎn)企業(yè)基本上都是采用人工目檢法對(duì)球體表面 質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，即人手撥動(dòng)平鏟中的球體并在散光燈下用眼睛(或借助于低倍放大鏡)觀 察其表面，發(fā)現(xiàn)缺陷鋼球后由人工挑剔出來(lái)。人的眼睛在燈光下觀察極易疲勞，特別是拋 光鋼球表面高反光剌激眼睛，同時(shí)操作者用手工撥動(dòng)的方法也無(wú)法保證球體的整個(gè)表面完 全被觀察到。隨著無(wú)損探傷技術(shù)、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，逐漸出現(xiàn)了鋼球渦流檢 測(cè)、視覺(jué)檢測(cè)等技術(shù)。鋼球渦流檢測(cè)機(jī)從捷克進(jìn)口，該設(shè)備采用渦流探傷技術(shù)對(duì)鋼球表面 裂紋等缺陷進(jìn)行檢測(cè)，采用成型輪使被測(cè)鋼球逐個(gè)子午線翻滾。該產(chǎn)品進(jìn)口價(jià)格高昂，適 用范圍為中大型鋼球，且易引起缺陷漏檢。
專利號(hào)為ZL 200310109912.4的中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)了一種鋼球表面缺陷檢測(cè)方法，該 方法是利用一個(gè)旋轉(zhuǎn)的圓盤(pán)為進(jìn)給盤(pán)，其上靠近外圓均勻分布一圈通孔，被測(cè)鋼球由進(jìn)料 機(jī)構(gòu)逐個(gè)送入進(jìn)給轉(zhuǎn)盤(pán)上的第一孔中，其下方有展開(kāi)托盤(pán)托住被測(cè)鋼球，進(jìn)給轉(zhuǎn)盤(pán)按節(jié)奏 轉(zhuǎn)動(dòng)，展開(kāi)托盤(pán)作偏心旋轉(zhuǎn)而帶動(dòng)鋼球在孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，正上方的CCD相機(jī)采集幾個(gè)相鄰孔中 的被測(cè)球面圖像，由計(jì)算機(jī)識(shí)別球面圖像并判別球面質(zhì)量，將不合格鋼球手動(dòng)控制送入廢 料倉(cāng)。由于該方法是對(duì)鋼球逐個(gè)上料，在水平面偏心旋轉(zhuǎn)的展開(kāi)托盤(pán)只能產(chǎn)生單向摩擦力， 帶動(dòng)進(jìn)給轉(zhuǎn)盤(pán)幾個(gè)相鄰孔中的鋼球順向轉(zhuǎn)動(dòng)，相機(jī)只采集一個(gè)到幾個(gè)相鄰孔中的鋼球圖像， 使這種方法和結(jié)構(gòu)的檢測(cè)效率很有限，不適合檢測(cè)小型鋼球(如直徑3mm以下)，而且難 以保證檢測(cè)到鋼球的全部表面。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種基于機(jī)器視 覺(jué)、成批次，可自動(dòng)多向翻滾、用于球面(特別是小球球面)檢測(cè)的球體自動(dòng)翻滾裝置。 本實(shí)用新型目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)-
一種用于球體表面缺陷檢測(cè)的小球自動(dòng)翻滾裝置，包括上型板、下型板和型座；上型 板分布有與上料板相同的點(diǎn)列陣圓孔，下表面設(shè)有可嵌裝下型板的導(dǎo)槽；下型板上部開(kāi)有
直通槽，直槽數(shù)量等于上型板陣列圓孔的列數(shù)，槽寬等于上型板陣列圓孔直徑，每一直槽 的一側(cè)槽壁高度小于被檢測(cè)球體半徑，另一槽壁大于被檢測(cè)球體半徑；上型板固裝在型座 上，下型板通過(guò)型座嵌裝在上型板下面，上型板的點(diǎn)列陣圓孔對(duì)齊下型板的直槽，在檢測(cè) 工位下型板由固定在該工位的往復(fù)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)沿上型板導(dǎo)槽作直線往復(fù)滑動(dòng)，往復(fù) 運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與PLC連接，PLC連接與計(jì)算機(jī)信號(hào)連接；點(diǎn)列陣圓孔孔底緣、導(dǎo)槽的槽底 面和導(dǎo)槽槽壁帶動(dòng)被測(cè)球體作不同方向旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)球體多向自動(dòng)翻滾，使上型板上方的相 機(jī)能夠同時(shí)、連續(xù)捕獲成批球體翻滾著的表面圖像。
所述上料板位于隔料板下端，料道通過(guò)隔料板與上料板連接；料道中設(shè)有多個(gè)通孔形 成的點(diǎn)列陣圓孔，每一通孔的直徑略大于被檢測(cè)球體的直徑，保證球體順利通過(guò)，隔料板 和上料板上都設(shè)有與料道中的點(diǎn)列陣圓孔相應(yīng)的通孔。
上述往復(fù)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為通用往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，由工業(yè)中常用單片機(jī)或PLC等控制器控制。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果
(1) 本實(shí)用新型用于球面檢測(cè)的球體自動(dòng)翻滾裝置，在上料工位由球體自動(dòng)單層陣列 分布裝置自動(dòng)成批上料，由自動(dòng)傳送機(jī)構(gòu)送至自動(dòng)檢測(cè)工位，在自動(dòng)檢測(cè)工位，陣列分布 的成批球體同時(shí)在各自檢測(cè)腔中多向自動(dòng)翻滾，使上型板上方的相機(jī)能夠同時(shí)、連續(xù)捕獲
成批球體翻滾著的表面圖像，實(shí)現(xiàn)成批球體的同時(shí)全面檢測(cè)；球體自動(dòng)翻滾裝置被自動(dòng)送 至下料工位自動(dòng)下料后，又自動(dòng)送回自動(dòng)上料工位自動(dòng)上料；三工位同步運(yùn)行，自動(dòng)循環(huán)。
(2) 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)單個(gè)進(jìn)料、單列成像的檢測(cè)方法，本實(shí)用新型的檢測(cè)方法效率高， 并適宜檢測(cè)小球表面。(3) 單層陣列分布的方式方便后續(xù)檢驗(yàn)和分流處理中對(duì)每個(gè)球體定位標(biāo)記；
(4) 翻滾裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使上料、檢測(cè)和下料操作都很方便、快捷，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

圖1是球體自動(dòng)翻滾裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的A-A剖面圖； 圖3是圖1的B-B剖面圖； 圖4是球體自動(dòng)陣列分布和上料機(jī)構(gòu)示意圖； 圖5是球體自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)布置示意圖； 圖6是球體在檢測(cè)工位自動(dòng)翻滾和攝像過(guò)程示意圖； 圖7是球體在下料工位自動(dòng)下料過(guò)程示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，但本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍 并不局限于實(shí)施方式表述的范圍。
如圖l、圖2和圖3所示， 一種用于球面檢測(cè)的球體自動(dòng)翻滾裝置包括上型板8、下型 板9和型座10。上型板8中分布有與上料板7相同的點(diǎn)列陣圓孔孔，其下表面有可嵌裝下 型板9的導(dǎo)槽；下型板9上部開(kāi)有直通槽，直槽數(shù)量等于上型板8點(diǎn)列陣圓孔孔的列數(shù)， 槽寬等于上型板8陣列圓孔直徑，每一直槽的一側(cè)槽壁高度小于被檢測(cè)球體半徑，另一槽 壁大于被檢測(cè)球體半徑；上型板8固裝在型座10上，下型板9通過(guò)型座10嵌裝在上型板 8下面，上型板8的陣列圓孔對(duì)齊下型板9的直槽，上型板8的陣列圓孔與下型板9的槽 面共同對(duì)每個(gè)球體限位并共同組成球體的翻滾空間和檢測(cè)腔，每個(gè)被檢測(cè)球體上部分位于 上型板的孔中，下部分位于下型板的槽中。點(diǎn)列陣圓孔孔底緣、導(dǎo)槽的槽底面和導(dǎo)槽槽壁 帶動(dòng)被測(cè)球體作不同方向旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)球體多向自動(dòng)翻滾，使上型板上方的相機(jī)能夠同時(shí)、 連續(xù)捕獲成批球體翻滾著的表面圖像。
如圖4所示，基于機(jī)器視覺(jué)的球體表面缺陷自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)有自動(dòng)上料、自動(dòng)檢測(cè)、 自動(dòng)下料三個(gè)工位；自動(dòng)上料工位上設(shè)有球體自動(dòng)分布裝置，自動(dòng)檢測(cè)工位上設(shè)有光源12和攝像機(jī)13，自動(dòng)下料工位設(shè)有自動(dòng)剔除裝置15和下料裝置16;包括上型板8、下型板9 和型座10 —種用于球面檢測(cè)的球體自動(dòng)翻滾裝置通過(guò)傳送機(jī)構(gòu)17在自動(dòng)上料工位、自動(dòng) 檢測(cè)工位和自動(dòng)下料三個(gè)工位之間自動(dòng)循環(huán)流轉(zhuǎn)；傳送機(jī)構(gòu)17可以是通用的分度盤(pán)式自動(dòng) 傳送機(jī)構(gòu)或直線自動(dòng)傳送機(jī)構(gòu)，傳送機(jī)構(gòu)17與工業(yè)常用PLC (可編程序控制器)18連接， PLC與計(jì)算機(jī)信號(hào)連接。
如圖5所示，球體自動(dòng)分布裝置包括料斗1、消拱器2、柵欄3、料道4、隔料板5、 隔料板運(yùn)動(dòng)控制裝置6和上料板7。消拱器2是由動(dòng)力機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的低速旋轉(zhuǎn)或往復(fù)裝置， 其作用是防球體互相起拱不下落；柵欄3是一塊開(kāi)有若干柵槽的板，柵槽的寬度略大于被 檢測(cè)球體直徑，起篩濾大直徑球的作用；料斗1底部通過(guò)柵欄3與料道4連接，料道4中 設(shè)有多個(gè)通孔形成的點(diǎn)列陣圓孔，每一通孔的直徑略大于被檢測(cè)球體的直徑，保證球體順 利通過(guò)；料道4通過(guò)隔料板5與上料板7連接，隔料板5和上料板7上都設(shè)有與料道4中 的通孔陣列相應(yīng)的點(diǎn)列陣圓孔，即三者的通孔大小和個(gè)數(shù)相同；隔料板5的厚度等于被檢 測(cè)球體的直徑，隔料板5活動(dòng)連接在料道4與上料板7之間，由控制裝置6驅(qū)動(dòng)往復(fù)位移， 控制裝置6與工業(yè)常用PLC 18連接，PLC與計(jì)算機(jī)信號(hào)連接；隔料板5的1/2孔間距往復(fù) 位移可接通或斷開(kāi)料道4與上料板7的陣列通孔連接，實(shí)現(xiàn)支承與釋放小球14的功能；當(dāng) 球體自動(dòng)翻滾裝置送至上料板7下方并且上型板8與之對(duì)齊時(shí)，就能接受到一層球體，每 個(gè)孔中自動(dòng)分布一個(gè)球14。
自動(dòng)傳送裝置17把已上料的用于球面檢測(cè)的球體自動(dòng)翻滾裝置送到檢測(cè)工位；如圖6 所示，固定安裝在此工位的第二往復(fù)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)11驅(qū)動(dòng)下型板9沿上型板8導(dǎo)槽作直線 往復(fù)滑動(dòng)，孔底緣、槽底面和槽側(cè)壁帶動(dòng)被測(cè)球體作不同方向旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)陣列分布的 成批球體同時(shí)在各自檢測(cè)腔中多向自動(dòng)翻滾，使上型板上方的相機(jī)能夠同時(shí)、連續(xù)捕獲成 批球體翻滾著的表面圖像；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)11為通用往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，與工業(yè)常用PLC 18連接， PLC與計(jì)算機(jī)信號(hào)連接；通過(guò)上型板8、下型板9相互滑動(dòng)距離、時(shí)間和拍攝幀率的控制， 可拍攝到全部球面，從而可實(shí)現(xiàn)球體的全面檢測(cè)。
球體圖像傳入計(jì)算機(jī)，經(jīng)圖像分析識(shí)別，判斷球面有無(wú)缺陷，對(duì)有缺陷球體進(jìn)行行列定位，并將信息發(fā)送給剔除機(jī)構(gòu)15。
自動(dòng)傳送機(jī)構(gòu)17將由上型板8、下型板9和型座10送至下料工位。 剔除有缺陷球體后，固定安裝在該工位的第三往復(fù)機(jī)構(gòu)lla驅(qū)動(dòng)下型板9相對(duì)上型板8
移動(dòng)到圖7所示位置，無(wú)缺陷的球體被帶出上型板8之外，全部落入下料槽16而一次性下料。
如上所述即可較好實(shí)施本發(fā)明。
權(quán)利要求1、一種用于球體表面缺陷檢測(cè)的小球自動(dòng)翻滾裝置，其特征在于，包括上型板、下型板和型座；上型板分布有與上料板相同的點(diǎn)列陣圓孔，下表面設(shè)有可嵌裝下型板的導(dǎo)槽；下型板上部開(kāi)有直通槽，直槽數(shù)量等于上型板陣列圓孔的列數(shù)，槽寬等于上型板陣列圓孔直徑，每一直槽的一側(cè)槽壁高度小于被檢測(cè)球體半徑，另一槽壁大于被檢測(cè)球體半徑；上型板固裝在型座上，下型板通過(guò)型座嵌裝在上型板下面，上型板的點(diǎn)列陣圓孔對(duì)齊下型板的直槽，在檢測(cè)工位下型板由固定在該工位的往復(fù)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)沿上型板導(dǎo)槽作直線往復(fù)滑動(dòng)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與PLC連接，PLC連接與計(jì)算機(jī)信號(hào)連接；點(diǎn)列陣圓孔孔底緣、導(dǎo)槽的槽底面和導(dǎo)槽槽壁帶動(dòng)被測(cè)球體作不同方向旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)球體多向自動(dòng)翻滾。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于球體表面缺陷檢測(cè)的小球自動(dòng)翻滾裝置，其特征在于， 所述上料板位于隔料板下端，料道通過(guò)隔料板與上料板連接，料道中設(shè)有多個(gè)通孔形成的 點(diǎn)列陣圓孔，每一通孔的直徑略大于被檢測(cè)球體的直徑，保證球體順利通過(guò)，隔料板和上 料板上都設(shè)有與料道中的點(diǎn)列陣圓孔相應(yīng)的通孔。
專利摘要本實(shí)用新型專利公開(kāi)了一種用于球面檢測(cè)的球體自動(dòng)翻滾裝置，包括上型板、下型板和型座；上型板分布有與上料板相同的陣列通孔，下表面設(shè)有可嵌裝下型板的導(dǎo)槽；下型板上部開(kāi)有直通槽，直槽數(shù)量等于上型板圓孔陣列的列數(shù)，槽寬等于上型板陣列圓孔直徑，每一直槽的一側(cè)槽壁高度小于被檢測(cè)球體半徑，另一槽壁大于被檢測(cè)球體半徑；上型板固裝在型座上，下型板通過(guò)型座嵌裝在上型板下面，上型板的陣列圓孔對(duì)齊下型板的直槽，下型板可相對(duì)上型板沿導(dǎo)槽方向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)可由通用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)。本實(shí)用新型使成批被檢測(cè)的球體同時(shí)各自在檢測(cè)腔中自動(dòng)翻滾，使上型板上方的相機(jī)能夠同時(shí)、連續(xù)捕獲成批球體翻滾著的表面圖像。
文檔編號(hào)G01N21/89GK201434845SQ200920058928
公開(kāi)日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2009年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月17日
發(fā)明者全燕鳴 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)