CN111999303A - 一种气吸式球体球面展开装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气吸式球体球面展开装置，包括检测平台、安装在检测平台上的进球装置、X轴球体展开装置和Y轴球体展开装置，以及安装在检测平台下方的球体检测工位升降装置；所述检测平台设有检测口，所述球体检测工位升降装置设于检测口的正下方；所述进球装置适于将待测球体运送至检测口，所述X轴球体展开装置和Y轴球体展开装置适于吸附检测口的待测球体并实现待测球体的原地展开动作。本发明能配合单目或多目摄像，快速的扫描拍摄整个球体表面，从而完成球体表面瑕疵检测，避免人工检测造成出厂球体质量参差不齐。
Description
技术领域
本发明涉及检测设备技术领域，尤其涉及一种气吸式球体球面展开装置。
背景技术
滚珠轴承是应用及其广泛的通用机械产品，其中滚珠为球体，需求量极大，其表面质量的优劣直接影响轴承的使用寿命。目前滚珠轴承中的滚珠一般为钢球或陶瓷球，，目前国内轴承球体生产厂商针对轴承球体的表面瑕疵检测还停留在人工目检阶段，该手段检测结果的好坏受人主观因素影响较大。随着无接触瑕疵检测技术的发展，机器视觉越来越多的应用于工业产品瑕疵检测中。
在机器视觉瑕疵检测领域，球体表面瑕疵检测一直是业内存在的难题，由于轴承球体一般都有高亮高反光特性，人工检测误差大，目前还没有一种成熟的技术手段能将整个球体表面全部检测到，尤其是小直径轴承球体的表面瑕疵检测。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足之处而提出一种气吸式球体球面展开装置，能配合单目或多目摄像，快速的扫描拍摄整个球体表面，从而完成球体表面瑕疵检测，避免人工检测造成出厂球体质量参差不齐。
实现本发明目的技术方案是：
一种气吸式球体球面展开装置，包括检测平台、安装在检测平台上的进球装置、X轴球体展开装置和Y轴球体展开装置，以及安装在检测平台下方的球体检测工位升降装置；所述检测平台设有检测口，所述球体检测工位升降装置设于检测口的正下方；所述进球装置适于将待测球体运送至检测口，所述X轴球体展开装置和Y轴球体展开装置适于吸附检测口的待测球体并实现待测球体的原地展开动作。
进一步地，所述进球装置包括固定安装在检测平台上表面的进球底盘、同轴转动安装在进球底盘上的进球转盘以及适于驱动进球转盘转动的第一驱动装置；所述进球底盘靠近检测口的一侧设有适于待测球体通过的出口，所述进球转盘的外周面上均匀分布有多个适于放置一个待测球体的弧形齿槽。
进一步地，所述进球转盘上沿周向均匀分布有多个通槽。
进一步地，所述第一驱动装置包括固定安装在检测平台下方的第一驱动器以及与第一驱动器输出轴固定相连的第一传动装置。
进一步地，所述进球转盘的中心设有竖直向下的转动轴，所述第一传动装置采用齿轮传动结构，包括固定安装在第一驱动器输出轴的第一伞齿轮以及固定安装在转动轴底端并与第一伞齿轮相啮合的第二伞齿轮。
进一步地，所述球体检测工位升降装置包括固定安装在第一驱动器输出轴的凸轮、沿凸轮外周面滚动设置的升降机构以及固定安装升降机构顶端的升降台。
进一步地，所述升降机构包括升降杆、直线轴承、弹簧和滚轮；所述滚轮转动安装在升降杆的底部，所述升降杆的下部设有第一圆台，所述直线轴承套设在升降杆上并设有第二圆台，所述弹簧套设在升降杆和直线轴承上并设于第一圆台和第二圆台之间。
进一步地，所述X轴球体展开装置和Y轴球体展开装置的结构相同，包括固定安装在检测平台上的空心轴、分别固定安装在空心轴一端的吸嘴以及后部的第二驱动装置；所述空心轴的另一端适于通过旋转接头和气管连接外部气动元件；所述第二驱动装置适于驱动所述空心轴沿长度方向做旋转运动。
进一步地，所述第二驱动装置包括第二驱动器以及与第二驱动器输出轴固定相连的第二传动装置。
进一步地，所述第二传动装置采用齿轮传动结构，包括固定安装在第二驱动器输出轴的第三伞齿轮以及固定安装在空心轴上并与第三伞齿轮相啮合的第四伞齿轮。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：
(1)本发明通过设置进球装置和检测工位升降装置，实现待测球体的自动进球并到达检测口，检测后可随检测工位升降装置下降并流转到下道检测工序或出球工序；通过设置X轴球体展开装置和Y轴球体展开装置用于吸附待测球体并实现球体表面原地展开，配合单目或多目摄像，可快速的扫描拍摄整个球体表面，从而完成球体表面瑕疵检测，避免人工检测造成出厂球体质量参差不齐。
(2)本发明进球转盘的外周面上设有弧形齿槽，便于容纳待测球体，进球底盘靠近检测口的一侧设有出口，当进球转盘转动时，待测球体在转盘的作用下运转，到达出口时，球体滚落至检测口。
(3)本发明进球转盘上沿周向均匀分布有多个通槽，降低进球转盘的重量，减轻转动负载。
(4)本发明通过第一驱动装置同时驱动转盘转动和检测工位升降装置动作，通过设定第一伞齿和第二伞齿传动比，保证凸轮带动升降机构升降运动与进球转盘带动待测球体进球速度协同配合。
(5)本发明升降机构通过转动安装在升降杆底部的滚轮，从而实现升降杆沿凸轮外周面移动，通过设置套设在升降杆上的直线轴承和弹簧，实现固定安装在升降杆顶端的升降台随着滚轮沿凸轮移动而上下运动，进而实现球体在待测时处于检测口，在检测完成后随升降台下降而进入下一道检测工序或出球工序。
(6)本发明X轴球体展开装置和Y轴球体展开装置的结构相同，通过固定安装在检测平台上的空心轴以及分别固定安装在空心轴两端的吸嘴和第二驱动装置；外部气动元件经空心轴控制吸嘴吸附待测球体，第二驱动装置驱动空心轴沿长度方向做旋转运动，待测球体沿X轴和Y轴分别做旋转运动，从而实现待测球体在检测口原地展开。
(7)本发明第二驱动装置同样采用伞齿轮传动机构，结构简洁，传动平稳。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的俯视图；
图3为本发明升降装置结构示意图。
附图中的标号为：
检测平台1、检测口1-1、进球底盘2、出口2-1、进球转盘3、转动轴3-1、弧形齿槽3-2、通槽3-3、第一驱动器4、第一传动装置5、第一伞齿轮5-1、第二伞齿轮5-2、凸轮6、升降台7、升降杆8、第一圆台8-1、直线轴承9、第二圆台9-1、弹簧10、滚轮11、空心轴12、吸嘴13、第二驱动器14、第二传动装置15、第三伞齿轮15-1、第四伞齿轮15-2。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
(实施例1)
见图1至图3，本实施例的气吸式球体球面展开装置，包括检测平台1、安装在检测平台1上的进球装置、X轴球体展开装置、Y轴球体展开装置，以及安装在检测平台1下方的球体检测工位升降装置，检测平台中心设有检测口1-1。
进球装置包括固定安装在检测平台1上表面的进球底盘2，同轴转动安装在进球底盘2上的进球转盘3以及固定安装在检测平台1下方的第一驱动装置。第一驱动装置包括固定安装在检测平台1下方的第一驱动器4以及与第一驱动器4输出轴固定相连的第一传动装置5，本实施例第一驱动器4为减速电机，第一传动装置5采用齿轮传动结构，结构简洁，传动平稳，便于控制传动比。
进球转盘3的中心固定设有竖直向下的转动轴3-1，第一传动装置5包括固定安装在第一驱动器4输出轴的第一伞齿轮5-1以及固定安装在转动轴3-1底端并与第一伞齿轮5-1相啮合的第二伞齿轮5-2。进球底盘2靠近检测口1-1的一侧设有出口2-1，出口2-1的宽度略大于待测小球的直径，便于待测球体依次通过出口2-1到达检测口1-1。进球转盘3的外周面上均匀分布有多个弧形齿槽3-2，弧形齿槽3-2的大小适于放置一个待测球体。进球转盘3上沿周向还均匀分布有六个通槽3-3，进一步降低进球转盘3的重量，减轻转动负载。待测球体在进球转盘2的带动下运动，当到达出口2-1时，球体从弧形齿槽3-2中经出口2-1自动滚落至检测口1-1。
球体检测工位升降装置设于检测口1-1的正下方，包括固定安装在第一驱动器4输出轴的凸轮6、沿凸轮6外周面滚动设置的升降机构以及固定安装升降机构顶端的升降台7，凸轮6为心形结构。升降机构包括升降杆8、直线轴承9、弹簧10和滚轮11。升降杆8的顶端与升降台7的底端固定相连，升降台7的顶端为斜面，滚轮11转动安装在升降杆8的底部并可沿凸轮6的外周面运动，直线轴承9套设在升降杆8外部。升降杆8的下部设有第一圆台8-1，直线轴承9上设有第二圆台9-1，弹簧10为上大下小的锥形结构，弹簧10套设在升降杆8和直线轴9上并设于第一圆台8-1和第二圆台9-1之间。
本实施例的球体检测工位升降装置和进球装置均由第一驱动器4驱动，通过设置第一伞齿5-1和第二伞齿轮5-2的传动比，保证凸轮6带动升降机构做升降运动的同时，进球转盘2能带动待测球体进球，且两组动作之间保持协同配合。检测平台1的下表面还设有与升降台7相连通的出球口。当球体进入检测口1-1时，升降台7刚好位于最高点，便于球体被X轴球体展开装置和Y轴球体展开装置吸附。当球体检测完成后，升降台7刚好位于最低点，球体掉落在升降台7上并沿着升降台7顶端的斜面滚落至出球口。
X轴球体展开装置和Y轴球体展开装置的结构相同，包括固定安装在检测平台1上的空心轴12、分别固定安装在空心轴12靠近检测口1-1的一端的吸嘴13以及空心轴12后部的第二驱动装置。第二驱动装置包括与检测平台1固定连接的第二驱动器14，以及与第二驱动装置14输出轴固定相连的第二传动装置15，第二驱动器14同样采用减速电机，第二传动装置15同样采用齿轮传动结构。
第二传动装置15包括固定安装在第二驱动器14输出轴的第三伞齿轮15-1以及固定安装在空心轴12后部并与第三伞齿轮15-1相啮合的第四伞齿轮15-2。空心轴12远离检测口1-1的一端适于通过旋转接头和气管连接外部气动元件。第二驱动装置15通过伞齿轮结构驱动空心轴12沿长度方向做旋转运动，实现X轴球体展开装置和Y轴球体展开装置分别吸附待测球体做旋转运动，进而实现待测球体在检测口原地展开。通过配合单目或多目摄像，可快速的扫描拍摄整个球体表面，从而完成球体表面瑕疵检测，避免人工检测造成出厂球体质量参差不齐。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种气吸式球体球面展开装置，其特征在于：包括检测平台(1)、安装在检测平台(1)上的进球装置、X轴球体展开装置和Y轴球体展开装置，以及安装在检测平台(1)下方的球体检测工位升降装置；所述检测平台(1)设有检测口(1-1)，所述球体检测工位升降装置设于检测口(1-1)的正下方；所述进球装置适于将待测球体运送至检测口(1-1)，所述X轴球体展开装置和Y轴球体展开装置适于吸附检测口(1-1)的待测球体并实现待测球体的原地展开动作。
2.根据权利要求1所述的一种气吸式球体球面展开装置，其特征在于：所述进球装置包括固定安装在检测平台(1)上表面的进球底盘(2)、同轴转动安装在进球底盘(2)上的进球转盘(3)以及适于驱动进球转盘(3)转动的第一驱动装置；所述进球底盘(2)靠近检测口(1-1)的一侧设有适于待测球体通过的出口(2-1)，所述进球转盘(3)的外周面上均匀分布有多个适于放置一个待测球体的弧形齿槽(3-2)。
3.根据权利要求2所述的一种气吸式球体球面展开装置，其特征在于：所述进球转盘(3)上沿周向均匀分布有多个通槽(3-3)。
4.根据权利要求2所述的一种气吸式球体球面展开装置，其特征在于：所述第一驱动装置包括固定安装在检测平台(1)下方的第一驱动器(4)以及与第一驱动器(4)输出轴固定相连的第一传动装置(5)。
5.根据权利要求4所述的一种气吸式球体球面展开装置，其特征在于：所述进球转盘(3)的中心设有竖直向下的转动轴(3-1)，所述第一传动装置(5)采用齿轮传动结构，包括固定安装在第一驱动器(4)输出轴的第一伞齿轮(5-1)以及固定安装在转动轴(3-1)底端并与第一伞齿轮(5-1)相啮合的第二伞齿轮(5-2)。
6.根据权利要求4所述的一种气吸式球体球面展开装置，其特征在于：所述球体检测工位升降装置包括固定安装在第一驱动器(4)输出轴的凸轮(6)、沿凸轮(6)外周面滚动设置的升降机构以及固定安装升降机构顶端的升降台(7)。
7.根据权利要求6所述的一种气吸式球体球面展开装置，其特征在于：所述升降机构包括升降杆(8)、直线轴承(9)、弹簧(10)和滚轮(11)；所述滚轮(11)转动安装在升降杆(8)的底部，所述升降杆(8)的下部设有第一圆台(8-1)，所述直线轴承(9)套设在升降杆(8)上并设有第二圆台(9-1)，所述弹簧(10)套设在升降杆(8)和直线轴承(9)上并设于第一圆台(8-1)和第二圆台(8-2)之间。
8.根据权利要求1所述的一种气吸式球体球面展开装置，其特征在于：所述X轴球体展开装置和Y轴球体展开装置的结构相同，包括固定安装在检测平台(1)上的空心轴(12)、分别固定安装在空心轴(12)一端的吸嘴(13)以及空心轴(12)后部的第二驱动装置；所述空心轴(12)的另一端适于通过旋转接头和气管连接外部气动元件；所述第二驱动装置适于驱动所述空心轴(12)沿长度方向做旋转运动。
9.根据权利要求8所述的一种气吸式球体球面展开装置，其特征在于：所述第二驱动装置包括第二驱动器(14)以及与第二驱动器(14)输出轴固定相连的第二传动装置(15)。
10.根据权利要求5所述的一种气吸式球体球面展开装置，其特征在于：所述第二传动装置采用齿轮传动结构，包括固定安装在第二驱动器(14)输出轴的第三伞齿轮(15-1)以及固定安装在空心轴(12)上并与第三伞齿轮(15-1)相啮合的第四伞齿轮(15-2)。
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