一种用于轴承滚子圆柱表面的图像采集装置的制作方法

本发明涉及图像采集技术领域，尤其涉及了一种基于机器视觉检测技术的图像采集装置，本发明包含但不限于轴承滚子圆柱表面的图像采集。

背景技术：

轴承滚子作为滚动轴承的重要组成部分，广泛的应用于汽车、轧机、冶金等行业，因为生产工艺的限制以及本身材料的限制，在生产的过程中，轴承滚子的圆柱表面特别容易产生划痕、锈斑、磕伤等缺陷，如果存在质量缺陷的轴承滚子装入到滚动轴承内部，将会极大的影响轴承的性能和使用寿命。目前大多数的工厂仍然采用人工检测轴承滚子外观，这种检测方式效率低，而且容易漏检、误检。随着机器视觉的发展，轴承滚子表面缺陷检测也有了极大发展。

现在市面上针对轴承滚子表面的图像采集主要有基于面阵相机和线阵相机的两种方案。面阵相机的采集方案采用多个面阵相机分别放置在轴承滚子的周围，然后分别采集轴承滚子各部分图像，最后将各图像汇总，工作效率较低。线阵相机方案主要通过强光照射在轴承滚子表面，然后通过其他装置带动轴承滚子的转动，利用轴承滚子和线阵相机之间的相对运动，扫描圆柱滚子表面的组成一幅图像，虽然拍摄的图像精度较高，但其对光源的亮度以及对轴承滚子的转动装置的精度要求较高且线阵相机的成本较高。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于轴承滚子圆柱表面的图像采集装置，该装置有效的客服传统使用面阵相机方案，需要使用多个相机的不足，以及线阵相机需要精密装置的不足，能够实现单个相机完成缺陷的检测；另外，本发明能够有效代替人工，极大的提高检测效率，促进轴承滚子圆柱表面的检测发展。

为了达到以上的目标，本发明的技术方案为：一种用于轴承滚子圆柱表面的图像采集装置，由以下几部分组成，包括固定单元、拍摄单元、光源单元、图像处理单元；其特征在于：

所述的固定单元包括工作台、转台、第一v型气缸、第二v型气缸、第一光电感应开关、电磁铁、立方体密闭遮光罩和转台控制器，转台、第一v型气缸、第二v型气缸和第一光电感应开关固定在工作台上，转台在中间，第一v型气缸、第二v型气缸在转台的左右二侧，第一光电感应开关与电磁铁相连，电磁铁安装在转台台面中心处的内部，转台通过数据线和转台控制器连接，立方体密闭遮光罩将整个装置罩在工作台上；所述电磁铁用于固定圆柱滚子，使其固定在转台台面上，转台控制器通过数据线还与工控机连接，用于带动圆柱滚子的转动，工控机通过转台控制器控制转台的运转；

所述的拍摄单元包括面阵相机、相机座、前后方向丝杆滑台、垂直方向丝杆滑台、第二光电感应开关和第三光电感应开关；面阵相机固定在相机座上，相机座安装在垂直方向丝杆滑台上，垂直方向丝杆滑台安装在前后方向丝杆滑台上，前后方向丝杆滑台固定在工作台上，第二光电感应开关安装在第一v型气缸上，第三光电感应开关安装在第二v型气缸上；第二光电感应开关和第三光电感应开关通过数据线与面阵相机相连，

所述光源单元包括环形无影光源、光源架、垂直方向的长杆、前后方向的长杆、转接头和光源控制器；环形无影光源安装在光源架上，光源架固定在前后方向的长杆上，前后方向的长杆通过转接头和垂直方向的长杆连接，垂直方向的长杆安装在工作台上，光源控制器通过数据线与环形无影光源连接，控制环形无影光源的开关和亮度；

所述的图像处理单元包括工控机，工控机通过数据线分别与面阵相机、转台控制器相连接，工控机用于获取采集到的图像。

本发明的有益效果：1、采用面阵相机代替人眼，减少由于人的主观观察造成的误判，提高了圆柱滚子检测的效率。2、采用单个相机代替多个相机检测圆柱滚子表面图像采集，通过转台带动圆柱滚子的转动，边旋转边采集，提高了采集效率，降低了成本。3、采用面阵相机采集圆柱滚子表面缺陷，与线阵相机相比，不需要采用精密复杂的装置，而且成本更低。

附图说明

附图1为发明内部结构的示意图。

附图2为发明外部结构的示意图。

图中：1、固定单元，11、工作台，12、转台，13、第一v型气缸，14、第二v型气缸，15、第一光电感应开关，16、电磁铁，17、立方体遮光罩、转台控制器18，2、拍摄装置，21、面阵相机，22、相机座，23、前后方向丝杆滑台，24、垂直方向丝杆滑台，25、第二光电感应开关，26、第三光电感应开关，3、光源装置，31、环形无影光源，32、光源架，33、垂直方向的长杆，34、前后方向的长杆，35、转接头、36、光源控制器，4、图像处理单元。

具体实施方式

如图1-2所示，一种轴承滚子圆柱表面的图像采集装置，由固定单元1，、拍摄单元2、光源单元3和图像处理单元4组成。

所述的固定单元1工作台11、转台12、v型气缸13、v型气缸14、光电感应开关15、电磁铁16、立方体遮光罩17，转台12、v型气缸13、v型气缸14、光电感应开关15安装在工作台11上，v型气缸13和v型气缸14，通过接收光电感应开关15的信号，将圆柱滚子推至转台12的中心处，保证圆柱滚子始终处于电磁铁16上，电磁铁16安装在转台12台面的中心圆孔位置，用于固定圆柱滚子，立方体遮光罩17覆盖在工作台11上，可以隔绝外界光线对整个装置的影响，转台控制器18放置在工作台面外，控制转台的运转。

所述拍摄单元2包括面阵相机21、相机座22、前后方向丝杆滑台23、垂直方向丝杠滑台24、光电感应开关25、光电感应开关26，面阵相机21固定在相机座22上，相机座22安装在垂直方向丝杆滑台24上，垂直方向丝杆滑台24安装在前后方向丝杆滑台23上，用于调节面阵相机21的上下高度，前后方向丝杆滑台23固定在工作台11上，用于调节面阵相机21的前后距离，光电感应开关25安装在v型气缸13上，用于向电磁铁16发送信号，光电感应开关26安装在v型气缸14上，用于向面阵相机21和转台12发送信号。

所述光源单元3包括环形无影光源31、光源架32、垂直方向的长杆33、前后方向的长杆34、转接头35和光源控制器36，环形无影光源31安装在光源架32上，采用这种环形无影光源可以将圆柱滚子表面的缺陷显现出来，光源架32固定在前后方向的长杆34上，前后方向的长杆34通过转接头35和垂直方向的长杆33连接，通过转接头35可以调节环形光源与圆柱滚子的距离，垂直方向的长杆33安装在工作台11上，光源控制器36通过数据线与环形无影光源31连接，控制环形无影光源31的开关和亮度。

所述图像处理单元4包括工控机，主要通过数据线分别和面阵相机21、光源控制器36、转台控制器18连接，控制转台12的旋转和图像的采集。

本发明的工作方式是：当圆柱滚子的尺寸固定时，同时调节拍摄单元2和光源单元3，使图像处理单元4可以采集到清晰图像。当圆柱滚子被传送到转台12的中心位置时，光电感应开关15感应到圆柱滚子，光电感应开关15向v型气缸13和v型气缸14发送信号，然后v型校正气缸13和v型校正气缸14同时向圆柱滚子方向推动，把圆柱滚子推至转台12的中心位置，当v型气缸13回到原来位置时，v型气缸13上的光电感应开关25，向电磁铁16发送信号，电磁铁16吸住圆柱滚子，同时v型气缸14上的光电感应开关26向转台控制器18和面阵相机21发送信号，转台12开始转动，面阵相机21开始采集图像，通过转台12的不断转动，面阵相机21不断的将采集到的图像通过数据线传输到图像处理单元4。

上述采集装置中，圆柱滚子的识别率特别高，而且仅需一个工位，一台相机，安装方便，适合安装复杂的工业环境中，具有经济性和实用性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明有任何限制，凡是根据本发明技术对以上实施例所做的任意简单的修改、变更，在不脱离本发明前提下的若干改进和修饰，都属于本发明的技术方案保护范围之内。