一種鋼球表面缺陷檢測分揀設備的製造方法與工藝
2023-05-03 12:22:51 2
本發明涉及基於機器視覺的鋼球分揀設備技術領域，尤其是涉及一種鋼球表面缺陷檢測分揀設備。
背景技術：
機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷，機器視覺技術是指通過機器視覺產品(即圖像攝取裝置，分CMOS和CCD兩種)將被攝取目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統，根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉變成數位化信號；圖像系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特徵，進而根據判別的結果來控制現場的設備動作。基於機器視覺技術的軸承鋼球表面缺陷檢測是目前國內外科技工作者研究的熱點，其中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。哈爾濱理工大學機械動力工程學院的王鵬、吳春亞等人提出了一種以LabView為軟體平臺結合IMAQVision函數庫的鋼球表面缺陷檢測方法，該方法通過鋼球在傳送帶上運動獲取圖像，然後利用缺陷區域紋理被破壞的特徵，完成鋼球表面缺陷的有無與類型判斷，不能確切計算缺陷的大小，也不能攝取到鋼球整個外表面的圖像。哈爾濱工業大學的潘洪平博士也提出了一種利用攝像機和計算機圖像處理與識別技術對鋼球表面進行自動檢測和識別分類的實驗裝置，該裝置是在捷克子午線展開輪的基礎上進行的研究，讓鋼球在自製的載物臺上滾動，以便攝取鋼球各個方位的圖像，實現了鋼球表面缺陷的自動檢測，但是無法保證鋼球在自製的載物臺上被完全展開，不能保證可以攝取到各個預設點的圖像。河南科技大學的宋曉霞提出了用於鋼球表面展開的實驗平臺，其根據檢測要求設計了兩條相互垂直的軌道，鋼球依靠自身重力在兩條垂直的軌道上滾動，以便攝取到整個鋼球表面的圖像，但是由於鋼球的二維機械運動使得獲取鋼球表面全覆蓋圖像具有隨機性和複雜性。中國專利(公告號CN102658266B)公開了一種基於機器視覺的鋼球分揀裝置和方法，其採用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，並不能保證完全覆蓋鋼球表面，機構也比較複雜。中國專利(公告號CN102288620B)公開了一種基於多圖像傳感器的鋼球表面展開方法及裝置，該裝置利用鋼球的自身重力在一維軌道上滾動，其採用兩個對稱的圖像傳感器就可達到鋼球表面全面覆蓋，因而其展開機構的結構非常簡化，但是該裝置在實際使用過程中(參見專利公告號CN102735693B附圖1)，該一維軌道上的鋼球呈連續排布，兩相鄰鋼球之間緊密接觸，如果兩相鄰鋼球接觸的表面具有凹坑或鏽斑等缺陷，在重力擠壓力作用下會影響其相對滾動，使得鋼球沿該一維軌道滑動，不能充分滾動展開，導致不能攝取到完整的鋼球表面圖像而造成漏檢，其誤檢率較高為3～5‰，顯然不能適用於鋼球工業化批量分揀，因而有必要對其進行改進。還可參見中國專利(公告號CN102680490A)公開的一種鋼球表面缺陷檢測自動分揀裝置，現有的鋼球分揀設備或裝置並未充分考慮鋼球加工的實際情況，導致鋼球分揀設備的功能單一，僅僅是對理想狀態下的鋼球進行表面缺陷的檢測和自動分揀。然而在實際的鋼球加工行業中，鋼球從磨床加工成型後，鋼球不能長時間與空氣接觸，需要放置在煤油中避免氧化生鏽，因而鋼球分揀設備需要將鋼球放置在煤油中進行圖像攝取和分揀；鋼球從磨床加工成型後，鋼球表面還帶有油汙，油汙會造成鋼球分揀設備誤檢，導致誤檢率較高，因而在鋼球進入分揀設備檢測前需要清洗鋼球表面，現有的鋼球分揀設備均不具有對鋼球表面進行清洗的功能，目前還依靠手工清洗鋼球表面，效率低下，而且在清洗時還容易損傷鋼球表面；除此之外現有的鋼球表面缺陷檢測分揀設備還不具有對鋼球尺寸大小進行分揀的功能，鋼球至少經過兩臺設備分揀後才能進行浸塗防鏽油處理；當鋼球分揀完成後從煤油中取出時，鋼球表面還殘留有部分煤油，會影響鋼球表面浸塗防鏽油，導致鋼球表面的防鏽效果不佳。
技術實現要素：
針對上述現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種鋼球表面缺陷檢測分揀設備，該設備具有鋼球尺寸篩選功能和鋼球表面缺陷檢測分揀功能。本發明的另一目的是提供一種鋼球表面缺陷檢測分揀設備，該設備具有鋼球表面清洗功能和鋼球表面缺陷檢測分揀功能。本發明的另一目的是提供一種鋼球表面缺陷檢測分揀設備，該設備具有鋼球尺寸篩選功能、鋼球表面清洗功能和鋼球表面缺陷檢測分揀功能。上述三種鋼球表面缺陷檢測分揀設備均包括有鋼球表面展開裝置，該鋼球表面展開裝置利用鋼球自身重力驅使鋼球在一個方向上滾動展開，同時藉助滾槓驅動鋼球在另一個方向上滾動展開，其解決了現有技術中鋼球不能充分滾動展開而導致的誤檢率較高的技術問題。為了實現上述目的，本發明所採用的技術方案是：一種鋼球表面缺陷檢測分揀設備，包括鋼球尺寸篩選裝置、鋼球表面展開裝置、相機、分選裝置及控制模塊，相機及分選裝置分別與控制模塊連接，所述鋼球尺寸篩選裝置包括兩根平行設置的滾軸，兩滾軸之間至少形成有第一間隙段和第二間隙段，第一間隙段位於第二間隙段之前，所述第一間隙段的寬度小於標準鋼球的球徑，所述第二間隙段的寬度等於標準鋼球的球徑；所述鋼球表面展開裝置包括至少兩根滾槓，兩相鄰滾槓之間形成有用於承載鋼球的容置槽，並且鋼球在自身重力的驅使下可從該容置槽的一端滾向另一端，該兩相鄰滾槓中至少有一根可轉動的滾槓以用於驅動鋼球在所述容置槽內與該滾槓同步滾動，該滾槓由電機驅動轉動，電機與所述控制模塊連接；所述鋼球表面展開裝置的所述容置槽的鋼球進入端與所述鋼球尺寸篩選裝置的所述第二間隙段之間通過送料通道連通；所述相機設於所述鋼球表面展開裝置的所述容置槽的上方，所述分選裝置設於所述鋼球表面展開裝置的所述容置槽的鋼球滾出端。作為優選的方案，所述鋼球表面展開裝置包括三根滾槓，該三根滾槓並排設置，並且形成有兩條所述容置槽，該三根滾槓在所述電機的驅動下同向同步轉動；所述鋼球表面展開裝置還包括底座及設於底座上的兩塊支撐板，兩塊支撐板相對設置，所述滾槓包括可轉動地架設於兩支撐板上的轉軸及套設於該轉軸上的滾套，滾套位於兩支撐板之間。作為優選的方案，所述滾槓的上方還設有擋塊，該擋塊開設有與所述容置槽相對應的限位擋槽，該限位擋槽為上下通槽結構，並且該限位擋槽位於所述容置槽的正上方；所述擋塊為淺色的有機玻璃製成，並且所述擋塊內沿著所述限位擋槽的槽壁裝設有若干柔光燈珠。其中，所述分選裝置包括用於將鋼球逐個從所述容置槽釋放的出球機構。一種鋼球表面缺陷檢測分揀設備，包括鋼球表面清洗裝置、鋼球表面展開裝置、相機、分選裝置及控制模塊，相機及分選裝置分別與控制模塊連接，所述鋼球表面清洗裝置包括梯形的轉臺及罩設於該轉臺外的轉套，轉臺的外壁及轉套的內壁均設有海綿層，並且轉臺的海綿層上設有與鋼球相匹配的螺旋槽，鋼球隨著轉臺的轉動從該螺旋槽的上端槽口依次進入，並從該螺旋槽的下端槽口依次滾出；所述鋼球表面展開裝置包括至少兩根滾槓，兩相鄰滾槓之間形成有用於承載鋼球的容置槽，並且鋼球在自身重力的驅使下可從該容置槽的一端滾向另一端，該兩相鄰滾槓中至少有一根可轉動的滾槓以用於驅動鋼球在所述容置槽內與該滾槓同步滾動，該滾槓由電機驅動轉動，電機與所述控制模塊連接；所述鋼球表面展開裝置的所述容置槽的鋼球進入端與所述鋼球表面清洗裝置的所述螺旋槽的鋼球滾出端之間通過送料通道連通；所述相機設於所述鋼球表面展開裝置的所述容置槽的上方，所述分選裝置設於所述鋼球表面展開裝置的所述容置槽的鋼球滾出端。一種鋼球表面缺陷檢測分揀設備，包括鋼球尺寸篩選裝置、鋼球表面清洗裝置、鋼球表面展開裝置、相機、分選裝置及控制模塊，相機及分選裝置分別與控制模塊連接，所述鋼球尺寸篩選裝置包括兩根平行設置的滾軸，兩滾軸之間至少形成有第一間隙段和第二間隙段，第一間隙段位於第二間隙段之前，所述第一間隙段的寬度小於標準鋼球的球徑，所述第二間隙段的寬度等於標準鋼球的球徑；所述鋼球表面清洗裝置包括梯形的轉臺及罩設於該轉臺外的轉套，轉臺的外壁及轉套的內壁均設有海綿層，並且轉臺的海綿層上設有與鋼球相匹配的螺旋槽，鋼球隨著轉臺的轉動從該螺旋槽的上端槽口依次進入，並從該螺旋槽的下端槽口依次滾出；所述鋼球表面展開裝置包括至少兩根滾槓，兩相鄰滾槓之間形成有用於承載鋼球的容置槽，並且鋼球在自身重力的驅使下可從該容置槽的一端滾向另一端，該兩相鄰滾槓中至少有一根可轉動的滾槓以用於驅動鋼球在所述容置槽內與該滾槓同步滾動，該滾槓由電機驅動轉動，電機與所述控制模塊連接；所述鋼球表面清洗裝置的所述螺旋槽的鋼球進入端與所述鋼球尺寸篩選裝置的所述第二間隙段之間通過送料通道連通，所述鋼球表面清洗裝置的所述螺旋槽的鋼球滾出端與所述鋼球表面展開裝置的所述容置槽之間通過送料通道連通；所述相機設於所述鋼球表面展開裝置的所述容置槽的上方，所述分選裝置設於所述鋼球表面展開裝置的所述容置槽的鋼球滾出端。作為優選的方案，所述分選裝置的鋼球輸出端還設有鋼球提升裝置，該鋼球提升裝置包括主動輪、從動輪及傳送帶，主動輪和從動輪分別位於傳送帶的上下兩端，傳送帶上設有用於容置鋼球的格板。採用上述技術方案後，本發明和現有技術相比所具有的優點是：本發明提供了三種鋼球表面缺陷檢測分揀設備，分別是具有鋼球尺寸篩選功能和鋼球表面缺陷檢測分揀功能的鋼球分揀設備、具有鋼球表面清洗功能和鋼球表面缺陷檢測分揀功能的鋼球分揀設備、以及具有鋼球尺寸篩選功能、鋼球表面清洗功...