一种用于高精度钢球表面检测的设备及其工作方法与流程

本发明涉及一种检测装置，特别涉及一种用于高精度钢球表面检测的设备及其工作方法。

背景技术

随着机械工业的不断发展，对轴承动态性能的不断提高，钢球表面缺陷直接影响轴承动态性能。钢球表面缺陷测量仪是测量钢球表面缺陷常用的设备。以前，钢球表面的检测方式是工人肉眼检测，即将钢球放置在检测台上，将钢球的表面放大一百倍，并通过人工手动将钢球进行翻转进行全表面检测。这种原始的检测方法对除了对检测人员的肉眼损伤非常大以外，在检测过程中通过手动的方式将钢球进行翻转，此方法很难保证每次翻转的角度相同，这样也使得钢球的检测受到很大的影响，可导致部分表面被多次检测或表面漏检的情况发生，从而使钢球表面检测的有效性受到了影响。

中国专利（公告号cn204514910u）公开了钢球表面缺陷检测的展开轮装置，其主要功能是将钢球放置在展开轮上，在电动机的带动下钢球做展开运动。此种检测方法每次只能检测一个钢球且检测速度较高，对展开轮和钢球的表面都有一定的影响；检测钢球的直径单一，不同直径的钢球对应不同的展开轮，进行不同直径钢球展开时，需要对展开轮的型号进行更换，降低了工作效率；由于展开轮是非对称式结构因此加工十分困难从而导致展开轮的制作成本大大提升。

另外，如中国专利（专利号为cn201711433242.x）公开了一种钢球表面缺陷检测仪，通过上夹板机构及下夹板机构做反向运动，带动所述被测钢球进行原地滚动。对于表面精度很高的钢球，这种方式容易对钢球的表面造成划伤，使钢球表面出现刮花的现象。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于高精度钢球表面检测的设备及其工作方法。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：一种用于高精度钢球表面检测的设备，包括有第一取球机构、第二取球机构、第一上下料机构、第二上下料机构、上半球检测机构、下半球检测机构；所述第一取球机构从所述第一上下料机构处进行上料、下料，所述第二取球机构从所述第二上下料机构处进行上料、下料；所述第一取球机构移送钢球至所述下半球检测机构处，所述下半球检测机构对钢球的下半球面进行检测；所述第二取球机构移送钢球至所述上半球检测机构处，所述上半球检测机构对钢球的上半球面进行检测。

进一步阐述，所述第一取球机构包括有第一横移组件、第一取球升降组件，所述第一横移组件带动所述第一取球升降组件平移，所述第一取球升降组件带动钢球进行升降运动。

进一步阐述，第一取球升降组件包括有至少两个取料上吸盘，所述取料上吸盘用于吸取钢球，所述取料上吸盘吸紧钢球的上半球面。

进一步阐述，所述第二取球机构包括有第二横移组件、第二取球升降组件，所述第二横移组件带动所述第二取球升降组件平移，所述第二取球升降组件带动钢球进行升降运动。

进一步阐述，第二取球升降组件包括有支撑套，以及至少两个取料下吸盘，所述支撑套套设于所述取料下吸盘，所述支撑套用于支撑钢球的重量，所述取料下吸盘用于吸住钢球，所述取料下吸盘吸紧钢球的下半球面。

本发明还提供了一种用于高精度钢球表面检测的设备的工作方法，其包括如下步骤：

s1、所述第一取球机构从所述第一上下料机构处进行上料，所述第一取球机构获取钢球a；所述第二取球机构从所述第二上下料机构处进行上料，所述第二取球机构获取钢球b；

s2、所述第一取球机构移送钢球a至所述下半球检测机构处，对钢球a的下半球进行检测；所述第二取球机构移送钢球b至所述上半球检测机构处，对钢球b的上半球进行检测；

s3、在钢球a的下半球、钢球b的上半球均检测完成后，所述第一取球机构与所述第二取球机构交换钢球，所述第一取球机构获取钢球b，所述第二取球机构获取钢球a；

s4、所述第一取球机构移送钢球b至所述下半球检测机构处，对钢球b的下半球进行检测,所述第二取球机构移送钢球a至所述上半球检测机构处，对钢球a的上半球进行检测；

s5、检测完成后，所述第一取球机构于所述第一上下料机构处进行下料，所述第一上下料机构移送走钢球b；所述第二取球机构于所述第二上下料机构处进行下料，所述第二上下料机构移送走钢球a。

本发明的有益效果在于：本发明在对钢球表面进行检测的同时，不会造成钢球的表面划伤，适用于高精度钢球的表面检测；另外，与现有的只能检测单个钢球的检测仪器相比，本发明能同时对两个钢球进行检测，极大地提高了检测的工作效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的结构示意图。

图3为本发明的结构示意图。

图4为本发明的结构示意图。

图5为本发明的结构示意图。

图6为本发明的结构示意图。

图7为本发明的结构示意图。

图8为本发明的结构示意图。

图9为本发明的结构示意图。

附图标号：10、第一取球机构；11、第一横移电机；12、第一升降台；13、第一取球升降电机；14、第一取料上吸盘；15、第二取料上吸盘；20、第二取球机构；21、第二横移电机；22、支撑套；23、第一取料下吸盘；24、第二取料下吸盘；25、第二升降台；26、第二取球升降电机；30、第一上下料机构；31、第一送料台；311、第一送料盘；32、第一竖直送料电机；33、第一水平送料电机；40、第二上下料机构；41、第二送料台；42、第二竖直送料电机；43、第一送料吸盘；44、第二水平送料电机；50、上半球检测机构；51、上半球检测相机；60、下半球检测机构；61、下半球检测相机。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

一种用于高精度钢球表面检测的设备，包括有第一取球机构10、第二取球机构20、第一上下料机构30、第二上下料机构40、上半球检测机构50、下半球检测机构60；第一取球机构10从第一上下料机构30处进行上料、下料，第二取球机构20从第二上下料机构40处进行上料、下料；第一取球机构10移送钢球至下半球检测机构60处，下半球检测机构60对钢球的下半球面进行检测；第二取球机构20移送钢球至上半球检测机构50处，上半球检测机构50对钢球的上半球面进行检测。

第一取球机构10包括有第一横移组件、第一取球升降组件，第一横移组件带动第一取球升降组件平移，第一取球升降组件带动钢球进行升降运动。所述第一横移组件包括有第一横移电机11，第一横移电机11通过滚珠丝杆带动第一取球升降组件进行水平方向的平移运动。

第一取球升降组件包括有至少两个取料上吸盘，取料上吸盘用于吸取钢球，取料上吸盘吸紧钢球的上半球面。所述第一取球升降组件包括有第一升降台12、第一取球升降电机13，取料上吸盘固定安装在第一升降台12的下方，第一取球升降电机13通过滚珠丝杆带动第一升降台12进行垂直方向的升降运动。取料上吸盘的具体数量为两个，分别为第一取料上吸盘14、第二取料上吸盘15。

下半球检测机构60设于第一取球机构10与第一上下料机构30之间，下半球检测机构60包括有下半球检测相机61，以及与下半球检测相机61配合使用的镜头与环形光源。第一取球机构10运送钢球至下半球检测机构60处，下半球检测机构60的环形光源照射钢球的下半球，下半球检测相机61对钢球的下半球进行图像采集，以获取钢球的下半球的表面信息，所获得的图像为钢球的下半球的仰视图。

第一上下料机构30包括有第一水平送料组件、第一竖直送料组件，所述第一竖直送料组件包括有第一送料台31、第一竖直送料电机32，第一竖直送料电机32通过滚珠丝杆带动第一送料台31进行垂直方向的升降运动，所述第一水平送料组件包括有第一水平送料电机33，所述第一水平送料电机33通过滚珠丝杆带动第一竖直送料组件进行水平方向的平移运动。第一送料台31上设有第一送料盘311，所述第一送料盘311为硬度较软的材质，以避免对钢球表面造成划伤，第一送料盘311的材质可为硅胶。第一送料盘311承托住钢球，钢球陷入第一送料盘311的凹坑中，钢球陷入凹坑的深度不超过钢球的半径。

第二取球机构20包括有第二横移组件、第二取球升降组件，第二横移组件带动第二取球升降组件平移，第二取球升降组件带动钢球进行升降运动。所述第二横移组件包括有第二横移电机21，第二横移电机21通过滚珠丝杆带动第二取球升降组件进行水平方向的平移运动。

第二取球升降组件包括有支撑套22，以及至少两个取料下吸盘，支撑套22套设于取料下吸盘，支撑套22用于支撑钢球的重量，有效地避免出现取料下吸盘被钢球压得变形的情况，取料下吸盘用于吸住钢球，取料下吸盘吸紧钢球的下半球面。所述第二取球升降组件包括有第二升降台25、第二取球升降电机26，取料上吸盘固定安装在第二升降台25的下方，第二取球升降电机26通过滚珠丝杆带动第二升降台25进行垂直方向的升降运动。取料下吸盘的具体数量为两个，分别为第一取料下吸盘23、第二取料下吸盘24。

上半球检测机构50设于第二取球机构20与第二上下料机构40之间，上半球检测机构50包括有上半球检测相机51，以及与上半球检测相机51配合使用的镜头与环形光源。第二取球机构20运送钢球至上半球检测机构50处，上半球检测机构50的环形光源照射钢球的上半球，上半球检测相机51对钢球的上半球进行图像采集，以获取钢球的上半球的表面信息，所获得的图像为钢球的上半球的俯视图。

第二上下料机构40包括有第二水平送料组件、第二竖直送料组件，所述第二竖直送料组件包括有第二送料台41、第二竖直送料电机42，第二竖直送料电机42通过滚珠丝杆带动第二送料台41进行垂直方向的升降运动，所述第二水平送料组件包括有第二水平送料电机44，所述第二水平送料电机44通过滚珠丝杆带动第二竖直送料组件进行水平方向的平移运动。第二送料台41的下方设有用于吸取钢球的第一送料吸盘43。

本发明还提供了一种用于高精度钢球表面检测的设备的工作方法，其包括如下步骤：

s1、第一取球机构10从第一上下料机构30处进行上料（如附图2），第一取球机构10的第一取料上吸盘14从第一上下料机构30的第一送料盘311处获取钢球a，即钢球a吸附于第一取球机构10的第一取料上吸盘14处；第二取球机构20从第二上下料机构40处进行上料（如附图2），第二取球机构20的第一取料下吸盘23从第二上下料机构40的第一送料吸盘43处获取钢球b，即钢球b吸附于第二取球机构20的第一取料下吸盘23处，

进而第一取球机构10获取钢球a，第二取球机构20获取钢球b；

s2、第一取球机构10移送钢球a至下半球检测机构60处，对钢球a的下半球进行检测（如附图3）；第二取球机构20移送钢球b至上半球检测机构50处，对钢球b的上半球进行检测（如附图3）；

s3、在钢球a的下半球、钢球b的上半球均检测完成后，第一取球机构10与第二取球机构20交换钢球（如附图4），将第一取球机构10的第一取料上吸盘14处的钢球a转移至第二取球机构20的第二取料下吸盘24处，即钢球a吸附于第二取球机构20的第二取料下吸盘24处，同时将第二取球机构20的第一取料下吸盘23处的钢球b转移至第一取球机构10的第二取料上吸盘15处，即钢球b吸附于第一取球机构10的第二取料上吸盘15处，

进而第一取球机构10获取钢球b，第二取球机构20获取钢球a；

s4、第一取球机构10移送钢球b至下半球检测机构60处(如附图6），对钢球b的下半球进行检测(如附图7）,第二取球机构20移送钢球a至上半球检测机构50处(如附图5），对钢球a的上半球进行检测(如附图7），

在下半球检测机构60对钢球b的下半球进行检测的同时，第一上下料机构30运送待检测的钢球c至第一取球机构10的第一取料上吸盘14处，第一取料上吸盘14吸取钢球c，第一上下料机构30的第一送料盘311上用于呈放钢球的凹坑空出，

在上半球检测机构50对钢球a的上半球进行检测的同时，第二上下料机构40运送待检测的钢球d至第二取球机构20的第一取料下吸盘23处(如附图7），第一取料下吸盘23吸取钢球d，第二上下料机构40的第一送料吸盘43空出；

s5、检测完成后，第一取球机构10于第一上下料机构30处进行下料(如附图8），第一上下料机构30将已完成检测的钢球b从第一取球机构10的第二取料上吸盘15处接走(如附图9）；第二取球机构20于第二上下料机构40处进行下料(如附图8），第二上下料机构40将已完成检测的钢球a从第二取球机构20的第二取料下吸盘24处取走(如附图9）。

本发明中的钢球a、钢球b、钢球c、钢球d仅是为了方便说明，并非特指某一钢球。

应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

以上所述并非对本发明的技术范围作任何限制，凡依据本发明技术实质，对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。