專利名稱：基于多圖像傳感器的鋼球表面展開方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋼球表面展開方法。特別是涉及一種只需鋼球的一維滾動，就可以達到球表面全面覆蓋的基于多圖像傳感器的鋼球表面展開方法及裝置。
背景技術：
鋼球無論是作為軸承的組件，還是獨立的滾動體，均有著廣泛的應用。由于加工工藝及精度等原因，制造過程中，鋼球表面會出現(xiàn)磨損、開裂、生銹、凹坑等缺陷，這些缺陷對軸承的速度、噪聲、振動、壽命等性能有舉足輕重的影響。因而鋼球表面缺陷檢測意義重大。目前，國內的生產廠家大部分采用人工的方法，即在日光燈下用肉眼或者借助低倍放大鏡來檢查鋼球的表面質量。但是人工觀測隨機性強，尤其對于微型鋼球的表面缺陷難以發(fā)現(xiàn)，易產生漏檢或誤檢；其次手工推擋無法保證球面的完全展開，也會出現(xiàn)漏檢；檢測人員長時間觀測光潔度很高的鋼球，易出現(xiàn)視覺疲勞。所以，能正確有效的評價鋼球表面質量的自動檢測裝置成為軸承行業(yè)的迫切需求。研制鋼球表面質量的自動檢測裝置，除傳感器不同外，鋼球的表面展開裝置是核心，也是一直以來國內外難以解決的技術問題。發(fā)展至今，鋼球缺陷的檢測方法已有很多， 包括渦流探傷技術、超聲波探傷技術、光電檢測技術及視覺檢測技術等。在現(xiàn)有的鋼球表面缺陷圖像檢測裝置中，通常僅使用單一圖像傳感器。傳感器一次成像僅能獲取一定直徑的球冠部分。當鋼球繞過球心且垂直于光軸的某一直徑回轉時， 即使傳感器連續(xù)成像，也僅能獲得鋼球表面上一個環(huán)帶區(qū)域的圖像。為了獲取鋼球表面完整圖像，鋼球必須要有第二維的機械運動。而正是這一點，造成了獲取鋼球表面全覆蓋圖像的隨機性和復雜性。所以，鋼球的展開裝置仍然有以下問題1、幾乎都停留在二維運動，機械結構復雜。例如比較成熟的基于渦流探傷的子午線展開法，以鋼球在展開輪和主動輪之間只做純滾動，不產生滑動的假設為前提。展開輪在應用中易于磨損，受損的展開輪會導致鋼球展開不充分，容易引起缺陷漏檢，要求經(jīng)常更換，維護費用高。隨后發(fā)展的經(jīng)緯掃描式展開的方法也存在類似問題。2、不能做到全覆蓋。現(xiàn)有方法，鋼球的充分展開比較隨機。例如在一些基于視覺的鋼球表面自動檢測裝置中，進給盤中的檢測腔承載鋼球以一定速度做轉動， 鋼球的展開依靠底部摩擦盤周期的轉動和間歇的平動使鋼球做偏心運動，達到待檢測鋼球表面展開的效果。但是此種方法獲取圖像具有隨機性，并不能保證完全覆蓋鋼球表面，機構也比較復雜。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種能夠解決鋼球表面高速、精確展開的難題，增強了球表面全面覆蓋的可靠性的基于多圖像傳感器的鋼球表面展開方法及裝置。本發(fā)明所采用的技術方案是一種基于多圖像傳感器的鋼球表面展開方法及裝置。基于多圖像傳感器的鋼球表面展開方法，設置一由凹槽形成的直線導軌，所述的直線導軌具有使被測鋼球依靠重力沿該直線導軌向前做純滾動運動的坡度，在直線導軌的軸線兩側的斜上方分別設置有相對稱且結構相同的兩個圖像傳感器，分別調節(jié)對應的兩個圖像傳感器參數(shù)及兩個鏡頭光學參數(shù)一致，以期得到對稱等大的球冠面，將被測鋼球設置在具有凹槽的直線軌道上，被測鋼球依靠重力沿著具有凹槽的直線軌道上做一維運動，當被測鋼球經(jīng)過圖像傳感器下方時，兩個圖像傳感器實現(xiàn)對被測鋼球連續(xù)采像。所述的凹槽為V型槽。所述的兩個圖像傳感器中的任一個圖像傳感器的鏡頭與豎直方向的夾角為θ，所述夾角θ滿足如下條件
權利要求
1.一種基于多圖像傳感器的鋼球表面展開方法，其特征在于，設置一由凹槽形成的直線導軌，所述的直線導軌具有使被測鋼球依靠重力沿該直線導軌向前做純滾動運動的坡度，在直線導軌的軸線兩側的斜上方分別設置有相對稱且結構相同的兩個圖像傳感器，分別調節(jié)對應的兩個圖像傳感器參數(shù)及兩個鏡頭光學參數(shù)一致，以期得到對稱等大的球冠面，將被測鋼球設置在具有凹槽的直線軌道上，被測鋼球依靠重力沿著具有凹槽的直線軌道上做一維運動，當被測鋼球經(jīng)過圖像傳感器下方時，兩個圖像傳感器實現(xiàn)對被測鋼球連續(xù)采像。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于多圖像傳感器的鋼球表面展開方法，其特征在于，所述的凹槽為V型槽。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于多圖像傳感器的鋼球表面展開方法，其特征在于，所述的兩個圖像傳感器中的任一個圖像傳感器的鏡頭與豎直方向的夾角為θ，所述夾角θ滿足如下條件其中，r為兩個圖像傳感器所攝圖像中球冠面的半徑；R為鋼球半徑，k為比例系數(shù)k =
4.一種用于權利要求1所述的基于多圖像傳感器的鋼球表面展開方法的裝置，其特征在于，包括有工作臺G)、設置在工作臺(4)中部的由凹槽形成的直線導軌(5)和對稱的設置在工作臺(4)兩端并位于直線導軌(5)兩側的兩個支架(3)，所述的直線導軌(5)具有使被測鋼球(6)依靠重力沿該直線導軌(5)向前做純滾動運動的坡度，所述的兩個支架(3) 的頂端各設置一個圖像傳感器(1)，所述的兩個支架C3)上的兩個圖像傳感器(1)的鏡頭 (2)均對應于直線導軌(5)底部的中心軸線。
5.根據(jù)權利要求4所述的用于基于多圖像傳感器的鋼球表面展開方法的裝置，其特征在于，所述的形成直線導軌(5)的凹槽為V型槽。
6.根據(jù)權利要求4所述的用于基于多圖像傳感器的鋼球表面展開方法的裝置，其特征在于，所述的兩個圖像傳感器(1)中的任一個相機的鏡頭( 與豎直方向的夾角為θ，所述夾角θ滿足如下條件 r為兩個圖像傳感器所攝圖像中球冠面的半徑；R為鋼球半徑，k為比例系數(shù)k = r/R。其中，
全文摘要
一種基于多圖像傳感器的鋼球表面展開方法及裝置，方法是設置一直線導軌，直線導軌具有坡度，在直線導軌的軸線兩側的斜上方分別設置有相對稱且結構相同的兩個圖像傳感器，分別調節(jié)兩個圖像傳感器參數(shù)及兩個鏡頭光學參數(shù)一致，將被測鋼球設置在具有凹槽的直線軌道上，被測鋼球依靠重力沿著具有凹槽的直線軌道上做一維運動，當被測鋼球經(jīng)過圖像傳感器下方時，兩個圖像傳感器實現(xiàn)對被測鋼球連續(xù)采像。裝置包括設置在工作臺中部的由凹槽形成的具有坡度的直線導軌和對稱的設置在工作臺兩端并位于直線導軌兩側的兩個支架，兩個支架的頂端各設置一個圖像傳感器，兩個圖像傳感器的鏡頭均對應于直線導軌底部的中心軸線。本發(fā)明解決了鋼球表面高速、精確展開的難題。
文檔編號G01N21/952GK102288620SQ201110227679
公開日2011年12月21日 申請日期2011年8月10日 優(yōu)先權日2011年8月10日
發(fā)明者劉新波, 栗琳, 王仲, 王向軍, 裴芳瑩 申請人:天津大學