[发明专利]一种钢球表面展开装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及基于机器视觉的钢球分拣设备技术领域，尤其是涉及一种采用摄像头获取钢球表面图像的分拣设备的钢球表面展开装置。

背景技术

机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断，机器视觉技术是指通过机器视觉产品(即图像摄取装置，分CMOS和CCD两种)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

基于机器视觉技术的轴承钢球表面缺陷检测是目前国内外科技工作者研究的热点，其中钢球的表面展开装置是核心，也是一直以来国内外难以解决的技术问题。哈尔滨理工大学机械动力工程学院的王鹏、吴春亚等人提出了一种以LabView为软件平台结合IMAQ Vision函数库的钢球表面缺陷检测方法，该方法通过钢球在传送带上运动获取图像，然后利用缺陷区域纹理被破坏的特征，完成钢球表面缺陷的有无与类型判断，不能确切计算缺陷的大小，也不能摄取到钢球整个外表面的图像。哈尔滨工业大学的潘洪平博士也提出了一种利用摄像机和计算机图像处理与识别技术对钢球表面进行自动检测和识别分类的实验装置，该装置是在捷克子午线展开轮的基础上进行的研究，让钢球在自制的载物台上滚动，以便摄取钢球各个方位的图像，实现了钢球表面缺陷的自动检测，但是无法保证钢球在自制的载物台上被完全展开，不能保证可以摄取到各个预设点的图像。河南科技大学的宋晓霞提出了用于钢球表面展开的实验平台，其根据检测要求设计了两条相互垂直的轨道，钢球依靠自身重力在两条垂直的轨道上滚动，以便摄取到整个钢球表面的图像，但是由于钢球的二维机械运动使得获取钢球表面全覆盖图像具有随机性和复杂性。中国专利(公告号CN102658266B)公开了一种基于机器视觉的钢球分拣装置和方法，其采用进给盘中的检测腔承载钢球以一定速度做转动，钢球的展开依靠底部摩擦盘周期的转动和间歇的平动使钢球做偏心运动，达到待检测钢球表面展开的效果，但是此种方法获取图像具有随机性，并不能保证完全覆盖钢球表面，机构也比较复杂。中国专利(公告号CN102288620B)公开了一种基于多图像传感器的钢球表面展开方法及装置，该装置利用钢球的自身重力在一维轨道上滚动，其采用两个对称的图像传感器就可达到钢球表面全面覆盖，因而其展开机构的结构非常简化，但是该装置在实际使用过程中(参见专利公告号CN102735693B附图1)，该一维轨道上的钢球呈连续排布，两相邻钢球之间紧密接触，如果两相邻钢球接触的表面具有凹坑或锈斑等缺陷，在重力挤压力作用下会影响其相对滚动，使得钢球沿该一维轨道滑动，不能充分滚动展开，导致不能摄取到完整的钢球表面图像而造成漏检，其误检率较高为3～5‰，显然不能适用于钢球工业化批量分拣，因而有必要对其进行改进。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种钢球表面展开装置及方法，该装置利用钢球自身重力驱使钢球在一个方向上滚动展开，同时借助滚杠驱动钢球在另一个方向上滚动展开，其解决了现有技术中钢球不能充分滚动展开而导致的误检率较高的技术问题。该方法利用上述装置驱使钢球在两个相互垂直的方向上分别滚动展开，能够以较少的图像摄取次数而构成完整的钢球表面图像，进而提高钢球表面图像摄取的效率，而且各摄取图像的重叠区域较小，能够减少图像处理的冗余数据，可缩短钢球表面缺陷的识别处理时间。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种钢球表面展开装置，包括至少两根滚杠，两相邻滚杠之间形成有用于承载钢球的容置槽，并且钢球在自身重力的驱使下可从该容置槽的一端滚向另一端，该两相邻滚杠中至少有一根可转动的滚杠以用于驱动钢球在所述容置槽内与该滚杠同步滚动。

作为优选的方案，一种钢球表面展开装置，包括三根滚杠，该三根滚杠并排设置，并且形成有两条所述容置槽，该三根滚杠同向同步转动。

其中，本钢球表面展开装置，还包括底座及设于底座上的两块支撑板，两块支撑板相对设置，所述滚杠包括可转动地架设于两支撑板上的转轴及套设于该转轴上的滚套，滚套位于两支撑板之间。

作为另一优选的方案，一种钢球表面展开装置，所述滚杠的上方还设有挡块，该挡块开设有与所述容置槽相对应的限位挡槽，该限位挡槽为上下通槽结构，并且该限位挡槽位于所述容置槽的正上方。

进一步的，所述挡块为浅色的有机玻璃制成，并且所述挡块内沿着所述限位挡槽的槽壁装设有若干柔光灯珠。

更进一步的，所述容置槽的钢球滚出端还设有用于将钢球逐个释放的出球机构。