基于机器视觉的环状工件内壁缺陷检测设备及方法与流程

本发明属于检测技术领域，尤其是一种基于机器视觉的环状工件内壁缺陷检测设备及方法。

背景技术：

现有技术中，对于一些高精密零件，例如轴承套，其内、外壁、端面、内外倒角进行严格的检测，判定是否存在裂痕、缺口等缺陷。传统的检测方法一般通过人为检测，这种方式不仅效率低下，而且检测精度差。

目前，市面上出现了用广角镜头检测，这种检测方式存在的问题为：一、往往需要多台相机，多个工位进行配合检测，检测效率低；二、需要使用昂贵的内窥镜头，使得检测成本极大的提高。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于机器视觉的环状工件内壁缺陷检测设备及方法，该装置结构简单、检测精度高。

本发明的方案是这样实现的：

一种基于机器视觉的环状工件内壁缺陷检测设备，包括机架和多组检测工位，所述机架上间隔安装多组检测工位，所述检测工位包括一对镜片、光源和摄像机，所述机架上安装有传送链，该传送链的两侧间隔安装多对镜片，每对镜片为对称倾斜设置，所述镜片的上方安装有光源，该光源中部安装摄像机。

而且，所述镜片的背面安装支架，每对镜片的支架底部分别与一对啮合安装的齿轮固装连接，其中一个齿轮由步进电机驱动。

而且，所述机架的上料端设置有上料挡板，对应该上料挡板里侧的机架上安装滑动挡板，所述上料挡板和滑动挡板均为l型结构。

而且，所述上料挡板一侧的机架上安装气缸，通过气缸将工件顶入传送链上。

而且，所述上料挡板与镜片之间传送链外侧的机架上安装传感器。

而且，每组检测工位后侧的机架上安装有用于检测工件位置的传感器。

而且，所述机架的出料端安装有剔除叶轮，该剔除叶轮的转盘上圆轴均布固装多个叶片，所述剔除叶轮位于传送链的正上方。

而且，对应剔除叶轮的机架里侧下方倾斜安装下料斗。

而且，所述机架上安装两条传送链。

一种基于机器视觉的环状工件内壁缺陷检测设备的方法，包括如下步骤：

步骤一、工件从上料挡板顶部的进料口进入，通过气缸将工件推送到传送链上，此时传感器检测是否有工件，如果没检测到工件则继续上料；

步骤二、传送链将工件传送至第一个检测工位开始检测，摄像机记录工件成像；

步骤三、然后工件被送入后面的多个检测工位继续检测，目的是有效提高了检测精度，每组检测工位后方的传感器用于记录不良品的位置；

步骤四、最后一个传感器确定不良品后，剔除叶轮旋转从而将不良品剔除。

本发明的优点和积极效果是：

1、本设备通过镜片、光源、摄像机组成成像设备，将工件的外壁、内壁以及两个端面均呈现于同一个图像内，不仅结构简单、而且提高检测精度。

2、本设备设置多组检测工位，大大提高检测精度，有效降低了人力、提高工作效率。

3、本设备的上料端设置有气缸，便于工件入位，通过上料端传感器进行检测，防止空位，提高效率。

4、本设备的下料端设置有剔除叶轮，当发现不良品后直接将其从传送链上剔除，智能化程度高、提高效率。

5、本设备中的每对镜片通过一组啮合的齿轮调节其角度，实现了同步调节角度的目的，易于操作、结构简单、同步性强。

6、本发明结构简单、构思巧妙，整个检测过程均由设备完成，无需人工操作，另外本设备中的摄像机使用普通的定焦镜头即可，降低了检测设备的成本。本设备易于实现、实用性强，实现了同一工位的全方位采集，从而实现了快速全方位检测的目的，具有广泛推广应用的价值。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为图1的右视图；

图3为本发明的立体结构；

图4是图1中每组镜片的安装结构示意图；

图5是图3中的i部放大图；

图6是本发明摄像机采集的图像。

附图标记：

1-光源、2-摄像机、3-镜片、4-传送链、5-传感器、6-上料挡板、7-气缸、8-支架、9-剔除叶轮、10-下料斗、11-电机、12-机架、13-齿轮、14-滑动挡板、15-步进电机、16-转轴。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。

一种基于机器视觉的环状工件内壁缺陷检测设备，如图1至图3所示，包括机架12和多组检测工位，所述机架上间隔安装多组检测工位，本实施例附图中的检测工位为三组，所述检测工位包括一对镜片3、光源1和摄像机2，所述机架上安装有传送链4，该传送链由驱动电机11驱动，该传送链的两侧间隔安装三对镜片，每对镜片为对称倾斜设置，所述镜片的上方安装有光源，该光源中部安装摄像机。工件a的两个端面及内壁在每组镜片中得到成像，最终使得摄像机的成像效果如图6所示，可将工件的外壁、内壁及其两个端面呈现在一副图像上，实现了同一工位的全方位采集，从而实现了快速全方位检测的目的。

本实施例中，所述镜片的背面安装有l型结构的支架8，每对镜片的支架底部设置有一组啮合的齿轮13，每个齿轮同轴固装有转轴16，每个支架的底端部与转轴固装在一起，如图4所示，其中一个齿轮由步进电机15驱动，从而实现两片镜片同步调节角度的目的，结构简单、实用性强。

所述机架的右侧设置有上料挡板6，如图5所示，对应该上料挡板里侧的机架上安装滑动挡板14，通过调节滑动挡板与上料挡板之间的距离，从而实现不同规格工件的检测，提高了适用范围。所述机架上制有供滑动挡板移动的长槽(图中未示出)。所述上料挡板和滑动挡板均为l型结构。

为了便于上料，所述上料挡板一侧的机架上安装气缸7，通过气缸将工件顶入传送链上。

所述上料挡板与镜片之间传送链外侧的机架上安装传感器5，该传感器用于检测工件是否落入在传送链上。

每组检测工位后侧的机架上同样安装有用于检测工件位置的传感器。

所述机架左侧的出料端安装有剔除叶轮9，该剔除叶轮的转盘上圆轴均布固装多个叶片。所述剔除叶轮位于传送链的正上方，对应剔除叶轮的机架里侧下方倾斜安装下料斗10。当发现不合格品时，剔除叶轮旋转一角度，从而将不良品剔除并通过下料斗落入不良区域内。

为了提高工作效率，所述机架上安装两条传送链。

一种基于机器视觉的环状工件内壁缺陷检测设备的方法，包括如下步骤：

步骤一、工件从上料挡板顶部的进料口进入，通过气缸将工件推送到传送链上，此时传感器检测是否有工件，如果没检测到工件则继续上料；

步骤二、传送链将工件传送至第一个检测工位开始检测，摄像机记录工件成像；

步骤三、然后工件被送入后面的多个检测工位继续检测，目的是有效提高了检测精度，每组检测工位后方的传感器用于记录不良品的位置；

步骤四、最后一个传感器确定不良品后，剔除叶轮旋转从而将不良品剔除。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。