[实用新型]基于机器视觉的钢球表面展开装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及钢球分拣设备技术领域，尤其是涉及一种钢球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)，为提高分拣效率，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，也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，本实用新型的目的是提供一种基于机器视觉的钢球分拣设备的钢球表面展开装置，其采用螺杆驱动钢球被动滚动展开的技术手段，主要解决了两相邻钢球因紧密接触而导致的钢球不能主动滚动展开的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种基于机器视觉的钢球表面展开装置，包括用于承载钢球的导轨、平行设置于导轨下方且与钢球滚动配合的螺杆以及驱动螺杆转动的驱动装置；当钢球经过所述螺杆上方的导轨时，钢球在螺杆驱动和导轨导向的共同作用下相对导轨同时径向滚动和横向位移，且钢球至少径向滚动一个圆周。

其中，所述螺杆长度大于M*N倍螺距，螺杆每转动M周其带动钢球径向滚动1/N圆周和横向位移M倍螺距，其中M、N为整数，M≥1，N≥3。优选的，所述螺杆长度为5倍螺距，螺杆转动1周其带动钢球被动滚动1/4圆周和横向位移1倍螺距。优选的，所述螺杆长度为9倍螺距，螺杆转动2周其带动钢球被动滚动1/4圆周和横向位移两倍螺距。

其中，所述驱动装置为伺服步进电机。所述导轨为设于钢球两旁侧的相互平行的导向条，所述螺杆设于两所述导向条正中的下方。