CN203720104U - 轴承滚动体检测系统用的输送及图像检测装置 - Google Patents

Abstract

轴承滚动体检测系统用的输送及图像检测装置，包括工作台和传动带，在工作台上还设有一接料转盘，在所述接料转盘的上端面沿圆周方向均匀设置有多组通过磁力吸附住滚动体的吸盘，每一组吸盘均构成接料转盘上一个用于放置滚动体的工位，动力机构控制接料转盘每次旋转一个工位，沿接料转盘的旋转方向上在接料转盘边沿处依次设有上料机构、旋转取料及下端图像检测机构、上端图像检测机构和旋转取料及外圆图像检测机构，该装置有效的将一环形的接料转盘和旋转取料机构以及图像采集单元相互配合，实现接料转盘在回转过程中取料、检测和放料的自动化操作，而且保证放料后工件精确的处于接料转盘的指定位置，在保证检测精度的同时提高检测效率。

Description

轴承滚动体检测系统用的输送及图像检测装置

技术领域

本实用新型涉及轴承滚动体检测领域，具体的说是一种轴承滚动体检测系统用的输送及图像检测装置。

背景技术

轴承滚动体是轴承的重要部件，滚动体质量的优劣直接影响了轴承的可靠性与寿命。目前轴承滚动体主要采用以下几种检测方法：人工目测方法、电磁涡流检测方法、超声波检测方法、磁粉检测方法。

人工目测方法是通过人眼对滚动体的表面和端面进行目测检验，可借助于放大镜观测滚动体是否有瑕疵。

电磁涡流检测方法是通过给一个线圈通入交流电，在一定条件下通过的电流是不变的。如果把线圈靠近被测滚动体，滚动体表面会感应出涡流，受涡流影响，线圈电流会发生变化。由于涡流的大小随滚动体表面有没有缺陷而不同，所以线圈电流变化的大小能反映出滚动体表面有无缺陷。

超声波检测方法是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查滚动体缺陷的一种方法，当超声波束自滚动体表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与滚动体底面时就分别发生反射波来，在萤光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。

磁粉检测方法是用来检测铁磁性材料表面和近表面缺陷的一种检测方法。当滚动体磁化时，若滚动体表面有缺陷存在，由于缺陷处的磁阻增大而产生漏磁，形成局部磁场，磁粉便在此处显示缺陷的形状和位置，从而判断缺陷的存在。

上述各种检测方法的使用都存在一定的缺陷，人工目测方法需要大量的检测人员，人的眼睛长时间观测易产生疲劳，影响到检测的质量和效率；电磁涡流检测方法可进行高速检测,易于实现自动化,但不适用于形状复杂的零件,而且只能检测导电材料的表面和近表面缺陷,检测结果也易于受到材料本身及其他因素的干扰；超声波检测方法对工件工作表面要求平滑、要求富有经验的检验人员才能辨别缺陷种类、对缺陷没有直观性；磁粉检测方法不能发现滚动体表面气孔、夹碴及隐藏在焊缝深处的缺陷。

随着科技的进步，一些企业逐渐研发出自动化的检测设备，该设备通常包括清洗装置、排序装置以及输送装置和图像检测装置，该装置虽然初步能实现无人化自动化操作，但是在使用过程中，用户发现具有以下弊端：其一、在传送装置和图像检测装置之间一般要衔接一个用于工件转移的上料机构，企业常规的做法是采用一个气缸带动一个推料板来完成该操作过程，然而这种结构实用性较差，且推料过程中容易改变滚动体的位置，给后续的图像检测带来困难；其二、为了提高的检测效率，必然要提高输送的速度，然而由于图像检测单元和输送装置存在配合脱节的现象，导致出现大量漏检、错检的情况，使用效果非常差。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种轴承滚动体检测系统用的输送及图像检测装置，该装置有效的将一环形的接料转盘和旋转取料机构以及图像采集单元相互配合，实现接料转盘在回转过程中取料、检测和放料的自动化操作，而且保证放料后工件精确的处于接料转盘的指定位置，不会影响到下一步的检测，定位性能较好，在保证检测精度的同时提高检测效率。

本实用新型所采用的技术方案是：轴承滚动体检测系统用的输送及图像检测装置，包括工作台和设置在工作台上用于输送滚动体的传动带，在工作台上还设有一接料转盘和控制接料转盘旋转的动力机构，在所述接料转盘的上端面沿圆周方向均匀设置有多组通过磁力吸附住滚动体的吸盘，每一组吸盘均构成接料转盘上一个用于放置滚动体的工位，动力机构控制接料转盘每次旋转一个工位，沿接料转盘的旋转方向上在接料转盘边沿处依次设有上料机构、旋转取料及下端图像检测机构、上端图像检测机构和旋转取料及外圆图像检测机构，上料机构位于传送带的末端和接料转盘之间，所述的上料机构包括用于将传动带上的滚动体输送至接料转盘上的机械手和驱动机械手往复移动的位移控制机构；

所述的旋转取料及下端图像检测机构，包括固定设置在工作台上的支撑架、设置在支撑架上的旋转板Ⅰ和用于驱动旋转板Ⅰ转动的伺服电机，所述旋转板Ⅰ的下端面沿圆周方向均布有三组通过磁力吸附住滚动体的吸盘，且接料转盘上每组吸盘的数量及间距和旋转板Ⅰ每组吸盘的数量及间距均相同，接料转盘和旋转板Ⅰ转动方向相同，旋转板Ⅰ每转动一个工位，均使得旋转板Ⅰ其中两组的吸盘分别位于接料转盘上两组相邻的吸盘的正上方，旋转板Ⅰ另外一组的吸盘位于下端图像采集单元视角的上方，下端图像采集单元采集完图像信息后通过旋转板Ⅰ上的吸盘组将滚动体输送至接料转盘上的吸盘组上；

所述的上端图像检测机构，包括设置在工作台上的支撑架和设置在支撑架上的上端图像采集单元，上端图像采集单元的采集视角正对接料转盘上该处的吸盘组；

所述的旋转取料及外圆图像检测机构包括固定设置在工作台上的支撑架、设置在支撑架上的旋转板Ⅱ、用于驱动旋转板Ⅱ转动的伺服电机及设置在接料转盘边沿处自转台和位于自转台一侧的外圆图像采集单元，所述旋转板Ⅱ的下端面沿圆周方向均布有三组通过磁力吸附住滚动体的吸盘，且接料转盘上每组吸盘的数量及间距和旋转板Ⅱ每组吸盘的数量及间距均相同，接料转盘和旋转板Ⅱ转动方向相同，旋转板Ⅱ每转动一个工位，均使得旋转板Ⅱ其中两组的吸盘分别位于接料转盘上两组相邻的吸盘的正上方，旋转板Ⅱ另外一组的吸盘位于自转台的正上方，通过旋转板Ⅱ将滚动体送至自转台上，自转台带动其上的滚动体自转，外圆图像采集单元采集到滚动体全部的外圆图像信息后，旋转板Ⅱ将自传台上的滚动体传送至接料转盘上的吸盘组上。

所述的自转台包括一个基座和设置在基座上的旋转平台，基座上的旋转平台的数量与旋转板Ⅱ上每组吸盘的数量相等。

所述的位移控制机构由横向移动组件、纵向移动组件和垂直移动组件组成，机械手通过连接件设置在垂直移动组件上，并通过垂直移动组件驱动机械手上下往复移动，所述的垂直移动组件通过滑块设置在纵向移动组件的导轨上，纵向移动组件上的电机通过滑块带动垂直移动组件沿其导轨方向往复移动，所述的纵向移动组件通过滑块设置在横向移动组件的导轨上，横向移动组件上的电机通过滑块带动纵向移动组件沿其导轨方向往复移动，所述的机械手为板状构件，在板状构件的下端面上设有通过磁力吸住滚动体端面的吸盘。

所述的横向移动组件、纵向移动组件和垂直移动组件，均由伺服电机、丝杠和通过螺母设置在丝杠上的滑块组成。

所述的旋转板Ⅰ和旋转板Ⅱ为相同结构，其形状均为三叉板，在三叉板上每一个叉板朝向工作台的那一面上均设有一组吸盘，对应每一个旋转板，其上每组吸盘的中心与旋转板的旋转轴心在一条直线上，且每组吸盘的中心与旋转板的旋转轴心的连线与其他组吸盘的中心与旋转板的旋转轴心的连线的夹角均为120°。

所述的旋转取料及下端图像检测机构和旋转取料及外圆图像检测机构，其支撑架上均设有用于调整其旋转板高度的调节机构。

所述的吸盘为电磁吸盘。

所述的下端图像采集单元通过高度调整机构设置在工作台的下方，位于下端图像采集单元的视角方向上，在工作台的板面上设有通孔。

所述的外圆图像采集单元通过角度调整机构设置在支架上，支架一端固定设置在工作台端面上。

所述的出料槽内设有分隔板，在出料槽的下方设有不合格品收集箱和合格品收集箱，出料槽的末端分别连接有通向不合格品收集箱和合格品收集箱的滑道，通过调整分隔板的转动位置来实现变换滚动体的走向。

本实用新型的有益效果是：

其一、本实用新型通过有效的将一环形的接料转盘和旋转取料机构以及图像采集单元相互配合，实现在接料转盘回转过程中取料、检测和放料的自动化操作，而且保证放料后工件精确的处于接料转盘的指定位置，不会影响到下一步的检测，定位性能较好，在保证检测精度的同时提高检测效率。

其二、该上料机构包括一个可空间移动的机械手，该机械手为板状构件，在板状构件的下端面上设有通过磁力吸住滚动体端面的吸盘，通过上述结构，使得该机构操作稳定，自动控制性能较好，且能够精确的控制滚动体移动到指定位置，提高后续外观检测的效率和精度。

其三、在旋转取料及下端图像检测机构和旋转取料及外圆图像检测机构中，通过将接料转盘和一个具有三组吸盘的旋转板相互配合，实现在接料转盘旋转过程中取料、检测和放料的自动化操作，而且采用如下结构：旋转板的下端面沿圆周方向均布有三组通过磁力吸附住滚动体的吸盘，且接料转盘上每组吸盘的数量及间距和旋转板上每组吸盘的数量及间距均相同，有效保证放料后工件精确的处于接料转盘的指定位置，定位性能较好，提高检测效率和检测精度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为上料机构的结构示意图。

图3为上料机构中垂直移动组件的结构示意图。

图4为旋转取料及下端图像检测机构的结构示意图。

图5为图4的俯视图。

图6为旋转取料及外圆图像检测机构的结构示意图。

图7为自转台的结构示意图。

图中标记：1、工作台， 2、传送带，3、接料转盘，4、上料机构，401、机械手，402、横向移动组件，403、纵向移动组件，404、垂直移动组件，5、旋转取料及下端图像检测机构，501、支撑架，502、旋转板Ⅰ，503、伺服电机，504、下端图像采集单元，505、通孔，506、不合格品收集箱Ⅰ，507、推出机构Ⅰ，6、上端图像检测机构，601、支撑架，602、上端图像采集单元，603、不合格品收集箱Ⅱ，604、推出机构Ⅱ，7、旋转取料及外圆图像检测机构，701、支撑架，702、旋转板Ⅱ，703、伺服电机，704、自转台，7041、基座，7042、旋转平台，705、外圆图像采集单元，706、出料槽，707、推出机构Ⅲ。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图所示，轴承滚动体检测系统用的输送及图像检测装置，包括工作台1和设置在工作台上用于输送滚动体的传动带2，在工作台1上还设有一接料转盘3和控制接料转盘旋转的动力机构，在所述接料转盘3的上端面沿圆周方向均匀设置有多组通过磁力吸附住滚动体的吸盘，每一组吸盘均构成接料转盘上一个用于放置滚动体的工位，动力机构控制接料转盘每次旋转一个工位，沿接料转盘3的旋转方向上在接料转盘边沿处依次设有上料机构4、旋转取料及下端图像检测机构5、上端图像检测机构6和旋转取料及外圆图像检测机构7，上料机构4位于传送带2的末端和接料转盘3之间，所述的上料机构4包括用于将传动带上的滚动体输送至接料转盘上的机械手401和驱动机械手往复移动的位移控制机构；

所述的旋转取料及下端图像检测机构5，包括固定设置在工作台上的支撑架501、设置在支撑架上的旋转板Ⅰ502和用于驱动旋转板Ⅰ转动的伺服电机503，所述旋转板Ⅰ502的下端面沿圆周方向均布有三组通过磁力吸附住滚动体的吸盘，且接料转盘3上每组吸盘的数量及间距和旋转板Ⅰ502每组吸盘的数量及间距均相同，接料转盘和旋转板Ⅰ转动方向相同，旋转板Ⅰ502每转动一个工位，即为旋转板Ⅰ从其中一组吸盘的位置转动到相邻那一组吸盘的位置，均使得旋转板Ⅰ502其中两组的吸盘分别位于接料转盘3上两组相邻的吸盘的正上方，旋转板Ⅰ502另外一组的吸盘位于下端图像采集单元504视角的上方，下端图像采集单元504采集完图像信息后通过旋转板Ⅰ上的吸盘组将滚动体输送至接料转盘上的吸盘组上，对应该吸盘组，其两侧分别设有不合格品收集箱Ⅰ506和用于将不合格品剔除的推出机构Ⅰ507，如此以来，就实现了旋转板Ⅰ上三组吸盘同时取料、检测和放料的操作，为了保证两者更好的配合，调整接料转盘转动一个工位的时间和旋转板Ⅰ转动两个工位的时间是相等的；

所述的上端图像检测机构6，包括设置在工作台上的支撑架601和设置在支撑架上的上端图像采集单元602，上端图像采集单元602的采集视角正对接料转盘3上该处的吸盘组，对应该吸盘组，其两侧分别设有不合格品收集箱Ⅱ603和用于将不合格品剔除的推出机构Ⅱ604；

所述的旋转取料及外圆图像检测机构7包括固定设置在工作台上的支撑架701、设置在支撑架上的旋转板Ⅱ702、用于驱动旋转板Ⅱ转动的伺服电机703及设置在接料转盘3边沿处自转台704和位于自转台一侧的外圆图像采集单元705，所述旋转板Ⅱ702的下端面沿圆周方向均布有三组通过磁力吸附住滚动体的吸盘，且接料转盘3上每组吸盘的数量及间距和旋转板Ⅱ702每组吸盘的数量及间距均相同，接料转盘3和旋转板Ⅱ702转动方向相同，旋转板Ⅱ702每转动一个工位，即为旋转板Ⅱ从其中一组吸盘的位置转动到相邻那一组吸盘的位置，均使得旋转板Ⅱ702其中两组的吸盘分别位于接料转盘3上两组相邻的吸盘的正上方，旋转板Ⅱ702另外一组的吸盘位于自转台704的正上方，如此以来，就实现了旋转板Ⅱ上三组吸盘同时取料、检测和放料的操作，为了保证两者更好的配合，调整接料转盘转动一个工位的时间和旋转板Ⅱ转动两个工位的时间是相等的，通过旋转板Ⅱ702将滚动体送至自转台704上，自转台带动其上的滚动体自转，外圆图像采集单元705采集到滚动体全部的外圆图像信息后，旋转板Ⅱ将自传台上的滚动体传送至接料转盘上的吸盘组上，对应该吸盘组，其两侧分别设有出料槽706和用于将滚动体推进出料槽706的推出机构Ⅲ707。

本发明，为了更好的使外圆图像采集单元采集到完整的图像，所述的自转台704包括一个基座7041和设置在基座上的旋转平台7042，基座7041上的旋转平台7042的数量与旋转板Ⅱ702上每组吸盘的数量相等。

本发明，进一步优化本方案，所述的位移控制机构由横向移动组件402、纵向移动组件403和垂直移动组件404组成，机械手401通过连接件设置在垂直移动组件404上，并通过垂直移动组件404驱动机械手401上下往复移动，所述的垂直移动组件404通过滑块设置在纵向移动组件403的导轨上，纵向移动组件403上的电机通过滑块带动垂直移动组件404沿其导轨方向往复移动，所述的纵向移动组件403通过滑块设置在横向移动组件402的导轨上，横向移动组件402上的电机通过滑块带动纵向移动组件403沿其导轨方向往复移动，所述的机械手401为板状构件，在板状构件的下端面上设有通过磁力吸住滚动体端面的吸盘，上述横向移动组件402、纵向移动组件403和垂直移动组件404，均由伺服电机、丝杠和通过螺母设置在丝杠上的滑块组成。

本发明，所述的旋转板Ⅰ502和旋转板Ⅱ702可以采用相同结构，例如：其形状均为三叉板，在三叉板上每一个叉板朝向工作台的那一面上均设有一组吸盘，对应每一个旋转板，其上每组吸盘的中心与旋转板的旋转轴心在一条直线上，且每组吸盘的中心与旋转板的旋转轴心的连线与其他组吸盘的中心与旋转板的旋转轴心的连线的夹角均为120°。

本发明，所述的旋转取料及下端图像检测机构5和旋转取料及外圆图像检测机构7，其支撑架上均设有用于调整其旋转板高度的调节机构，方便不同型号的滚动体检测。

本发明，所述的下端图像采集单元504通过高度调整机构设置在工作台1的下方，位于下端图像采集单元504的视角方向上，在工作台1的板面上设有通孔505。

本发明，所述的外圆图像采集单元705通过角度调整机构设置在支架上，支架一端固定设置在工作台1端面上。

所述的出料槽706内设有分隔板，在出料槽的下方设有不合格品收集箱和合格品收集箱，出料槽的末端分别连接有通向不合格品收集箱和合格品收集箱的滑道，通过调整分隔板的转动位置来实现变换滚动体的走向。 

本文所述的推出机构Ⅰ、推出机构Ⅱ和推出机构Ⅲ均具有一个可伸缩的控制端，可以采用气缸、液压缸或者电动推杆等；本文所述的下端图像采集单元、上端图像采集单元和外圆图像采集单元均可以采用市售的CCD相机；本文所述的吸盘可采用市售的电磁吸盘，通过通断电实现吸附或者释放工件。

Claims (9)

1.轴承滚动体检测系统用的输送及图像检测装置，包括工作台（1）和设置在工作台上用于输送滚动体的传动带（2），其特征在于：在工作台（1）上还设有一接料转盘（3）和控制接料转盘旋转的动力机构，在所述接料转盘（3）的上端面沿圆周方向均匀设置有多组通过磁力吸附住滚动体的吸盘，每一组吸盘均构成接料转盘上一个用于放置滚动体的工位，动力机构控制接料转盘每次旋转一个工位，沿接料转盘（3）的旋转方向上在接料转盘边沿处依次设有上料机构（4）、旋转取料及下端图像检测机构（5）、上端图像检测机构（6）和旋转取料及外圆图像检测机构（7），上料机构（4）位于传送带（2）的末端和接料转盘（3）之间，所述的上料机构（4）包括用于将传动带上的滚动体输送至接料转盘上的机械手（401）和驱动机械手往复移动的位移控制机构；

所述的旋转取料及下端图像检测机构（5），包括固定设置在工作台上的支撑架、设置在支撑架上的旋转板Ⅰ（502）和用于驱动旋转板Ⅰ转动的伺服电机，所述旋转板Ⅰ（502）的下端面沿圆周方向均布有三组通过磁力吸附住滚动体的吸盘，且接料转盘（3）上每组吸盘的数量及间距和旋转板Ⅰ（502）每组吸盘的数量及间距均相同，接料转盘和旋转板Ⅰ转动方向相同，旋转板Ⅰ（502）每转动一个工位，均使得旋转板Ⅰ（502）其中两组的吸盘分别位于接料转盘（3）上两组相邻的吸盘的正上方，旋转板Ⅰ（502）另外一组的吸盘位于下端图像采集单元（504）视角的上方；

所述的上端图像检测机构（6），包括设置在工作台上的支撑架和设置在支撑架上的上端图像采集单元（602），上端图像采集单元（602）的采集视角正对接料转盘（3）上该处的吸盘组；

所述的旋转取料及外圆图像检测机构（7）包括固定设置在工作台上的支撑架、设置在支撑架上的旋转板Ⅱ（702）、用于驱动旋转板Ⅱ转动的伺服电机及设置在接料转盘（3）边沿处的自转台（704）和位于自转台一侧的外圆图像采集单元（705），所述旋转板Ⅱ（702）的下端面沿圆周方向均布有三组通过磁力吸附住滚动体的吸盘，且接料转盘（3）上每组吸盘的数量及间距和旋转板Ⅱ（702）每组吸盘的数量及间距均相同，接料转盘（3）和旋转板Ⅱ（702）转动方向相同，旋转板Ⅱ（702）每转动一个工位，均使得旋转板Ⅱ（702）其中两组的吸盘分别位于接料转盘（3）上两组相邻的吸盘的正上方，旋转板Ⅱ（702）另外一组的吸盘位于自转台（704）的正上方，通过旋转板Ⅱ（702）将滚动体送至自转台（704）上，自转台带动其上的滚动体自转，外圆图像采集单元（705）采集到滚动体全部的外圆图像信息。

2.根据权利要求1所述的轴承滚动体检测系统用的输送及图像检测装置，其特征在于：所述的自转台（704）包括一个基座（7041）和设置在基座上的旋转平台（7042），基座（7041）上的旋转平台（7042）的数量与旋转板Ⅱ（702）上每组吸盘的数量相等。

3.根据权利要求1或2所述的轴承滚动体检测系统用的输送及图像检测装置，其特征在于：所述的位移控制机构由横向移动组件（402）、纵向移动组件（403）和垂直移动组件（404）组成，机械手（401）通过连接件设置在垂直移动组件（404）上，并通过垂直移动组件（404）驱动机械手（401）上下往复移动，所述的垂直移动组件（404）通过滑块设置在纵向移动组件（403）的导轨上，纵向移动组件（403）上的电机通过滑块带动垂直移动组件（404）沿其导轨方向往复移动，所述的纵向移动组件（403）通过滑块设置在横向移动组件（402）的导轨上，横向移动组件（402）上的电机通过滑块带动纵向移动组件（403）沿其导轨方向往复移动，所述的机械手（401）为板状构件，在板状构件的下端面上设有通过磁力吸住滚动体端面的吸盘。

4.根据权利要求3所述的轴承滚动体检测系统用的输送及图像检测装置，其特征在于：所述的横向移动组件（402）、纵向移动组件（403）和垂直移动组件（404），均由伺服电机、丝杠和通过螺母设置在丝杠上的滑块组成。

5.根据权利要求3所述的轴承滚动体检测系统用的输送及图像检测装置，其特征在于：所述的旋转板Ⅰ（502）和旋转板Ⅱ（702）为相同结构，其形状均为三叉板，在三叉板上每一个叉板朝向工作台的那一面上均设有一组吸盘，对应每一个旋转板，其上每组吸盘的中心与旋转板的旋转轴心在一条直线上，且每组吸盘的中心与旋转板的旋转轴心的连线与其他组吸盘的中心与旋转板的旋转轴心的连线的夹角均为120°。

6.根据权利要求5所述的轴承滚动体检测系统用的输送及图像检测装置，其特征在于：所述的旋转取料及下端图像检测机构（5）和旋转取料及外圆图像检测机构（7），其支撑架上均设有用于调整其旋转板高度的调节机构。

7.根据权利要求5所述的轴承滚动体检测系统用的输送及图像检测装置，其特征在于：所述的吸盘为电磁吸盘。

8.根据权利要求5所述的轴承滚动体检测系统用的输送及图像检测装置，其特征在于：所述的下端图像采集单元（504）通过高度调整机构设置在工作台（1）的下方，位于下端图像采集单元（504）的视角方向上，在工作台（1）的板面上设有通孔（505）。

9.根据权利要求5所述的轴承滚动体检测系统用的输送及图像检测装置，其特征在于：所述的外圆图像采集单元（705）通过角度调整机构设置在支架上，支架一端固定设置在工作台（1）端面上。