一种基于机器视觉的圆柱滚子尺寸检测分选装置

本实用新型涉及圆柱滚子尺寸检测领域，特别是涉及一种基于机器视觉的圆柱滚子尺寸检测分选装置。

背景技术：

滚动轴承因其能够将滑动摩擦转变为滚动摩擦，故广泛的应用于各种旋转设备中，圆柱滚子是滚动轴承的重要零部件，如果一个轴承中圆柱滚子的几何尺寸差异过大，则会影响圆柱滚子轴承的游隙、降低轴承的旋转精度、加剧圆柱滚子内外道摩擦磨损，造成轴承的早期失效，为设备带来安全隐患，因此对圆柱滚子尺寸检测分选是轴承品质和质量的保证，也是轴承分组装配过程中一个必不可少的环节。

目前圆柱滚子尺寸检测分选领域，应用最广泛的是人工检测分选，人工利用各种卡规、量具进行手动测量，人工检测容易产生视觉疲劳，易引起测量误差，检测仪器结构复杂，检测过程自动化程度低，检测效率低，故无法满足对轴承滚子高效率的测量分选需求。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种基于机器视觉的圆柱滚子尺寸检测分选装置，对圆柱滚子的长度、直径进行检测，并在检测过程中实现对不同尺寸圆柱滚子分选。工业相机位于转动盘正上方，圆柱滚子在转动盘的推动下，工业相机下能够采集到到同一圆柱滚子不同侧面的照片，并将照片传送给计算机，计算机对获得的照片进行处理得到圆柱滚子长度、直径的平均值，从而做出判断并发送给电磁阀，气缸动作带动挡板打开相应的合格品落料孔实现圆柱滚子的分选，不合格品在转动盘的推动下从不合格品落料孔剔除。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种基于机器视觉的圆柱滚子尺寸检测分选装置，其特征在于：所述装置包括计算机、工业相机、步进电机、电磁阀一、电磁阀二、分选机构一及分选机构二，分选机构一包括联轴器、主轴、转动盘、底盘；分选机构二包括气缸及挡板。计算机与工业相机进行串口数据通信，同时计算机向步进电机及电磁阀发送控制信号，控制转动盘的旋转及气缸推杆位移。

上述的一种基于机器视觉的圆柱滚子尺寸检测分选装置，所述分选机构一中，转动盘与底盘形状均为圆形，大小厚度相同，转动盘位于底盘正上方，主轴从上到下依次穿过转动盘、底盘，最后与联轴器相连，主轴与转动盘键连接，步进电机带动转动盘间歇式转动，底盘固定不转动。

上述的一种基于机器视觉的圆柱滚子尺寸检测分选装置，所述分选机构二中，气缸推杆与挡板固定连接，气缸带动挡板实现直线往复运动。

上述的一种基于机器视觉的圆柱滚子尺寸检测分选装置，所述转动盘设置12个放置孔，1个主轴孔，放置孔为矩形通孔且用于放置圆柱滚子，通孔按圆周依次排列，对应有上料工位、第一检测工位、第二检测工位、第三检测工位、第四检测工位、第五检测工位、合格品落料工位i、合格品落料工位ii、不合格品落料工位。

上述的一种基于机器视觉的圆柱滚子尺寸检测分选装置，所述底盘设置3个落料孔，1个主轴孔，落料孔对应有合格品落料孔i、合格品落料孔ii、不合格品落料孔，其中合格品落料孔i和合格品落料孔ii两侧均设置挡板台阶，气缸带动挡板沿挡板台阶做往复运动，实现圆柱滚子的落料工序。

上述的一种基于机器视觉的圆柱滚子尺寸检测分选装置，所述的转动盘放置在底盘上，底盘、工业相机、气缸均有外部结构支撑。

本实用新型的工作原理包括以下步骤：

(1)、计算机打开上料通道，在上料工位上，第一个圆柱滚子落下，同时计算机控制开启步进电机，步进电机顺时针转动，步进电机带动转动盘间歇式转动，底盘固定不转动，转动盘推动第一个圆柱滚子滚动至第一检测工位，此时工业相机拍照记录第一个圆柱滚子的矩形正投影面信息，并将照片传输给计算机；

(2)、此时第二个圆柱滚子已经上料完毕，处于上料工位上，计算机再次控制步进电机带动转动盘间歇式转动，第一个圆柱滚子随着转动盘转动到第二检测工位，第二个滚子随着转动盘转动到第一检测工位，此时工业相机拍照记录两个圆柱滚子的矩形正投影面信息，并将照片传输给计算机；

(3)、当圆柱滚子从前一个检测工位到下一个检测工位时工业相机拍照，依次类推，进行第三、四、五个圆柱滚子的上料与拍照，当第一个滚子转到第五检测工位时，计算机已经获得五张第一个圆柱滚子的矩形正投影面信息；

(4)、计算机运用图像处理算法，求出五张照片中圆柱滚子矩形正投影面的平均长度、宽度，判断出圆柱滚子尺寸是否合格，并对圆柱滚子的尺寸进行分选；

(5)、计算机将判断信号发送给电磁阀一、电磁阀二,控制气缸一、气缸二做出是否抽离动作，若气缸一抽离则圆柱滚子将从合格品落料工位i下落；若气缸二抽离则圆柱滚子将从合格品落料工位ii下落；从而实现圆柱滚子分选；若检测到不合格圆柱滚子则两气缸均不用抽离，在转动盘的推动下不合格圆柱滚子将从不合格落料孔下落，实现不合格品的剔除；

(6)、转动盘间歇式转动一周，第一个圆柱滚子已完成了尺寸检测及分选，放置第一个圆柱滚子的放置孔重新转至上料工位，继续上料，如此循环往复，即可在对圆柱滚子进行尺寸检测的同时完成圆柱滚子的上料、分选及不合格品的剔除，圆柱滚子测量分选效率大大提高。

上述的一种基于机器视觉的圆柱滚子尺寸检测分选装置，当检测不同规格的圆柱滚子时，在保证圆柱滚子1/2及以上部分能被工业相机拍到，就不需更换转动盘及底盘。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

1.本实用新型提供的一种基于机器视觉的圆柱滚子尺寸检测分选装置，结构设计简单合理，能够在检测圆柱滚子尺寸的同时，实现不同尺寸圆柱滚子的分选以及不合格品的剔除。

2.本实用新型提供的一种基于机器视觉的圆柱滚子尺寸检测分选装置，在保证圆柱滚子1/2及以上部分能被工业相机拍到的情况下，无需更换转动盘及底盘，能够实现不同尺寸圆柱滚子尺寸的检测分选。

3.本实用新型提供的一种基于机器视觉的圆柱滚子尺寸检测分选装置，将机器视觉技术应用到圆柱滚子检测分选上，提高了检测效率，提高了检测精度，降低了误检率。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型工位示意图；

图3为转动盘、底盘位置关系示意图；

图4为转动盘示意图；

图5为底盘示意图；

图6为主轴、联轴器及步进电机装配示意图；

图7为气缸、挡板装配示意图；

图8为本实用新型控制系统结构框图。

图中，1-工业相机，2-主轴，3-转动盘，4-底盘，5-步进电机，6-气缸一，7-挡板二，8-气缸二，9-电磁阀二，10-计算机，11-联轴器，12-第四检测工位，13-第三检测工位，14-第二检测工位，15-第一检测工位，16-上料工位，17-转动盘不合格品落料孔，18-第五检测工位，19-转动盘合格品落料孔i，20-转动盘合格品落料孔ii，21-转动盘主轴孔，22-挡板一，23-底盘合格品落料孔ii台阶，24-底盘合格品落料孔ii，25底盘不合格品落料孔，26-底盘主轴孔，27-底盘合格品落料孔i，28-底盘合格品落料孔i台阶，29-主轴，30-电磁阀一。

具体实施方式

为了使本实用新型内容更容易被清楚地理解，下面结合具体实例及附图对本实用新型做进一步的详细说明。

参看图1，本实用新型公开的一种基于机器视觉的圆柱滚子尺寸检测分选装置，所述装置包括计算机10、工业相机1、步进电机5、电磁阀一30、电磁阀二9、分选机构一及分选机构二，分选机构一包括联轴器11、主轴2、转动盘3、底盘4；分选机构二包括气缸一6、气缸二8及挡板一22、挡板二7。计算机10与工业相机1进行串口数据通信，同时计算机10向步进电机5及电磁阀一30、电磁阀二9发送控制信号，控制转动盘3的旋转及气缸一6、气缸二8推杆的位移。

参看图1，上述的一种基于机器视觉的圆柱滚子尺寸检测分选装置，所述的转动盘3放置在底盘4上，底盘4、工业相机1、气缸一6及气缸二8均有外部结构支撑。

参看图1，在所述分选机构一中，转动盘3与底盘4形状均设置为圆形，大小厚度相同，转动盘3位置设置在底盘4正上方，转动盘3与主轴2键连接，主轴2再与步进电机5上的转动轴通过联轴器11相连，步进电机5带动转动盘3间歇式转动，底盘4固定不转动。

参看图2，上述的一种基于机器视觉的圆柱滚子尺寸检测分选装置，所述转动盘3设置12个放置孔，1个转动盘主轴孔21，放置孔为矩形通孔且用于放置圆柱滚子，通孔按圆周依次排列，对应有上料工位16、第一检测工位15、第二检测工位14、第三检测工位13、第四检测工位12、第五检测工位18、合格品落料工位i19、合格品落料工位ii20、不合格品落料工位17。

参看图5，上述的一种基于机器视觉的圆柱滚子尺寸检测分选装置，所述底盘4设置3个落料孔，1个主轴孔26，落料孔对应有合格品落料孔i27、合格品落料孔ii24、不合格品落料孔25，其中合格品落料孔i27和合格品落料孔ii24两侧均设置挡板台阶，气缸带动挡板沿挡板台阶做往复运动，实现圆柱滚子的落料工序。

参看图7，所述分选机构二中，气缸一6、气缸二8的推杆与挡板一22、挡板二7固定连接，气缸一6、气缸二8带动挡板一22、挡板二7实现直线往复运动。

本实用新型的工作原理包括以下步骤：

(1)、计算机10打开上料通道，在上料工位16上，第一个圆柱滚子落下，同时计算机10控制开启步进电机5，步进电机5顺时针转动，步进电机5带动转动盘3间歇式转动，底盘4固定不转动，转动盘3推动第一个圆柱滚子滚动至第一检测工位15，此时工业相机1拍照记录第一个圆柱滚子的矩形正投影面信息，并将照片传输给计算机10；

(2)、此时第二个圆柱滚子已经上料完毕，处于上料工位16上，计算机10再次控制步进电机5带动转动盘3间歇式转动，第一个圆柱滚子随着转动盘3转动到第二检测工位14，第二个滚子随着转动盘3转动到第一检测工位15，此时工业相机1拍照记录两个圆柱滚子的矩形正投影面信息，并将照片传输给计算机10；

(3)、当圆柱滚子从前一个检测工位到下一个检测工位时工业相机拍照，依次类推，进行第三、四、五个圆柱滚子的上料与拍照，当第一个滚子转到第五检测工位18时，计算机已经获得五张第一个圆柱滚子的矩形正投影面信息；

(4)、计算机10运用图像处理算法，求出五张照片中圆柱滚子矩形正投影面的平均长度、宽度，判断出圆柱滚子尺寸是否合格，并对圆柱滚子的尺寸进行分选；

(5)、计算机10将判断信号发送给电磁阀一30、电磁阀二9,控制气缸一6、气缸二8做出是否抽离动作，若气缸一6抽离则圆柱滚子将从底盘合格品落料孔i27下落；若气缸二8抽离则圆柱滚子将从底盘合格品落料孔ii24下落；从而实现圆柱滚子分选；若检测到不合格圆柱滚子则两气缸均不用抽离，在转动盘3的推动下不合格圆柱滚子将从底盘不合格落料孔25下落，实现不合格品的剔除；

(6)、转动盘3间歇式转动一周，第一个圆柱滚子已完成了尺寸检测分选，放置第一个圆柱滚子的放置孔重新转至上料工位16，继续上料，如此循环往复，即可在对圆柱滚子进行尺寸检测的同时完成圆柱滚子的上料、分选及不合格品的剔除，圆柱滚子测量分选效率大大提高。

上述的一种基于机器视觉的圆柱滚子尺寸检测分选装置，当检测不同规格的圆柱滚子时，在保证圆柱滚子1/2及以上部分能被工业相机1拍到，就不需更换转动盘3及底盘4。

以上所述，仅为上一种基于机器视觉的圆柱滚子尺寸检测分选装置的一种实例而已，并没有对该技术作出任何技术上的限制，只要是根据本技术实质对以上实例所作的任何微小的修改、修饰、同等变化，均属于本技术方案保护范围。