一種用于視覺檢測的新型鋼球展開與分選裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于視覺檢測的新型鋼球展開與分選裝置，包括上料機構(gòu)、上料通道、檢測槽、進(jìn)給盤、扇形支撐塊、偏心輪、滑塊、分選盤和出料通道；上料機構(gòu)通過上料通道與安裝在檢測槽內(nèi)的進(jìn)給盤連接，所述扇形支撐塊、滑塊和分選盤均平行安裝在進(jìn)給盤的下方，扇形支撐塊、滑塊和分選盤的相鄰端面緊密貼合，扇形支撐塊、滑塊和分選盤的上表面齊平；所述偏心輪連接在進(jìn)給轉(zhuǎn)軸上，偏心輪驅(qū)動滑塊朝進(jìn)給轉(zhuǎn)軸的徑向做往復(fù)平移運動，所述出料通道安裝在分選盤的下方。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，且設(shè)備的控制難度與制造、運行成本均較低；本實用新型還克服了傳統(tǒng)門控式出球機構(gòu)出球通道狀態(tài)切換時間長的缺點。
【專利說明】一種用于視覺檢測的新型鋼球展開與分選裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種自動化檢測裝置，具體的說，是指一種通過機械機構(gòu)的協(xié)調(diào)運動實現(xiàn)鋼球表面在機器視覺下的充分展開，并根據(jù)檢測反饋信息控制出球機構(gòu)實現(xiàn)鋼球分選的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]基于機器視覺的產(chǎn)品表面缺陷檢測方法以其非接觸性、快速性和精確性等特點在自動化檢測領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用，取得了良好的效果。
[0003]專利號為ZL200310109912.4和ZL200810243613.2的中國發(fā)明專利分別公開了一種鋼球表面缺陷的檢測方法與裝置，這兩個專利公開的鋼球進(jìn)給與展開機構(gòu)需要三個電機驅(qū)動。專利號為ZL201210168658.4的中國發(fā)明專利公開了一種鋼球分揀裝置和方法，該專利公開的鋼球進(jìn)給與展開機構(gòu)簡化為兩個電機驅(qū)動。這些運動機構(gòu)總體結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，會增加設(shè)備的控制難度與制造、運行成本。
[0004]在鋼球分選方面，傳統(tǒng)門控式出球機構(gòu)，其正品出球與次品出球的公共通道較長，因此存在出球通道的狀態(tài)(即出正品狀態(tài)與出次品狀態(tài))切換時間長的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的主要目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，進(jìn)一步提升檢測速度，提供一種用于視覺檢測的新型鋼球展開與分選裝置，通過機械機構(gòu)的協(xié)調(diào)運動實現(xiàn)鋼球表面在機器視覺下的充分展開，并按照質(zhì)量控制目標(biāo)實現(xiàn)鋼球分選。
[0006]為了實現(xiàn)上述的目的，本實用新型采用了以下的技術(shù)方案:
[0007]一種用于視覺檢測的新型鋼球展開與分選裝置，包括上料機構(gòu)、上料通道、檢測槽、進(jìn)給盤、扇形支撐塊、偏心輪、滑塊、分選盤和出料通道；上料機構(gòu)通過上料通道與安裝在檢測槽內(nèi)的進(jìn)給盤連接，進(jìn)給盤的圓周設(shè)有若干檢測腔，檢測腔側(cè)邊設(shè)有為待檢鋼球提供照明的檢測光源，檢測腔的上方設(shè)有攝像機；所述扇形支撐塊、滑塊和分選盤均平行安裝在進(jìn)給盤的下方，扇形支撐塊、滑塊和分選盤的相鄰端面緊密貼合，扇形支撐塊、滑塊和分選盤的上表面齊平；進(jìn)給盤通過進(jìn)給轉(zhuǎn)軸與進(jìn)給電機連接，分選盤通過分選轉(zhuǎn)軸與分選電機連接；所述偏心輪連接在進(jìn)給轉(zhuǎn)軸上，偏心輪驅(qū)動滑塊朝進(jìn)給轉(zhuǎn)軸的徑向做往復(fù)平移運動，所述出料通道安裝在分選盤的下方。
[0008]作為優(yōu)選方案:所述偏心輪與進(jìn)給轉(zhuǎn)軸同軸連接，或者偏心輪與進(jìn)給轉(zhuǎn)軸之間通過齒輪變速機構(gòu)相連接。
[0009]作為優(yōu)選方案:所述分選盤上設(shè)有正品出球孔與次品出球孔，所述出料通道包括正品出料通道和次品出料通道。
[0010]作為優(yōu)選方案:所述分選盤通過分選轉(zhuǎn)軸與分選電機實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動，分選盤通過控制旋轉(zhuǎn)過程，實現(xiàn)正品出球孔與正品出料通道對齊，或者次品出球孔與次品出料通道對齊。[0011]作為優(yōu)選方案:所述正品出球孔和次品出球孔間隔設(shè)置，次品出球孔設(shè)置在分選盤的外緣。
[0012]作為優(yōu)選方案:所述進(jìn)給盤和偏心輪通過進(jìn)給轉(zhuǎn)軸與進(jìn)給電機實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動，分選盤通過分選轉(zhuǎn)軸與分選電機實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動，進(jìn)給盤的旋轉(zhuǎn)運動與滑塊的平移運動，帶動鋼球轉(zhuǎn)動展開整個球面。
[0013]作為優(yōu)選方案:所述滑塊通過導(dǎo)軌固定在檢測槽的底部。
[0014]作為優(yōu)選方案:所述出料通道從檢測槽底部穿過。
[0015]本實用新型的有益技術(shù)效果為:(1)本實用新型在鋼球表面展開方面，克服了現(xiàn)有技術(shù)中運動機構(gòu)總體結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點，采用進(jìn)給盤的旋轉(zhuǎn)運動與滑塊的平移運動實現(xiàn)待檢鋼球表面的充分展開，該協(xié)調(diào)運動僅僅需要一個電機驅(qū)動，降低了設(shè)備的控制難度與制造、運行成本。(2)本實用新型在鋼球分選方面，根據(jù)待出鋼球的檢測狀態(tài)，通過控制分選盤的旋轉(zhuǎn)運動，自動實現(xiàn)正品出球孔與正品出料通道對齊，或者次品出球孔與次品出料通道對齊，克服了傳統(tǒng)門控式出球機構(gòu)出球通道狀態(tài)切換時間長的缺點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為圖1的俯視圖。
【具體實施方式】
[0018]為了更為具體地描述本實用新型，下面結(jié)合附圖及【具體實施方式】對本實用新型一種用于視覺檢測的新型鋼球展開與分選裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0019]如圖1和圖2所示，一種用于視覺檢測的新型鋼球展開與分選裝置包括上料機構(gòu)14、上料通道13、檢測槽1、進(jìn)給盤2、進(jìn)給轉(zhuǎn)軸7、檢測腔10、檢測光源11、攝像機12、扇形支撐塊15、偏心輪8、滑塊9、分選盤3、分選轉(zhuǎn)軸4和出料通道6。
[0020]上料機構(gòu)14通過上料通道13與安裝在檢測槽I內(nèi)的進(jìn)給盤2連接，按照設(shè)定的上球頻率把待檢鋼球輸送到進(jìn)給盤2上。進(jìn)給盤2為乳白色透光材料制成，其圓周上均勻分布若干數(shù)量檢測腔10。所述的檢測腔10為貫通進(jìn)給盤2上下表面的圓形通孔，其深度必須大于鋼球直徑。進(jìn)給盤2逆時針旋轉(zhuǎn)過程中，帶動檢測腔10中的鋼球沿圓周運動，在待檢位置接受視覺檢測，在出球位置根據(jù)檢測反饋信息實現(xiàn)分選。
[0021]進(jìn)給盤2下方設(shè)有扇形支撐塊15、滑塊9和分選盤3,扇形支撐塊15、滑塊9和分選盤3的相鄰端面緊密貼合，接觸縫隙盡可能小，既保證滑塊9和分選盤3的自由運動，又不使待檢鋼球卡住。扇形支撐塊15、滑塊9和分選盤3的上表面齊平，并與進(jìn)給盤2的下表面貼合。
[0022]分選盤3上設(shè)有正品出球孔5與次品出球孔16，分選盤3通過控制旋轉(zhuǎn)過程，實現(xiàn)正品出球孔5與正品出料通道對齊，或者次品出球孔16與次品出料通道對齊。正品出球孔5和次品出球孔16的大小要保證能自由通過I粒目標(biāo)規(guī)格鋼球，出料通道6從檢測槽I底部穿過。
[0023]滑塊9通過導(dǎo)軌固定在檢測槽I底部，偏心輪8與進(jìn)給轉(zhuǎn)軸7同軸連接，偏心輪8的旋轉(zhuǎn)運動帶動滑塊9作平移運動。[0024]進(jìn)給盤2通過轉(zhuǎn)軸7與進(jìn)給電機連接實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動。進(jìn)給盤2逆時針旋轉(zhuǎn)時，待檢鋼球受到切向作用力；進(jìn)給盤2與偏心輪8的同步旋轉(zhuǎn)運動帶動滑塊9作平移運動，待檢鋼球受到切向與徑向的混合作用力。本實用新型通過對進(jìn)給盤2與滑塊9的協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)待檢鋼球表面充分展現(xiàn)在攝像機視野中。當(dāng)待檢鋼球處于待檢位置20、待檢位置21和待檢位置22時表征了切向作用下的3個展開面；當(dāng)待檢鋼球處于待檢位置17、待檢位置18和待檢位置19時表征了混合作用下的3個展開面。待檢位置上方設(shè)置的攝像機12拍攝包括待檢位置20、待檢位置21、待檢位置22和待檢位置17、待檢位置18、待檢位置19上的6個鋼球狀態(tài)為I幅圖像，利用相應(yīng)的圖像處理算法判定待檢鋼球是否存在缺陷，算法中設(shè)有記憶單元，同一個鋼球的最終檢測狀態(tài)由進(jìn)給盤2旋轉(zhuǎn)過程中6個待檢位置上的狀態(tài)綜合判定。
[0025]分選盤3通過分選轉(zhuǎn)軸4與分選電機實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動，分選盤3上均勻設(shè)置正品出球孔5與次品出球孔16，正品出球孔5與次品出球孔16交叉配置，次品出球孔16在分選盤3的外緣。在實際產(chǎn)品檢測中，產(chǎn)品合格率一般遠(yuǎn)大于50%，因此缺省狀態(tài)下控制正品出球孔5與正品出料通道對齊。進(jìn)給盤2旋轉(zhuǎn)過程中，帶動正品鋼球自動落入正品出球孔5與正品出料通道，通往正品倉。當(dāng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)前待出球(待出球位置23)為次品時，分選盤3旋轉(zhuǎn)，控制次品出球孔16與次品出料通道對齊，次品鋼球落入次品出球孔16與次品出料通道，通往次品倉；次品鋼球掉落后，分選盤3繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，恢復(fù)為缺省狀態(tài)，等待下一鋼球的處理。
[0026]分選盤3的厚度盡可能薄，只要保證分選盤3的機械強度即可。分選盤3的厚度決定了鋼球掉落過程中的等待時間，因此出球通道的狀態(tài)(即出正品狀態(tài)與出次品狀態(tài))切換時間明顯小于傳統(tǒng)門控式出球機構(gòu)的響應(yīng)時間。
[0027]進(jìn)給盤2、扇形支撐塊15、滑塊9、分選盤3及待檢鋼球均浸沒在檢測槽I內(nèi)檢測液中，檢測液為無色透明液體，為煤油或防銹水，檢測液的液面高度要高于進(jìn)給盤2的上表面。本實用新型所用上料機構(gòu)14、上料通道13、進(jìn)給盤2、扇形支撐塊15、滑塊9、分選盤3、出料通道6均用有機材料制成，以防止在檢測過程中對待檢鋼球表面的損傷。
[0028]實際應(yīng)用中，為提高滑塊9的往復(fù)運動頻率，可以在偏心輪8與進(jìn)給轉(zhuǎn)軸7之間設(shè)置齒輪等變速機構(gòu)；為提高檢測速度，可以設(shè)置多組檢測光源11和攝像機12，同時進(jìn)行多組鋼球的質(zhì)量檢測；為提高檢測準(zhǔn)確度，可以增加滑塊9的寬度，例如每個攝像機檢測鋼球6個展開狀態(tài)，2個攝像機就可以檢測鋼球12個展開狀態(tài)，保證鋼球表面在機器視覺下的充分展現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于視覺檢測的新型鋼球展開與分選裝置，包括上料機構(gòu)(14)、上料通道(13)、檢測槽(I)、進(jìn)給盤(2)、扇形支撐塊(15)、偏心輪(8)、滑塊(9)、分選盤(3)和出料通道(6);上料機構(gòu)(14)通過上料通道(13)與安裝在檢測槽(I)內(nèi)的進(jìn)給盤(2)連接，進(jìn)給盤(2)的圓周設(shè)有若干檢測腔(10)，檢測腔(10)側(cè)邊設(shè)有為待檢鋼球提供照明的檢測光源(11)，檢測腔(10)的上方設(shè)有攝像機(12);其特征在于:所述扇形支撐塊(15)、滑塊(9)和分選盤(3)均平行安裝在進(jìn)給盤(2)的下方，扇形支撐塊(15)、滑塊(9)和分選盤(3)的相鄰端面緊密貼合，扇形支撐塊(15)、滑塊(9)和分選盤(3)的上表面齊平；進(jìn)給盤(2)通過進(jìn)給轉(zhuǎn)軸(7)與進(jìn)給電機連接，分選盤(3)通過分選轉(zhuǎn)軸(4)與分選電機連接；所述偏心輪(8 )連接在進(jìn)給轉(zhuǎn)軸(7 )上，偏心輪(8 )驅(qū)動滑塊(9 )朝進(jìn)給轉(zhuǎn)軸(7 )的徑向做往復(fù)平移運動，所述出料通道(6)安裝在分選盤(3)的下方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于視覺檢測的新型鋼球展開與分選裝置，其特征在于:所述偏心輪(8)與進(jìn)給轉(zhuǎn)軸(7)同軸連接，或者偏心輪(8)與進(jìn)給轉(zhuǎn)軸(7)之間通過齒輪變速機構(gòu)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于視覺檢測的新型鋼球展開與分選裝置，其特征在于:所述分選盤(3)上設(shè)有正品出球孔(5)與次品出球孔(16)，所述出料通道(6)包括正品出料通道和次品出料通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于視覺檢測的新型鋼球展開與分選裝置，其特征在于:所述分選盤(3)通過分選轉(zhuǎn)軸(4)與分選電機實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動，分選盤(3)通過控制旋轉(zhuǎn)過程，實現(xiàn)正品出球孔(5)與正品出料通道對齊，或者次品出球孔(16)與次品出料通道對齊。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于視覺檢測的新型鋼球展開與分選裝置，其特征在于:所述正品出球孔(5)和次品出球孔(16)間隔設(shè)置，次品出球孔(16)設(shè)置在分選盤(3)的外緣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于視覺檢測的新型鋼球展開與分選裝置，其特征在于:所述進(jìn)給盤(2)和偏心輪(8)通過進(jìn)給轉(zhuǎn)軸(7)與進(jìn)給電機實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動，分選盤(3)通過分選轉(zhuǎn)軸(5)與分選電機實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動，進(jìn)給盤(2)的旋轉(zhuǎn)運動與滑塊(8)的平移運動，帶動鋼球轉(zhuǎn)動展開整個球面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于視覺檢測的新型鋼球展開與分選裝置，其特征在于:所述滑塊(8)通過導(dǎo)軌固定在檢測槽(I)的底部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4所述的一種用于視覺檢測的新型鋼球展開與分選裝置，其特征在于:所述出料通道(6)從檢測槽(I)底部穿過。
【文檔編號】B07C5/34GK203803814SQ201420194896
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】毛維杰 申請人:浙江大學(xué)