[发明专利]一种基于比较测量法的轴承内圈多参数视觉测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及测量和测试领域，特别涉及一种基于比较测量法的轴承内圈多参数视觉测量与自动分选系统。

背景技术

轴承是机械行业中一个重要的基础部件，在轴承的生产过程中，轴承各组成部分的加工精度直接影响轴承的使用性能和寿命，所以对轴承内圈各个参数的质量检测一直是生产厂家关心的重要问题。目前，大多数的轴承生产厂家仍然依靠机械式、电子式、气动式和光学式等测量仪器来对轴承内圈进行离线检测，但由于轴承内圈的生产量大，采用人工检测的方式很难实现产品的在线检测和全数检测，并且由于受人为因素影响，这种依靠人力检测的方法存在劳动强度大、易引入人为误差等缺点，难以满足大批量零件的质量控制需求。

随着产品质量管理的规范化和法制化，在线检测和全数检测的呼声越来越高，而视觉检测技术作为一种非接触检测手段，具有检测速度快，检测结果稳定，自动化程度高以及具备在线检测、实时分析和实时控制等优点，对于机械零件的视觉检测，目前基本上采用全局测量的方法，对于高精度视觉检测和大尺寸零件视觉检测，检测系统对相机的分辨率要求很高，这样就大大增加了检测系统的成本，从而限制了系统的推广和应用。在这样的技术背景下，本发明的提出就具有一定的理论和工程应用价值。

发明内容

本发明的目的是为轴承内圈的在线检测和全数检测提供一种基于比较测量法的多参数视觉测量系统，不仅解决了采用人工检测时存在的劳动强度大和易引入人为误差等问题。而且通过采用比较测量法，解决了轴承内圈在高精度检测和大尺寸检测时对相机分辨率要求过高而导致系统成本过高的瓶颈问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种基于比较测量法的轴承内圈多参数视觉测量系统包括摆杆式栅栏入料机构、轴向参数测量装置、径向参数测量装置、输送机构、分选机构、PLC控制模块、上位机控制模块和人机交互模块，其特征在于在机架的上方安装有将入料槽中的轴承内圈逐个输送入到轴向测量工位的摆杆式栅栏入料机构；在机架的中部安装有通过比较测量法测量轴承内圈内孔直径及变动量、外径及变动量的轴向参数测量装置和通过比较测量法测量轴承内圈的沟槽直径及变动量、沟槽曲率半径及变动量、宽度及变动量的径向参数测量装置；在机架的下方安装有将处于轴向测量工位中的轴承内圈输送到径向测量工位的输送机构和根据测量结果将轴承内圈按照合格品、返修品和报废品进行分选归类的分选机构，其中摆杆式栅栏入料机构出口的中线、轴向参数测量装置的中线和输送机构入口的中线位于同一直线上，径向参数测量装置和轴向参数测量装置等高，并位于分选机构入口处的正上方，径向参数测量装置和轴向参数测量装置均通过信号线和对图像数据执行预处理和特征提取的上位机控制模块内的数据采集卡连接，用于采集位置传感器输入信号，并对气缸、机械手和电机的运动进行精确控制的PLC控制模块通过串口和上位机控制模块连接，用于用户输入指令、标定参数以及预设公差，同时实时显示捕获图像和测量结果，并同时进行数据存储和统计分析的人机交互模块分别和PLC控制模块以及上位机控制模块连接。

所述的摆杆式栅栏入料机构包括入料槽、接近开关、摆杆式栅栏、顶杆、Z方向移动气缸、Z方向滑轨、连杆式推出机构、Z方向机械手和升降滑台，用于对入料槽中的轴承内圈进行逐个输送的摆杆式栅栏包括转动杆、前隔离柱、中隔离柱、后隔离柱、栅栏板和圆柱摆杆，其中转动杆安装在机架上，并通过转动副和前隔离柱连接，圆柱摆杆位于顶杆的正上方，并通过螺纹和栅栏板连接；用于将圆柱摆杆顶起，并带动摆杆式栅栏摆动的顶杆安装在升降滑台上；Z方向移动气缸安装在Z方向滑轨上，其活塞可以将升降滑台推送到轴向测量工位的前方；用于将Z方向机械手中抓取的轴承内圈推送到轴向测量工位的连杆式推出机构的两端通过螺纹与Z方向机械手和升降滑台连接。

所述的轴向参数测量装置包括气动动力卡盘、轴向测量相机、光源、镜头、位置调节工作台和轴承推出盘，以轴承内圈的外径为定位基准，并完成对轴承内圈的夹紧和定位的气动动力卡盘包括卡盘体、活动卡爪和卡爪的气动驱动机构，其中活动卡爪上固定有能够提高工件定位精度的金属半球；轴向测量相机安装在和气动动力卡盘相对的位置调节工作台上；用于将被测的轴承内圈推送到卡规式输送架上的轴承推出盘安装气动动力卡盘的卡盘体上。