钢球表面缺陷检测装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种钢球表面缺陷检测装置，它包括料斗、检测滚筒、检测腔、检测光源、工业相机、展开滚筒、检测滚筒支撑架、展开滚筒支撑架、分料系统、检测驱动装置、展开旋转装置、往复驱动装置、护球片；在检测滚筒的圆柱面设有检测腔，检测滚筒的转动轴与检测驱动装置连接由检测驱动装置带动检测滚筒做步进转动；展开滚筒一端伸入检测滚筒内，通过转动轴与展开旋转装置连接带动展开滚筒沿周向旋转运动，与往复驱动装置连接带动展开滚筒沿轴向做往复运动。本发明进球稳定、平滑、均匀，最大限度地保护了钢球，使检测滚筒的使用寿命大大提高、从而降低了成本；结构简单、零配件加工精度、装配精度易保证；提高了检测准确率，提高了工作效率。
【专利说明】
钢球表面缺陷检测装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种检测装置，具体说是一种钢球表面缺陷检测装置。
【背景技术】
[0002]目前市场上的钢球表面缺陷检测装置主要的检测方式有:
[0003 ] 1、有介质、平面旋转往复式
[0004]在装置的检测槽中装有有机介质，装置的进料机构通过进料通道与安装在检测槽内的检测盘连接，检测盘的圆周设有若干检测腔，托盘主要是为检测盘提供支撑，托盘与展开转盘的端面紧密贴合，托盘与展开转盘的上表面齐平，展开转盘作往复旋转运动，带动检测转盘上的检测腔中钢球转动整个球面，以使摄像机构等拍摄到钢球的整个表面，全面检测钢球表面的缺陷。
[0005]2、有介质、平面旋转式
[0006]在装置的检测槽中装有有机介质，装置的进料机构通过进料通道与安装在检测槽内的检测盘连接，检测盘的圆周设有若干检测腔，托盘主要是为检测盘提供支撑，托盘与展开转盘的端面紧密贴合，托盘与展开转盘的上表面齐平，展开转盘与检测盘作交替旋转运动，带动检测转盘上的检测腔中钢球转动整个球面，以使摄像机构等拍摄到钢球的整个表面，全面检测钢球表面的缺陷。
[0007]3、无介质、平面旋转往复式
[0008]装置的进料机构通过进料通道与检测料槽连接，托盘主要是为检测料槽提供支撑，托盘与展开转盘的端面紧密贴合，托盘与展开转盘的上表面齐平，展开转盘作往复旋转运动，带动检测料槽上的钢球转动整个球面，以使摄像机构等拍摄到钢球的整个表面，全面检测钢球表面的缺陷。
[0009]采用上述检测方式的装置均存在缺陷:
[0010]1、采用检测方式1、2，介质中检测钢球虽然可以增加钢球的流动性，尤其是微小钢球，但介质中存在微小气泡、微小杂质以及设备震动引起的介质表面晃动，在很大程度上影响了钢球的检测精度。
[0011]2、采用检测方式2，检测盘与展开转盘作交替旋转运动，这种方式根本不可能转动整个球面，而采用检测方式1、3，展开转盘作往复旋转运动，因为是同时运动，球体作螺旋式转动，而转动整个球面有盲区，所以钢球检测存在漏检。
[0012]3、采用检测方式1、2、3的三种装置都采用了平面式，但在钢球的缺陷球中，有很大部分是平头球，若平头球的平头朝下，则平头球不易翻动，则影响了钢球的检测效果。
[0013]4、采用检测方式1、2、3的三种装置都存在检测钢球直径最小值，不能满足客户全方位的需求。
[0014]5、采用检测方式1、2、3的三种装置都采用复杂的进料机构，必须使钢球依次排队通过进料通道进入检测盘的检测腔，增加了钢球的受损机率，可能导致待检测的好球变成缺陷球。
【发明内容】
[0015]本发明的目的是采用新型装置来解决现有钢球表面缺陷检测结构中存在的漏检、误判、伤球、检测效率低的问题，提供一种结构简单、安装方便、检测准确、工作稳定、效率高的钢球表面缺陷检测装置。
[0016]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0017]一种钢球表面缺陷检测装置，它包括料斗1、检测滚筒2、检测腔3、检测光源4、工业相机6、展开滚筒7、检测滚筒支撑架8、展开滚筒支撑架9、分料系统、检测驱动装置11，展开旋转装置12、往复驱动装置、护球片14;
[0018]所述的检测滚筒2为卧式圆柱管，由检测滚筒支撑架8支撑，在所述的检测滚筒2的圆柱面设有若干检测腔3，所述的料斗I与检测滚筒2连接使待检测钢球进入检测腔3;在位于检测滚筒2顶部两侧设有检测光源4，为运转至检测滚筒2顶部的检测腔3中的待检测钢球提供照明，在所述的检测光源4前方安装匀光片5;在所述的检测滚筒2上方设有工业相机6;所述的检测滚筒2的转动轴与检测驱动装置11连接由检测驱动装置11带动检测滚筒2做步进转动，在所述的检测滚筒2步进转动方向一侧设有护球片14用于保持已检测钢球不从检测腔3中漏出；在所述的检测滚筒2下方设置分料系统，分料系统与运转至检测滚筒2底部的检测腔3相通;所述的展开滚筒7—端伸入检测滚筒2内使展开滚筒7的外圆柱面与检测滚筒2的内圆柱面间隙配合，另一端通过转动轴由展开滚筒支撑架9支撑，展开滚筒7通过转动轴与展开旋转装置12连接带动展开滚筒7沿周向旋转运动，展开滚筒支撑架9与往复驱动装置连接带动展开滚筒7沿轴向做往复运动。
[0019]优选的，所述的料斗I位于检测滚筒2侧上方，在料斗I的底部设有出料槽口与检测滚筒2间隙连接能使待检测钢球顺利进入检测腔3。所述的料斗I的底板倾斜，以利于待检测钢球进入检测腔3。
[0020]优选的，在所述的检测滚筒2的圆柱面上均匀分布多列检测腔3;所述的检测腔3为贯通检测滚筒2的圆锥形通孔;所述的检测滚筒2的圆柱面厚度与待检测钢球直径相同，确保每个检测腔3只进入一颗待检测钢球。
[0021]所述的检测滚筒支撑架8包括两个检测滚筒支撑立板，在检测滚筒支撑立板开孔设有轴承，检测滚筒2穿过轴承。
[0022]在所述的检测滚筒2的一侧设有转动轴，检测滚筒2通过转动轴与检测驱动装置11的输出轴连接，检测滚筒2的一侧敞口使展开滚筒7伸入检测滚筒2内；所述的展开滚筒7离检测滚筒2较远侧设有转动轴。所述的检测滚筒2与展开滚筒7的中心线重合，即所述的检测滚筒2的转动轴与展开滚筒7的转动轴位于同一中心线上。
[0023]所述的展开滚筒支撑架9包括支撑底板19、固定于支撑底板19上的两个展开滚筒支撑立板，在展开滚筒支撑立板开孔设有轴承，展开滚筒7的转动轴穿过轴承。
[0024]所述的往复驱动装置包括展开往复装置13、支撑架18、连杆20、转盘21;所述的转盘21和展开往复装置13的输出轴连接;所述的连杆20的一端和所述的转盘21连接，连杆的另一端与支撑底板19连接;所述的支撑架18设有导轨与展开滚筒支撑架9的支撑底板19连接。展开往复装置13旋转带动连杆20的另一端作往复远动，从而使支撑底板19沿导轨作往复运动，同时也带动展开滚筒7沿轴向做往复运动。
[0025]优选的，在所述的转盘21设有开孔与连杆20通过连接杆连接，转盘21上用于安装连接杆的开孔中心距转盘21的中心距离为待检测钢球周长的二分之一(S卩3iD/2，D为待检测钢球的直径)，确保待检测钢球在往复驱动装置带动下沿轴向做周长往复运动。所述的连接杆可以为销子。
[0026]所述的检测驱动装置11为步进电机;所述的展开旋转装置12为步进电机;所述的展开往复装置13为步进电机。
[0027]优选的，所述的分料系统的个数和检测滚筒2的圆柱面轴向每列检测腔3的个数相同；分料系统的进料口与运转至检测滚筒2底部的检测腔3相通。
[0028]所述的分料系统包括分料机构10、电磁铁15、合格通道16、缺陷通道17，所述的分料机构10包括活塞管、活塞管芯、压簧，所述的活塞管底部设有导向槽使活塞管芯移动，所述的压簧设置在活塞管芯一端，活塞管芯下方连接有钢柱，钢柱穿出活塞管;通过控制电磁铁15送断电方式使电磁铁15具备吸力或没有吸力，带动活塞管芯左右移动，从而来控制分料机构10关闭合格通道16(即打开缺陷通道17)，将不合格的钢球如钢球表面有划伤、擦伤、缺损、黑点、平头、灰球等缺陷的钢球自动送入缺陷仓;或打开合格通道16，使合格的钢球自动送入成品仓。
[0029]电磁铁15有电时具备吸力吸引钢柱向左移动，关闭合格通道16，打开缺陷通道17；电磁铁15无电时没有吸力由压簧带动钢柱向右移动复位，打开合格通道16。
[0030]所述的检测光源4由光源支架和安装在光源支架的光源(如LED灯)组成。所述的检测滚筒2顶部两侧沿检测滚筒2轴向至少设有一组检测光源4。
[0031]所述的检测滚筒2采用硬性、耐磨损、透光率为80%以上的有机复合透明材料。
[0032]所述的展开滚筒7采用硬性、耐磨损、透光率为5%以下的有机复合不透明材料。
[0033]所述的匀光片6采用透光率为60?70%的有机复合材料。检测光源4的光线经过匀光片5呈散射状以便于工业相机6拍照。
[0034]待检测钢球经过、接触的材料均采用非金属材料。
[0035]作为本发明钢球表面缺陷检测装置的优选方案，所述的钢球表面缺陷检测装置还包括框架，所述的检测滚筒支撑架8和支撑架15设置在框架的底板上。
[0036]本发明的有益效果:
[0037]1、本发明克服了现有技术结构复杂，有大量钣金件与柔性零件，安装调试不易到位，易出现零件变形、进球不畅、损坏检测盘、损伤钢球的缺陷，实现了减少中间环节的进球稳定、平滑、均匀，最大限度地保护了钢球，使检测滚筒的使用寿命大大提高、从而降低了成本。检测区域的核心部分，结构简单、零配件加工精度、装配精度易保证，使得设备的使用、保养大大简化。
[0038]2、本发明克服了现有技术在油性介质中存在微小气泡、微小杂质以及设备震动引起的油性介质表面晃动，易产生的缺陷球误判的缺陷，实现了去油性介质也可工作可靠、稳定，且提高了检测准确率，也提高了工作效率。
[0039]3、本发明克服了现有技术不能检测平头球的缺陷，提高了产品品质。
[0040]4、本发明克服了现有技术不能检测所有大小球的方式，理论上可以从O到无限，可以满足所有客户的需求。
【附图说明】
[0041 ]图1为本发明钢球表面缺陷检测装置的结构示意图；
[0042]图2为图1的俯视图；
[0043]图3为图1的A-A向剖视图。
[0044]图中，1-料斗，2-检测滚筒，3-检测腔，4-检测光源，5-匀光片，6_工业相机，7_展开滚筒，8-检测滚筒支撑架，9-展开滚筒支撑架，10-分料机构，11-检测驱动装置，12-展开旋转装置，13-展开往复装置，14-护球片，15-电磁铁，16-合格通道，17-缺陷通道，18-支撑架，19-支撑底板，20-连杆，21 -转盘。
【具体实施方式】
[0045]下面结合附图对本发明的技术方案做更进一步的解释。
[0046]如图1、2、3所示，一种钢球表面缺陷检测装置，它包括料斗1、检测滚筒2、检测腔3、检测光源4、工业相机6、展开滚筒7、检测滚筒支撑架8、展开滚筒支撑架9、分料系统、检测驱动装置11、展开旋转装置12、往复驱动装置、护球片14、电磁铁15、合格通道16、缺陷通道17、支撑架18、支撑底板19、连杆20、转盘21。
[0047]所述的检测滚筒2为卧式圆柱管，由检测滚筒支撑架8支撑，检测滚筒2的圆柱面厚度与待检测钢球直径相同，在所述的检测滚筒2的圆柱面均匀分布多列检测腔3，检测腔3为贯通检测滚筒2的圆锥形通孔。所述的料斗I位于检测滚筒2侧上方，在料斗I的底部设有出料槽口与检测滚筒2间隙连接使待检测钢球进入检测腔3;在位于检测滚筒2顶部两侧沿检测滚筒2轴向设有检测光源4，为运转至检测滚筒2顶部的检测腔3中的待检测钢球提供照明，在所述的检测光源4前方安装匀光片5;在所述的检测滚筒2上方设有工业相机6;所述的检测滚筒2的转动轴与检测驱动装置11连接由检测驱动装置11带动检测滚筒2做步进转动，在所述的检测滚筒2步进转动方向一侧设有护球片14用于保持已检测钢球不从检测腔3中漏出；在所述的检测滚筒2下方设置分料系统，分料系统的个数和检测滚筒2的圆柱面轴向每列检测腔3的个数相同，分料系统与运转至检测滚筒2底部的检测腔3相通。
[0048]所述的展开滚筒7—端伸入检测滚筒2内使展开滚筒7的外圆柱面与检测滚筒2的内圆柱面间隙配合，另一端通过转动轴由展开滚筒支撑架9支撑，展开滚筒7与检测滚筒2的中心线重合。展开滚筒7通过转动轴与展开旋转装置12连接带动展开滚筒7沿周向旋转运动，展开滚筒支撑架9与往复驱动装置连接带动展开滚筒7沿轴向做往复运动。
[0049]所述的检测滚筒支撑架8包括两个检测滚筒支撑立板，在检测滚筒支撑立板开孔设有轴承，检测滚筒2穿过轴承。所述的展开滚筒支撑架9包括支撑底板19、固定于支撑底板19上的两个展开滚筒支撑立板，在展开滚筒支撑立板开孔设有轴承，展开滚筒7的转动轴穿过轴承。
[0050]所述的往复驱动装置包括展开往复装置13、支撑架18、连杆20、转盘21;所述的转盘21和展开往复装置13的输出轴连接;所述的连杆20的一端通过连接杆和转盘21设有的开孔连接，转盘21的开孔中心距转盘21的中心距离为待检测钢球周长的二分之一;连杆20的另一端与支撑底板19连接;所述的支撑架18设有导轨与展开滚筒支撑架9的支撑底板19连接。展开往复装置13旋转带动连杆20的另一端作往复远动，从而使支撑底板19沿导轨作往复运动，同时也带动展开滚筒7沿轴向做往复运动。
[0051]所述的分料系统包括分料机构10、电磁铁15、合格通道16、缺陷通道17，所述的分料机构10包括活塞管、活塞管芯、压簧，所述的活塞管底部设有导向槽使活塞管芯移动，所述的压簧设置在活塞管芯一端，活塞管芯下方连接有钢柱，钢柱穿出活塞管;通过电脑系统控制电磁铁15送断电方式使电磁铁15具备吸力或没有吸力，带动活塞管芯左右移动从而来控制分料机构10。电磁铁15有电时具备吸力吸引钢柱向左移动，关闭合格通道16，打开缺陷通道17，将不合格的钢球如钢球表面有划伤、擦伤、缺损、黑点、平头、灰球等缺陷的钢球自动送入缺陷仓;电磁铁15无电时没有吸力由压簧带动钢柱向右移动复位，打开合格通道16，使合格的钢球自动送入成品仓。
[0052]所述的检测驱动装置11为步进电机;所述的展开旋转装置12为步进电机;所述的展开往复装置13为步进电机。
[0053]本发明钢球表面缺陷检测装置工作时，检测滚筒2由检测驱动装置11转动轴带动待检钢球做步进转动，待检钢球由检测滚筒2步进至工业相机6正下方时，展开滚筒7先由展开旋转装置12做200度旋转运动，再由展开往复装置13带动展开滚筒7做待检钢球周长往复运动，检测滚筒2上检测腔3中的待检钢球转动整个球面，由正上方的工业相机6采集被测钢球展开面的图像信息，该图像信息输入给计算机，由计算机进行处理，同时在终端显示器上显示钢球表面的放大图像，计算机识别系统通过识别采集到的钢球表面图像来判别钢球表面的质量是否合格，当检测过的钢球到达护球片14出口处时，由计算机控制电磁铁15通断电来控制分料机构10是否打开合格通道16，使合格的钢球自动送入成品仓，或打开缺陷通道17，将不合格的钢球如钢球表面有划伤、擦伤、缺损、黑点、平头、灰球等缺陷的钢球自动送入缺陷仓。
【主权项】
1.一种钢球表面缺陷检测装置，其特征在于它包括料斗(1)、检测滚筒(2)、检测腔(3)、检测光源(4)、工业相机(6)、展开滚筒(7)、检测滚筒支撑架(8)、展开滚筒支撑架(9)、分料系统、检测驱动装置(11)、展开旋转装置(12)、往复驱动装置、护球片(14); 所述的检测滚筒(2)为卧式圆柱管，由检测滚筒支撑架(8)支撑，在所述的检测滚筒(2)的圆柱面设有若干检测腔(3)，所述的料斗(I)与检测滚筒(2)连接使待检测钢球进入检测腔(3);在位于检测滚筒(2)顶部两侧设有检测光源(4)，为运转至检测滚筒(2)顶部的检测腔(3)中的待检测钢球提供照明，在所述的检测光源(4)前方安装匀光片(5);在所述的检测滚筒(2)上方设有工业相机(6);所述的检测滚筒(2)的转动轴与检测驱动装置(11)连接由检测驱动装置(11)带动检测滚筒(2)做步进转动，在所述的检测滚筒(2)步进转动方向一侧设有护球片(14)用于保持已检测钢球不从检测腔(3)中漏出；在所述的检测滚筒(2)下方设置分料系统，分料系统与运转至检测滚筒(2)底部的检测腔(3)相通;所述的展开滚筒(7) —端伸入检测滚筒(2)内使展开滚筒(7)的外圆柱面与检测滚筒(2)的内圆柱面间隙配合，另一端通过转动轴由展开滚筒支撑架(9)支撑，展开滚筒(7)通过转动轴与展开旋转装置(12)连接带动展开滚筒(7)沿周向旋转运动，展开滚筒支撑架(9)与往复驱动装置连接带动展开滚筒(7)沿轴向做往复运动。2.根据权利要求1所述的钢球表面缺陷检测装置，其特征在于所述的料斗(I)位于检测滚筒(2)侧上方，在料斗(I)的底部设有出料槽口与检测滚筒(2)间隙连接能使待检测钢球顺利进入检测腔(3)。3.根据权利要求1所述的钢球表面缺陷检测装置，其特征在于在所述的检测滚筒(2的圆柱面上均匀分布多列检测腔(3);所述的检测腔(3)为贯通检测滚筒(2)的圆锥形通孔;所述的检测滚筒(2)的圆柱面厚度与待检测钢球直径相同。4.根据权利要求1所述的钢球表面缺陷检测装置，其特征在于所述的检测滚筒支撑架(8)包括两个检测滚筒支撑立板，在检测滚筒支撑立板开孔设有轴承，检测滚筒(2)穿过轴承。5.根据权利要求1所述的钢球表面缺陷检测装置，其特征在于所述的展开滚筒支撑架(9)包括支撑底板(19)、固定于支撑底板(19)上的两个展开滚筒支撑立板，在展开滚筒支撑立板开孔设有轴承，展开滚筒(7)的转动轴穿过轴承。6.根据权利要求1所述的钢球表面缺陷检测装置，其特征在于所述的往复驱动装置包括展开往复装置(13)、支撑架(18)、连杆(20)、转盘(21);所述的转盘(21)和展开往复装置(13)的输出轴连接;所述的连杆(20)的一端和所述的转盘(21)连接，连杆的另一端与支撑底板(19)连接;所述的支撑架(18)设有导轨与展开滚筒支撑架(9)的支撑底板(19)连接。7.根据权利要求6所述的钢球表面缺陷检测装置，其特征在于在所述的转盘(21)设有开孔与连杆(20)通过连接杆连接，转盘(21)上用于安装连接杆的开孔中心距转盘(21)的中心距离为待检测钢球周长的二分之一。8.根据权利要求6所述的钢球表面缺陷检测装置，其特征在于所述的检测驱动装置(11)为步进电机;所述的展开旋转装置(12)为步进电机;所述的展开往复装置(13)为步进电机。9.根据权利要求1所述的钢球表面缺陷检测装置，其特征在于所述的分料系统包括分料机构(10)、电磁铁(15)、合格通道(16)、缺陷通道(17);所述的分料机构(10)包括活塞管、活塞管芯、压簧，所述的活塞管底部设有导向槽使活塞管芯移动，所述的压簧设置在活塞管芯一端，活塞管芯下方连接有钢柱，钢柱穿出活塞管;通过控制电磁铁(15)送断电方式使电磁铁(15)带动活塞管芯左右移动实现分料机构(10)打开或关闭合格通道(16)。10.根据权利要求1所述的钢球表面缺陷检测装置，其特征在于所述的检测滚筒(2)采用硬性、耐磨损、透光率为80%以上的有机复合透明材料;所述的展开滚筒(7)采用硬性、耐磨损、透光率为5%以下的有机复合不透明材料;所述的匀光片(6)采用透光率为60?70%的有机复合材料。
【文档编号】G01N21/952GK106053486SQ201610554904
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月14日
【发明人】曹翀, 杨斌, 郑启文
【申请人】南京久盯自动化科技有限公司