[發明專利]一種基于機器視覺的小球表面缺陷自動檢測方法及設備

有效

• 申請號: 200910040283.1
• 申請日: 2009-06-16
• 公開（公告）號: CN101576509A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發明（設計）人: 全燕鳴
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01N21/952;B07C5/34;B07C5/36
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 李衛東

技術領域

本發明涉及球體表面缺陷自動檢測，特別是涉及一種基于機器視覺的小球表面缺陷自動檢測方法及設備。?

背景技術

滾珠軸承是應用及其廣泛的通用機械產品，其中滾珠為球體，其需求量極大，而其表面質量直接影響軸承質量。我國軸承滾珠生產企業基本上都是采用人工目檢法對球體表面質量進行檢測，即人手撥動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，發現缺陷鋼球后由人工挑剔出來。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刺激眼睛，同時操作者用手工撥動的方法也無法保證球體的整個表面完全被觀察到。隨著無損探傷技術、電子技術和計算機技術的發展，逐漸出現了鋼球渦流檢測、視覺檢測等技術。鋼球渦流檢測機從捷克進口，該設備采用渦流探傷技術對鋼球表面裂紋等缺陷進行檢測，采用成型輪使被測鋼球逐個子午線翻滾。該產品進口價格高昂，適用范圍為中大型鋼球，且易引起缺陷漏檢。?

專利號為ZL?200310109912.4的中國發明專利公開了一種鋼球表面缺陷檢測方法，該方法是利用一個旋轉的圓盤為進給盤，其上靠外圓均勻分布一圈通孔，被測鋼球由進料機構逐個送入進給轉盤上的第一孔中，其下方有展開托盤托住被測鋼球，進給轉盤及其孔中的被測鋼球浸在煤油中，進給轉盤按節奏轉動，展開托盤作偏心旋轉而帶動鋼球在孔內轉動，正上方的CCD相機采集幾個相鄰孔中的被測鋼球面的信息，由計算機識別鋼球的表面放大圖像并判別鋼球表面質量，將不合格鋼球手動控制送入廢料倉。由于該方法中鋼球是逐個上料，一次只能進一個鋼球，被測鋼球只在采集圖像上單列占據對角線位置，使這種方法和設備的檢測效率受限制，不適合檢測小型鋼球(如直徑3mm以下)；該方法需要用煤油為工作介質，對鋼球自身存在一定程度的污損，以及產生對鋼球表面進行清洗的后續程序，需經常更換煤油介質，增加流程步驟和成本。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述現有技術中存在的不足之處，提供一種基于機器視覺、成批上料和攝取球面圖像、適應3mm以下小球表面檢測和檢測效率高的球面缺陷自動檢測方法。?

本發明的另一目的在于提供實施上述方法的設備。?

本發明目的通過以下技術方案實現：?

一種基于機器視覺的小球表面缺陷自動檢測設備，包括小球自動分布裝置、攝像裝置、自動下料裝置和小球自動翻滾裝置；小球自動翻滾裝置通過傳送機構在小球自動分布裝置、攝像裝置和自動下料裝置之間自動循環流轉，傳送機構與PLC(可編程邏輯控制器)連接；?

小球自動分布裝置包括料斗、柵欄、料道、隔料板、隔料板運動控制裝置和上料板；料斗底部通過柵欄與料道連接，料道中設有多個通孔形成的陣列，每一通孔的直徑大于被檢測小球的直徑，使小球順利通過；料道通過隔料板與上料板連接，隔料板和上料板上都設有與料道中的通孔陣列相應的通孔；隔料板活動連接在料道與上料板之間，能接通或斷開料道與上料板的陣列通孔連接；隔料板由控制裝置驅動往復位移，或利用隔料桿徑向針齒在隔料板通孔面積內出入；控制裝置與PLC連接；?

槽數量等于上型板點陣圓孔的列數，槽寬等于上型板點陣圓孔直徑，每一直槽的一側槽壁高度小于被檢測小球半徑，另一槽壁大于被檢測小球半徑；上型板固裝在型座上，下型板通過型座嵌裝在上型板下面，上型板的點陣圓孔對齊下型板的直槽，在檢測工位下型板由固定在該工位的往復運動驅動機構帶動沿上型板凹槽作直線往復滑動，孔底緣、槽底面和槽壁帶動被測小球作不同方向旋轉，實現小球多向自動翻滾；往復運動驅動機構與PLC連接；?

攝像裝置包括計算機、光源和相機，相機與計算機信號連接；光源位于上型板8的上方，相機位于光源上方；?

自動下料裝置包括剔除裝置和下料機構，剔除裝置位于下料機構上方；剔除裝置為負壓剔除裝置或磁吸式剔除裝置；下料機構包括下料槽和第三往復機構，第三往復機構固定安裝在下料工位，驅動下型板滑動，傾斜安裝的下料槽位于上型板下方，承接由下型板移出上型板而帶出的所有小球；第三往復機構與PLC連接，PLC與計算機信號連接。?

所述的負壓剔除裝置由管接頭座板、活板、管接頭和軟管以及第一往復機構組成，管接頭座板固定安裝在上型板上方，活板、管接頭和軟管的數量與上型板中通孔數量相同，并與上型板中的通孔陣列尺寸對應；活板在管接頭座板中滑動，起遮斷和連通吸頭座板通孔的作用；活板由第一往復機構驅動；軟管與負壓抽吸器相連；被遮斷孔中的球不動，被連同孔中的球被吸出；第一往復機構與PLC連接，PLC與計算機信號連接。?

所述的負壓抽吸器為真空泵或吸塵器。?