[實用新型]基于雙線陣相機與環形光的鋼球表面缺陷檢測裝置

有效

• 申請號: 201820105410.6
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN207703741U
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 王清;黃冉;張國華;沈輝;張鳳生;王海峰;楊杰;梁梟龍
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: G01N21/952
• 分類號: G01N21/952
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 鞏同海

本實用新型涉及一種基于雙線陣相機與環形光的鋼球表面缺陷檢測裝置，屬于工業無損檢測領域。本實用新型包括相機和鋼球展開盤，所述鋼球展開盤上放置有多個待測鋼球；還包括環形光光源，所述鋼球展開盤在電機控制下旋轉一定角度直至待測鋼球到達環形光光源下方；所述鋼球展開盤的下方設有摩擦板，摩擦板在XY工作臺帶動下沿XY方向移動，通過摩擦帶動相應的待測鋼球在XY方向上轉動，本實用新型利用環形光照射待測鋼球，線陣相機采集鋼球圖像，鋼球在XY工作臺及摩擦板的作用下正交方向滾動即可實現待測鋼球的全表面展開，不需要考慮圖像匹配與圖像拼接，采集的圖像為時空圖像，與背景對比明顯，圖像處理算法簡單，大大提高了檢測速度。

技術領域

本實用新型涉及一種基于雙線陣相機與環形光的鋼球表面缺陷檢測裝置，特別涉及通過時空圖像實現鋼球全表面展開并進行缺陷檢測，屬于工業無損檢測領域。

背景技術

軸承的回轉機械中最重要的基礎件，而鋼球是軸承的關鍵基礎組件，是回轉機械關鍵中的關鍵，鋼球的表面質量直接影響軸承的性能和壽命。由于加工工藝及材料等問題，在鋼球的生產過程中，會產生磨損，開裂，凹坑等表面缺陷，這些缺陷會影響軸承的精度、性能，產生噪聲與振動，嚴重時會導致軸承出現故障。因此，進行鋼球表面缺陷檢測具有重要意義。

國內的鋼球廠現在主要通過人工在強光照射下，使用人眼抽檢鋼球的表面缺陷，該方法受限于人工檢測的局限性，會產生漏檢和誤撿，且無法實現全部檢測，自動化低，限制了高精密軸承用鋼球的檢測以及行業發展。

目前的自動化鋼球表面缺陷主要包括接觸法與非接觸法，接觸法會對檢測鋼球造成磨損，屬于損壞性檢測法，只能用于抽檢，而不適用于全部檢測，且檢測裝置由于磨損需要進行更換；非接觸法主要包括光電檢測技術及視覺檢測技術。現有的光電檢測技術主要是利用點掃描，通過子午線展開或螺旋線展開檢測鋼球的表面缺陷，此種方法要實現鋼球的全表面展開，其展開機構比較復雜，對鋼球的運動準確控制是機械結構設計上的難點，且容易發生打滑造成漏檢；而視覺檢測技術主要是利用面掃描，面陣圖像傳感器對鋼球表面某一球冠面進行拍攝，鋼球進行滾動，面陣傳感器持續對鋼球表面進行拍攝，因此需要找到一種控制方法，使所拍攝的球冠面全部覆蓋鋼球全表面，此種方法需控制相機的拍攝時間，且鋼球的滾動不能出現滑動；后續需要進行圖像匹配以及圖像拼接，圖像處理算法復雜。

實用新型內容

本實用新型的目的在于解決現有的技術存在的不足之處，提供一種能夠解決打滑問題以及全表面展開可靠性的，并提高圖像處理算法實時性的基于雙線陣相機與環形光的鋼球表面展開及缺陷檢測裝置。

本實用新型是采用以下的技術方案實現的：

一種基于雙線陣相機與環形光的鋼球表面缺陷檢測裝置，包括相機和鋼球展開盤，所述鋼球展開盤上放置有多個待測鋼球；還包括環形光光源，所述鋼球展開盤在電機控制下旋轉一定角度直至待測鋼球到達環形光光源下方；所述鋼球展開盤的下方設有摩擦板，摩擦板在XY工作臺帶動下沿XY方向移動，通過摩擦帶動相應的待測鋼球在XY方向上轉動。

進一步地，所述鋼球展開盤設有環周均勻分布的檢測孔，待測鋼球置于所述檢測孔內，所述檢測孔半徑與深度同待測鋼球半徑相同。

進一步地，所述的相機為雙線陣相機，分別安裝在XY工作臺運動的軸線方向上，且兩個線陣相機正交，參數一致。

進一步地，所述環形光光源的圓心與待測鋼球的球心在同一軸線上。

進一步地，設線陣相機采集角度為θ，距離待測鋼球中心長度為L，環形光光源的半徑為r，待測鋼球的半徑為R，環形光光源半徑r以及線陣相機與待測鋼球的距離L應滿足如下條件：

進一步地，所述雙線陣相機的線陣傳感器在水平方向與環形光光源在待測鋼球上的投影重合。

進一步地，XY工作臺在XY方向的行程s與待測鋼球的半徑R應滿足：s≥2πR。