一种轴承的外观检测设备的制作方法

1.本实用新型涉及轴承检测领域，具体涉及一种轴承的外观检测设备。


背景技术：

2.轴承是一种比较精密的配件，其外观和尺寸的要求比较严格，需要符合相关行业对标，因此需要对其外观以及尺寸进行检测。现有轴承套圈的外观检测大都采用人工进行，工作效率低，容易出现误检。


技术实现要素：

3.为此，本实用新型为解决上述问题，提供一种轴承的外观检测设备。
4.为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：
5.一种轴承的外观检测设备，包括设置有流水线的机架、控制系统、与控制系统连接的拨料机构以及连接控制系统并沿流水线依次设置的第一端面成像机构、翻转机构、第二端面成像机构、外侧壁成像机构、内壁成像机构和不良品剔除机构；所述第一端面成像机构用于采集轴承的第一端面图像，所述翻转机构用于将轴承进行180
°
翻转，所述第二端面成像机构用于采集轴承的第二端面图像，所述外侧壁成像机构用于采集轴承的外侧壁图像，所述内壁成像机构用于采集轴承的内壁图像，所述不良品剔除机构用于剔除检测不合格的产品；所述拨料机构用于将轴承从上一个工位转移到下一个工位；所述控制系统用于控制各个机构运行并处理所采集的图像信息。
6.进一步的，所述第一端面成像机构和第二端面成像机构均包括支撑立柱、设置在支撑立柱上的升降驱动器以及连接升降驱动器的图像采集器和顶部光源，所述图像采集器和顶部光源均位于对应工位的上方。
7.进一步的，所述外侧壁成像机构包括环形照明光源、周侧照明光源和图像采集器，定义对应外侧壁成像机构的工位为第五工位，所述环形照明光源设置第五工位的正上方，所述周侧照明光源设置在第五工位的后下方，所述图像采集器设置在第五工位的后方。
8.进一步的，所述外侧壁成像机构还包括下旋转支撑组件和上压紧组件，所述下旋转支撑组件和上压紧组件分别抵接在第五工位上轴承的下端面和上端面，且所述下旋转支撑组件还能够带动轴承旋转。
9.进一步的，所述下旋转支撑组件包括下升降驱动装置、连接座、驱动电机和转轴，所述下升降驱动装置驱动连接所述连接座，所述驱动电机和转轴均设置在连接座上，且所述驱动电机与转轴形成传动连接，以驱动转轴转动；所述第五工位上开设有对应转轴的让位孔。
10.进一步的，所述上压紧组件包括上升降驱动装置和压紧块，所述上升降驱动装置设置在一安装架上，所述上升降驱动装置驱动连接所述压紧块，所述压紧块的底部呈锥台形。
11.进一步的，所述内壁成像机构包括面光源和图像采集组件，对应内壁成像机构的
工位设置有一透光板，所述面光源设置在透光板的下方，且出光面朝上设置；所述图像采集组件包括支撑立柱、升降驱动器和图像采集器；所述升降驱动器设置在支撑立柱上，所述图像采集器位于载物板的上方，并固定在升降驱动器上，且图像采集器的成像面朝下以正对载物板上轴承的内圈轴孔，所述升降驱动器能够带动图像采集器靠近轴承以实现对轴承的内壁的图像采集。
12.进一步的，所述升降驱动器包括滑座和驱动装置，所述支撑立柱上开设有一竖直的滑轨，所述滑座可升降滑动的配合于滑轨上，所述驱动装置驱动连接所述滑座以控制滑座的升降移动；所述图像采集器固定在滑座上。
13.进一步的，所述不良品剔除机构包括支撑台、下升降驱动装置、拨料装置和收集槽；对应不良品剔除机构的工位开设有一让位开口，所述支撑台位于该让位开口内，所述下升降驱动装置驱动连接支撑台，以带动支撑台上平齐于工位的第一位置和下降至对应收集槽的第二位置之间切换，所述拨料装置包括拨料块和伸缩气缸，所述伸缩气缸连接拨料块，并带动拨料块将位于第二位置的支撑台上的轴承拨动至收集槽内。
14.进一步的，所述拨料机构包括：x轴传动组件、y轴传动组件、夹持气缸、第一夹持板和第二夹持板，所述第一夹持板和第二夹持板连接在夹持气缸上，所述第一夹持板和第二夹持板组成有多对夹爪，所述夹持气缸设置在y轴传动组件上，所述y轴传动组件设置在x轴传动组件上。
15.通过本实用新型提供的技术方案，具有如下有益效果：
16.该设备能够自动对轴承的两端端面的外观、外侧壁的外观和内壁的外观进行图像采集并判断。实现自动化检测，效率高，精准度好。
附图说明
17.图1所示为实施例中轴承的外观检测设备的总装图；
18.图2所示为实施例中进料机构的结构示意图；
19.图3所示为实施例中拨料机构的结构示意图；
20.图4所示为实施例中第一端面成像机构的结构示意图；
21.图5所示为实施例中翻转机构的结构示意图；
22.图6所示为实施例中外侧壁成像机构的结构示意图；
23.图7所示为实施例中内壁成像机构的结构示意图，图中未隐藏载台；
24.图8所示为实施例中在隐藏载台的情况下内壁成像机构的结构示意图；
25.图9所示为实施例中内壁成像机构的部分结构分解示意图；
26.图10所示为实施例中不良品剔除机构的结构示意图。
具体实施方式
27.为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
28.现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
29.参照图1所示，本实施例提供一种轴承的外观检测设备，非常适用于外径在30-50mm之间的轴承检测。该轴承的外观检测设备包括设置有流水线的机架100、控制系统(未示出)、与控制系统连接的拨料机构以及连接控制系统并沿流水线依次设置的第一端面成像机构10、翻转机构20、第二端面成像机构30、外侧壁成像机构40、内壁成像机构50和不良品剔除机构60；具体的，机架100上设置有载台101，对应第一端面成像机构10、第二端面成像机构20、外侧壁成像机构40、内壁成像机构50和不良品剔除机构60的工位均位于该载台101上，而对应翻转机构20的工位则位于翻转机构20的翻转板上。
30.所述第一端面成像机构10用于采集轴承1的第一端面图像，所述翻转机构20用于将轴承1进行180
°
翻转，所述第二端面成像机构30用于采集轴承1的第二端面图像，所述外侧壁成像机构40用于采集轴承的外侧壁图像，所述内壁成像机构50用于采集轴承1的内壁图像，所述不良品剔除机构60用于剔除检测不合格的产品；所述拨料机构80用于将轴承1从上一个工位转移到下一个工位；所述控制系统用于控制各个机构运行并处理所采集的图像信息。
31.具体的，工位包括：位于进料端的第一工位、对应第一端面成像机构10的第二工位、位于翻转机构20的翻转板上的第三工位、对应第二端面成像机构30的第四工位、对应外侧壁成像机构40的第五工位、对应内壁成像机构50的第六工位、对应不良品剔除机构60的第七工位和合格品输出工位。
32.进行检测时，轴承1进入第一工位，并通过拨料机构80带动轴承1移动至第二工位；刚开始，轴承1的第一端面朝上设置，第一端面成像机构10采集轴承1的第一端面图像，并输出至控制系统判定；完成采集后移动至第三工位，所述翻转机构20将轴承进行180
°
翻转，使其第二端面朝上，完成后移动至第四工位，第二端面成像机构30采集轴承的第二端面图像，并输出至控制系统判定；完成采集后移动至第五工位，外侧壁成像机构40采集轴承的外侧壁图像，并输出至控制系统判定；完成采集后移动至第六工位，内壁成像机构50采集轴承的内壁图像，并输出至控制系统判定；完成采集后移动至第七工位，以剔除不合格品，合格的产品再经拨料机构80转移至合格品输出工位。
33.该设备能够自动对轴承的两端端面的外观、外侧壁的外观和内壁的外观进行图像采集并判断。实现自动化检测，效率高，精准度好。
34.具体的，流水线为直线流水线，定义该流水线的延伸方向为x轴方向。
35.进一步的，继续参照图2所示，本实施例中，再第一工位前端设置有进料机构70，进料机构70包括y轴传动组件(定义为第一y轴传动组件71)、连接第一y轴传动组件71的z轴升降组件72以及连接z轴升降组件72的夹持组件73，夹持组件73用于夹持轴承1，z轴升降组件72可采用升降气缸，带动夹持组件73升降，第一y轴传动组件71带动夹持组件73上的轴承1从进料口转移至第一工位。该进料机构70结构简单，容易实现。当然的，在其它实施例中，也可以通过传送带的传送直接将轴承传送至第一工位。
36.进一步的，继续参照图3所示，本实施例中，所述拨料机构80包括：x轴传动组件81、y轴传动组件(定义为第二y轴传动组件82)、夹持气缸83、第一夹持板84和第二夹持板85，所述第一夹持板84和第二夹持板85连接在夹持气缸83上，所述第一夹持板84和第二夹持板85组成有多对夹爪，通过夹持气缸83进行驱动夹持或松开。所述夹持气缸83设置在第二y轴传动组件82上，所述第二y轴传动组件82设置在x轴传动组件81上。进行转移轴承时，第二y轴
传动组件82带动夹爪伸入工位上，夹持气缸83驱动夹爪抓取轴承1，第二y轴传动组件82再带动夹爪回缩；之后x轴传动组件81移动一个工位的距离，使上一个工位的轴承1对应下一个工位，再由第二y轴传动组件82带动夹爪伸入，夹持气缸83驱动松开夹爪松开，放下轴1承，最后再由第二y轴传动组件82驱动夹爪回缩；完成一次产品的转移。结构简单，操作简便。
37.进一步的，所述第一端面成像机构10和第二端面成像机构30均是用于采集端面图像，因此，第一端面成像机构10和第二端面成像机构30的结构相同，以第一端面成像机构10为例，继续参照图4所示，包括支撑立柱(定义为第一支撑立柱11)、设置在第一支撑立柱11上的升降驱动器(定义为第一升降驱动器12)以及连接第一升降驱动器12的图像采集器(定义为第一图像采集器13)和顶部光源14，所述第一图像采集器13和顶部光源14均位于对应工位的上方。顶部光源14为环形光源，对轴承1的端面进行照明，第一图像采集器13对轴承1的端面的进行图像采集。结构实现简单。
38.参照图5所示，翻转机构20为能够实现180
°
翻转的结构，具体包括旋转气缸21、夹持气缸22和设置在夹持气缸22上的二个翻转板23，翻转作业时，夹持气缸22带动二个翻转板23夹持住轴承，旋转气缸21再旋转180
°
，从而使轴承进行翻转，完成后夹持气缸22再带动二个翻转板23张开。
39.参照图6所示，所述外侧壁成像机构40包括环形照明光源41、周侧照明光源42和图像采集器(定义为第二图像采集器43)，所述环形照明光源41设置第五工位的正上方，所述周侧照明光源42设置在第五工位的后下方，所述第二图像采集器43设置在第五工位的后方。
40.工作时，位于上方的环形照明光源41向下照射，同时，周侧照明光源42倾斜朝上照射，对第五工位上轴承1的后方外侧壁进行照明，第二图像采集器43进行采集图像信息。上方的环形照明光源41起到一个补充光线的作用，使得第二图像采集器43所采集的图像亮度比较均匀，提高分辨度。
41.具体的，为了保证能够对轴承1的外周侧壁进行连续的检测，本实施例中，所述外侧壁成像机构40还包括下旋转支撑组件44和上压紧组件45，所述下旋转支撑组件44和上压紧组件45分别抵接在第五工位上轴承的下端面和上端面，进而固定轴承1位置，且所述下旋转支撑组件44还能够带动轴承1旋转。通过旋转轴承1，从而能够对轴承1的外周侧壁进行连续的图像采集和检测。
42.进一步的，所述下旋转支撑组件44包括下升降驱动装置441、连接座442、驱动电机443和转轴444，所述下升降驱动装置441具体为升降气缸，下升降驱动装置441驱动连接所述连接座442，所述驱动电机443和转轴444均设置在连接座442上，且所述驱动电机443与转轴444形成传动连接，本实施例中为通过皮带实现传动连接，以驱动转轴444转动；所述第五工位上开设有对应转轴的让位孔(未示出)。作业时，下升降驱动装置441带动转轴444上升以顶住轴承1的下端面，同时，驱动电机443带动转轴444转动，进而带动轴承1旋转。下旋转支撑组件44结构简单，容易实现。当然的，在其它实施例中，下旋转支撑组件44的结构也不局限于此。
43.进一步的，所述上压紧组件45包括上升降驱动装置451和压紧块452，所述上升降驱动装置451具体为升降气缸，上升降驱动装置451设置在一安装架46上，所述上升降驱动
装置451驱动连接所述压紧块452，所述压紧块452的底部呈锥台形。作业时，上升降驱动装置451驱动压紧块452下压，压紧块452的锥台形的底部插入轴承1的内圈中以定位轴承1。轴承1的定位位置更为精准。当然的，在其它实施例中，上压紧组件的结构不局限于此。
44.继续参照图7至图9所示，所述内壁成像机构50包括面光源54和图像采集组件，对应内壁成像机构50的工位设置有一透光板(定义为第二透光板102)，所述面光源54设置在第二透光板102的下方，且出光面朝上设置；所述图像采集组件包括支撑立柱(定义为第二支撑立柱51)、升降驱动器(定义为第二升降驱动器)和图像采集器(定义为第三图像采集器53)；所述第二升降驱动器设置在支撑立柱51上，所述第三图像采集器53位于第二透光板102的上方，并固定在第二升降驱动器上，且第三图像采集器53的成像面朝下以正对第二透光板102上轴承1的内圈轴孔，所述第二升降驱动器能够带动第三图像采集器53靠近轴承以实现对轴承1的内壁的图像采集。
45.检测时，面光源54朝上发光，光线透过第二透光板102照射至其上的轴承1上；第二升降驱动器驱动第三图像采集器53下移，使得第三图像采集器53的成像面贴近轴承1的内壁，从而采集符合清晰度的图像，以便输出至处理系统进行后续判定。机构结构简单，可以达到较高的判定精准度，效率也得到提升。
46.进一步的，本实施例中，所述第二升降驱动器包括滑座522和驱动装置521，所述第二支撑立柱51上开设有一竖直的滑轨511，所述滑座522可升降滑动的配合于滑轨511上，所述驱动装置521驱动连接所述滑座522以控制滑座522的升降移动；所述第三图像采集器53固定在滑座522上。通过滑轨511和滑座522的配合方式来实现导向，第三图像采集器53的升降活动更为稳定。
47.再具体的，所述第二支撑立柱51具有一竖向延伸的内腔501，所述滑轨511设置在内腔501内，所述滑座522包括滑块5221和安装架5222，所述滑块5221设置于内腔501内并与滑轨511配合；所述安装架5222设置于第二支撑立柱51的外侧并与滑块5221固定连接。将滑动配合结构设置在内腔501内，得到一个隐藏式的装配，起到隔离保护的作用，不会被其它部件影响。
48.再具体的，所述驱动装置521包括驱动电机和丝杆，所述驱动电机设置在第二支撑立柱51的顶部，所述丝杆设置在内腔501内并与滑块5221螺接配合，所述丝杆的上端连接驱动电机的转轴。实现驱动装置521与滑块5221的驱动配合。配合结构简单，控制升降移动的精度高。
49.当然的，在其它实施例中，第二升降驱动器的结构不局限于此，如第二升降驱动器直接采用一个气缸来实现，将第三图像采集器53直接连接在气缸的活塞杆上即可。
50.进一步的，本实施例中，所述第二支撑立柱51是由多个连接板拼接而成，实现可拆卸连接，便于对内腔501内部件(如滑块5221、丝杆等)的装卸操作。
51.进一步的，本实施例中，所述第二支撑立柱51上从上到下设置有多个位置传感器54，具体为三个位置传感器54，再具体的，位置传感器54为光电传感器，所述滑座522上设置有用于触发位置传感器54的触发端，该触发端具体为设置在滑座522上的挡板523。当滑座522升降滑动至挡板523遮挡光电传感器的检测端时，光电传感器被触发，即可得到该滑座52的具体高度，便于控制。当然的，在其它实施例中，位置的检测结构不局限于此，又或者是，在控制精度达标的情况下，也可以无需采用位置检测的结构。
52.进一步的，本实施例中，所述第二透光板102为玻璃板，透光性好，且便宜。当然的，在其它实施例中，也可以采用其它能够透光的树脂板等。
53.进一步的，本实施例中，所述第三图像采集器53的下端部的成像面外围形成有锥面531。如此设置，当第三图像采集器53的成像面贴近轴承1的内壁进行成像时，照射至成像面外围的光线会被锥面531反射出去，光线不会再次返回，从而得到比较清晰的成像面。
54.继续参照图10所示。所述不良品剔除机构60包括支撑台61、下升降驱动装置62、拨料装置和收集槽65；对应不良品剔除机构60的工位开设有一让位开口(未示出)，所述支撑台61位于该让位开口内，所述下升降驱动装置62具体为升降气缸，下升降驱动装置62驱动连接支撑台61，以带动支撑台61在平齐于工位的第一位置和下降至对应收集槽65的第二位置之间切换，所述拨料装置包括拨料块63和伸缩气缸64，所述伸缩气缸64连接拨料块63，并带动拨料块将位于第二位置的支撑台61上的轴承拨动至收集槽65内。
55.当不合格的轴承被转移至第七工位时，下升降驱动装置62带动支撑台61以及其上的轴承1下降至第二位置，所述拨料装置的拨料块63在伸缩气缸64的带动下将轴承1拨动至收集槽65内。当合格的轴承被转移至第七工位时，不良品剔除机构60不动作，即支撑台61保持在第一位置，等待拨料机构80转移至合格品输出工位。
56.尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。