專利名稱：微小的圓或圓環(huán)形零件表面缺陷檢測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及微小的圓或圓環(huán)形零件表面缺陷檢測系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)流水線作業(yè)過程中對微小的圓或圓環(huán)形零件表面缺陷進行雙面檢測。
背景技術：
在工業(yè)生產(chǎn)中，對零件表面質(zhì)量的檢測是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。具有無接觸、無損傷、高效率、低誤檢率、在線實時等優(yōu)點的微小圓或圓環(huán)形零件表面缺陷檢測，大大提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量。在檢測過程中，如何對零件平穩(wěn)輸運、實時平穩(wěn)檢測、翻面及缺陷類型的區(qū)分與篩選、數(shù)量統(tǒng)計成為關鍵的技術問題。申請?zhí)枮?00610026220.7的中國專利公開了一項名稱為“磁環(huán)圖像自動檢測裝置”的技術方案。該方案包括機架，在機架臺面上，其前部安裝一個磁環(huán)自動上料盤，而其后安裝第一套雙頭移載機械手裝置，在第一套雙頭移載機械手裝置之上安裝一個第一影像檢測平臺，而其后側(cè)安裝第二套雙頭移載機械手裝置和一個磁環(huán)翻轉(zhuǎn)裝置，在所述的磁環(huán)翻轉(zhuǎn)裝置的后側(cè)安裝一個第二影像檢測平臺；磁環(huán)在磁環(huán)自動上料盤上由第一套雙頭移載機械手裝置送到第一影像檢測平臺上進行磁環(huán)上表面檢測，然后由磁環(huán)翻轉(zhuǎn)裝置和第二套雙頭移載機械手裝置將磁環(huán)翻轉(zhuǎn)而送到第二影像檢測平臺上對磁環(huán)的下表面進行檢測。其存在的技術問題是，(I)該方案并未公開如何解決在檢測過程中，如何對零件平穩(wěn)輸運并實時平穩(wěn)檢測，并且未能公開零件在第二面檢測的重排列問題。(2)該方案所述的雙頭移載機械手裝置結(jié)構復雜，不易控制，由于零件具有薄、小的特點，不易于夾持，因此，該方案檢測效率低。(3)該方案只是對零件進行檢測，未公開對有缺陷零件的分類回收，不利于對加工零件的質(zhì)量進行統(tǒng)計和分析，找出產(chǎn)生缺陷的零件的原因，進而提高產(chǎn)品質(zhì)量和效率。
發(fā)明內(nèi)容為了解決已有技術存在的問題，本實用新型提供一種微小的圓或圓環(huán)形零件表面缺陷檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)流水線作業(yè)過程中對微小的圓或圓環(huán)形零件表面缺陷進行雙面檢測。所述的微小的圓或圓環(huán)形零件，是指直徑在8-12mm范圍內(nèi)的零件。本實用新型提供的一種微小的圓或圓環(huán)形零件表面缺陷檢測系統(tǒng)包括第一輸運單元、第一光學檢測單元、自動翻面單元、第一自動分離回收單元、第二輸運單元、第二光學檢測單元、第二自動分離回收單元、控制單元及底座；(I)所述的第一輸運單元包括機架、主動帶輪裝置、從動帶輪裝置、減振阻尼裝置、電機、電機架、V帶輪和V帶；所述的機架是由第一長方體板和第二長方體板、三個以上的加強肋和四個L形塊組成；三個以上的加強肋的兩端分別通過螺栓與第一長方體板和第二長方體板緊固連接；第一長方體板和第二長方體板的兩端各通過螺栓與一個L形塊的一端固連，每個L形塊的另一個端分別有一個螺紋孔；主動帶輪裝置安裝在機架的一端；主動帶輪裝置是由主動帶輪、主動帶輪軸、軸承、軸承端蓋組成；主動帶輪軸的兩端均與軸承過盈配合，軸承與主動帶輪過盈配合，主動帶輪的兩端各通過螺栓連接一個軸承端蓋，使主動帶輪可以繞主動帶輪軸轉(zhuǎn)動；主動帶輪軸兩端各有一個孔分別與第一長方體板和第二長方體板的一端的L形塊上的螺紋孔配合，用螺栓分別通過所述的孔把主動帶輪軸固定；主動帶輪的一端有環(huán)繞的V帶槽，用以安裝V帶;所述的從動帶輪裝置安裝在機架的另一端；從動帶輪裝置的從動帶輪沒有環(huán)繞的V帶槽，其余的形狀和結(jié)構與主動帶輪完全一樣；從動帶輪軸的兩端也各有一個孔分別與第一長方體板和第二長方體板的另一端的L形塊上的螺紋孔配合，用螺栓分別通過所述的孔把從動帶軸的兩端固定；電機通過螺栓連接在縱截面是U形板的電機架上，電機架5通過螺栓固定在第一材長方體板和第二材長方體板的上表面，電機的軸與V帶輪通過頂絲固連，V帶一端嵌入V帶輪47的V帶槽，另一端嵌在主動帶輪中的V帶槽內(nèi)；電機4帶動V帶輪轉(zhuǎn)動，由電機帶動V帶輪轉(zhuǎn)動，V帶輪通過V帶帶動主動帶輪轉(zhuǎn)動，平帶置于從動帶輪和主動帶輪上，由于摩擦力的作用，平帶在主動帶輪和從動帶輪上轉(zhuǎn)動，完成輸運待檢零件；所述的減振阻尼裝置包括2個連接板、4個凸臺、4個彈簧、檢測平臺、4個直線軸承、縱截面是U形的安裝架及4個光軸；2個長方體的連接板分別通過螺栓連接在機架的第一材長方體板和第二材長方體板上，并且保證減振阻尼裝置位于光學檢測單元的正下方；縱截面是U形的安裝架的兩端均有2孔，4個圓臺形的凸臺也有各有一個孔，縱截面是U形的安裝架的兩端的分別置于4個圓臺形的凸臺上，并且所述的安裝架的孔與4個圓臺形的凸臺上的孔對齊，用螺栓通過所述的孔分別將4個圓臺形的凸臺和縱截面是U形的安裝架固接在連接板上；4個光軸的帶有螺紋的一端與分別長方體形的檢測平臺連接，另一端分別在安裝架的光孔里，并且可以在該光孔里上下移動，4個光軸的外圓表面分別套著直線軸承及彈簧；工作時，平帶的底面要始終與檢測平臺接觸，由于彈簧的吸振作用，可以減小平帶通過減振阻尼裝置時的振動，提高了平帶的穩(wěn)定度，有利于光學檢測單元的穩(wěn)定工作；所述的第一光學檢測單元由環(huán)形光源、光源架、相機、相機架及三角架組成；三角架通過螺栓固連到底座上，相機架與三角架固接；環(huán)形光源通過螺栓連接到光源架上，光源架通過螺栓連接到三角架上；相機與相機架連接，要保證相機的光軸垂直于平帶的平面并與平帶的縱向的中線重合；相機完成對待檢零件的照相，然后將待檢零件的表面信息傳給計算機進行計算機圖形識別與處理；(3)所述的自動分離單元包括廢料收集滑道單元、安裝架、氣嘴組及氣嘴架；廢料收集滑道單元大體上是橫截面Z形結(jié)構的一體部件，它的底面是平面、中間是2個以上的傾斜的滑梯、上面是平面；廢料收集滑道單元上面的平面與平帶處于一個平面，以便通過氣嘴組將有缺陷的零件吹到廢料收集滑道單元的傾斜的滑梯內(nèi)收集起來；安裝架的上面和廢料收集滑道單元通過螺栓相連，安裝架的下面通過螺栓和底座固連；氣嘴架為長方體件，氣嘴架的上平面與氣嘴組通過螺栓相連，其下平面與底座通過螺栓固連；氣嘴組包括2個以上氣嘴，分別通過螺栓固連在氣嘴架中；氣嘴是兩端不同厚度的長方體件，長方體件一端的進氣口是一個大圓柱形的孔，長方體件的另一端出氣口是一個小圓柱形的孔，兩個圓柱形的孔的中心同線互相貫通，氣嘴的進氣孔與氣管一端密閉連接，連有電磁閥的氣管的另一端與氣泵出氣口密閉連接，氣泵能獨立調(diào)整出氣量；經(jīng)光學檢測模塊檢測到零件有缺陷的信息傳給計算機進行計算機圖形識別與處理，根據(jù)缺陷的類別，計算機則指令自動分離回收單元的對應的氣嘴完成噴氣動作，進而把有缺陷的待檢零件放入廢料收集滑道的相應的傾斜的滑梯內(nèi)，把有缺陷的零件分類收集；所述的三種缺陷分別是劃痕、沙眼或麻坑，實現(xiàn)分類回收；沒有缺陷的零件通過自動翻面單元翻面；(4)所述的自動翻面單元包括弧形滑道、橡膠墊、超聲波振子、振子架及L形擋塊組成；長方體的振子架通過螺栓固連在底座的上，弧形滑道是在長方體的一側(cè)加工成一個與上下平面相切的圓弧槽，弧形滑道、長方體的橡膠墊、圓柱形的超聲波振子通過螺栓連接到長方體的振子架，要使得弧形滑道的圓弧槽邊緣剛好與第二輸運裝置中的平帶大約相切，并稍有空隙；并且要保證圓弧槽的圓弧面與從動輪上的平帶I圍成的圓弧形之間的空隙能夠使待檢零件順暢地落到第二輸運單元的平帶上，從而實現(xiàn)待檢零件翻面；考慮到零件表面粗糙度的差異所引起的摩擦變化對零件翻面過程的影響，本實用新型采用超聲波振子來改變零件與弧形滑道的摩擦角，使其摩擦角不在自鎖范圍內(nèi)，從而減小摩擦力的影響，使待檢零件能夠平穩(wěn)順利的滑下山形擋塊與弧形滑道通過螺栓連接；L形擋塊表面套有橡膠套，可以在零件下落后起到緩沖作用，從而實現(xiàn)零件在第二輸運單元中輸運，進行第二面檢測；(5)所述的底座是由長方體件，該長方體件的一側(cè)加工有橫截面是長方體形的凹槽，第二輸運單元置于該凹槽內(nèi)的底面上；第一輸運單元安裝在長方體件的另一側(cè)的安裝面上，安裝面與安裝面有一定的高度差，該高度差要使得弧形滑道的圓弧槽邊緣剛好與第二輸運裝置中的平帶大約相切，并稍有空隙，并要使通過翻面的待檢零件平穩(wěn)地落在第二輸運裝置中的平帶上并輸運；(6)所述的第二輸運單元、第二光學檢測單元、第二自動分離回收單元的結(jié)構組成、連接關系及技術功能與第一輸運單元、第一光學檢測單元、第一自動分離回收單元相同；第二輸運單元要與第一輸運單元在底座上呈正交階梯放置，第二輸運單元要比第一輸運單元低；這樣放置的好處在于減小第二輸運單元、第二光學檢測單元、第二自動分離回收單元與第一輸運單元、第一光學檢測單元、第一自動分離回收單元安裝位置對輸運所占空間的大小，并且可以減小零件運動速度的耦合現(xiàn)象，不會出現(xiàn)零件“跳躍”。(7)所述的控制單元包括計算機，計算機里存儲有運行軟件；運行軟件包括缺陷分類識別及指令實現(xiàn)分類回收；缺陷分類識別采用Zhangjiang Yu和Xiaozhou Li發(fā)表于 2009 IEEE-1CMA 國際會議中《Research on Surface Defect Inspection for SmallMagnetic Rings))文中所闡述的檢測算法,對第一類缺陷掉角、第二類缺陷沙眼和麻坑或第三類缺陷刀紋和劃痕分類識別。缺陷分類識別的檢測算法，第一類缺陷采用穩(wěn)健估計的算法來實現(xiàn)對測量數(shù)據(jù)的自動處理，假設一組測量數(shù)據(jù)無顯著的誤差，大致服從對稱分布，按以下步驟處理:第一類缺陷采用穩(wěn)健估計的算法來實現(xiàn)對測量數(shù)據(jù)的自動處理，假設一組測量數(shù)據(jù)無顯著的誤差，大致服從對稱分布，按以下步驟處理:
權利要求1.微小的圓或圓環(huán)形零件表面缺陷檢測系統(tǒng)，其特征在于，其包括第一輸運單元、第一光學檢測單元、自動翻面單元、第一自動分離回收單元、第二輸運單元、第二光學檢測單元、第二自動分離回收單元、控制單元及底座(38)； 所述的第一輸運單元包括機架、主動帶輪裝置、從動帶輪裝置、減振阻尼裝置(12)、電機⑷、電機架(5)、V帶輪(47)和V帶(3); 所述的機架是由第一長方體板(18-1)和第二長方體板(18-2)、三個以上的加強肋(6)和四個L形塊(19)組成；三個以上的加強肋￠)的兩端分別通過螺栓與第一長方體板(18-1)和第二長方體板(18-2)緊固連接；第一長方體板(18-1)和第二長方體板(18-2)的兩端各通過螺栓與一個L形塊的一端固連，每個L形塊的另一個端分別有一個螺紋孔；主動帶輪裝置安裝在機架的一端；主動帶輪裝置是由主動帶輪(2)、主動帶輪軸(50)、軸承(48)、軸承端蓋(49)組成；主動帶輪軸(50)的兩端均與軸承(48)過盈配合，軸承(48)與主動帶輪(2)過盈配合，主動帶輪(2)的兩端各通過螺栓連接一個軸承端蓋，使主動帶輪 (2)可以繞主動帶輪軸(50)轉(zhuǎn)動；主動帶輪軸(50)兩端各有一個孔(52)，分別與第一長方體板(18-1)和第二長方體板(18-2)的一端的L形塊上的螺紋孔配合，用螺栓分別通過所述的孔把主動帶輪軸(50)固定；主動帶輪(2)的一端有環(huán)繞的V帶槽(51)，用以安裝V帶(3)； 所述的從動帶輪裝置安裝在機架的另一端；從動帶輪裝置的從動帶輪(14)沒有環(huán)繞的V帶槽(51)，其余的形狀和結(jié)構與主動帶輪(2)完全一樣；從動帶輪軸的兩端也各有一個孔分別與第一長方體板(18-1)和第二長方體板(18-2)的另一端的L形塊上的螺紋孔配合，用螺栓分別通過所述的孔把從動帶軸的兩端固定； 電機(4)通過螺栓連接在縱截面是U形板的電機架(5)上，電機架(5)通過螺栓固定在第一材長方體板(18-1)和第二材長方體板(18-2)的上表面，電機(4)的軸與V帶輪(47)通過頂絲固連，V帶(3)的一端嵌入V帶輪(47)的V帶槽，另一端嵌在主動帶輪(2)中的V帶槽(51)內(nèi)；由電機(4)帶動V帶輪(47)轉(zhuǎn)動，V帶輪(47)通過V帶(3)帶動主動帶輪(2)轉(zhuǎn)動，平帶(I)置于從動帶輪(14)和主動帶輪(2)上，由于摩擦力的作用，平帶(I)在主動帶輪(2)和從動帶輪(14)上轉(zhuǎn)動完成輸運待檢零件； 所述的減振阻尼裝置(12)包括2個連接板(53)、4個凸臺(54)、4個彈簧(56)、檢測平臺(57)、4個直線軸承(58)、縱截面是U形的安裝架(55)及4個光軸(59) ;2個長方體的連接板(53)分別通過螺栓連接在機架的第一材長方體板(18-1)和第二材長方體板(18-2)上，并且保證減振阻尼裝置(12)位于光學檢測單元的正下方；縱截面是U形的安裝架(55)的兩端均有2孔，4個圓臺形的凸臺(54)也有各有一個孔，縱截面是U形的安裝架(55)的兩端的分別置于4個圓臺形的凸臺(54)上，并且所述的安裝架(55)的孔與4個圓臺形的凸臺(54)上的孔對齊，用螺栓通過所述的孔分別將4個圓臺形的凸臺(54)和縱截面是U形的安裝架(5)固接在連接板(53)上；4個光軸(59)的帶有螺紋的一端與分別與長方體形的檢測平臺(57)連接，另一端分別在安裝架(55)的光孔里，并且可以在該光孔里上下移動，4個光軸(59)的外圓表面分別套著直線軸承(58)及彈簧(56);工作時，平帶(I)的底面要始終與檢測平臺(57)接觸； 所述的第一光學檢測單元由環(huán)形光源(9)、光源架(8)、相機(7)、相機架(10)及三角架(11)組成；三角架(11)通過螺栓固連到底座(38)上，相機架(10)與三角架(11)固接；環(huán)形光源(9)通過螺栓連接到光源架(8)上，光源架(8)通過螺栓連接到三角架(11)上；相機(7)與相機架(10)連接，要保證相機(7)的光軸垂直于平帶(I)的平面并與平帶(I)的縱向的中線重合；相機(7)完成對待檢零件的照相，然后將待檢零件的表面信息傳給計算機進行計算機圖形識別與處理； 所述的自動分離單元包括廢料收集滑道單元(13)、安裝架(60)、氣嘴組(20)及氣嘴架(21)； 廢料收集滑道單元(13)大體上是橫截面Z形結(jié)構的一體部件，它的底面是平面、中間是2個以上的傾斜的滑梯、上面是平面；廢料收集滑道單元(13)上面的平面與平帶(I)處于一個平面，以便通過氣嘴組(11)將有缺陷的零件吹到廢料收集滑道單元(13)的傾斜的滑梯內(nèi)收集起來；安裝架出0)的上面和廢料收集滑道單元(13)通過螺栓相連，安裝架(60)的下面通過螺栓和底座(38)固連； 氣嘴架(21)為長方體件，氣嘴架(21)的上平面與氣嘴組(11)通過螺栓相連，其下平面與底座(38)通過螺栓固連；氣嘴組(11)包括2個以上氣嘴，分別通過螺栓固連在氣嘴架(21)中； 氣嘴是兩端不同厚度的長方體件，長方體件一端的進氣口是一個大圓柱形的孔，長方體件的另一端的出氣口是一個小圓柱形的孔，兩個圓柱形的孔的中心同線互相貫通，氣嘴的進氣孔與氣管一端密閉連接，連有電磁閥的氣管的另一端與氣泵出氣口密閉連接，氣泵能獨立調(diào)整出氣量；經(jīng)光學檢測單元檢測到零件有缺陷的信息傳給計算機進行計算機圖形識別與處理，根據(jù)缺陷的類別，計算機則指令自動分離回收單元的對應的氣嘴完成噴氣動作，進而把有缺陷的待檢零件放入廢料收集滑道(13)的相應的傾斜的滑梯內(nèi)，把有缺陷的零件分類收集；所述的三種缺陷分別是劃痕、沙眼或麻坑，實現(xiàn)分類回收； 所述的自動翻面單元包括弧形滑道(15)、橡膠墊(63)、超聲波振子(17)、振子架(16)及L形擋塊￠4)組成；長方體的振子架(16)通過螺栓固連在底座(38)的上，弧形滑道(15)是在長方體的一側(cè)加工成一 個與上下平面相切的圓弧槽，弧形滑道(15)、長方體的橡膠墊(63)、圓柱形的超聲波振子(17)通過螺栓連接到長方體的振子架(16)，要使得弧形滑道(15)的圓弧槽邊緣剛好與第二輸運單元中的平帶(24)大約相切，并稍有空隙；并且要保證圓弧槽的圓弧面與從動輪(14)上的平帶(I)圍成的圓弧形的空隙￠5)能夠使待檢零件順暢地落到第二輸運單元的平帶(24)上，實現(xiàn)待檢零件翻面；L形擋塊￠4)與弧形滑道(15)通過螺栓連接；L形擋塊￠4)表面套有橡膠套； 所述的底座是長方體件，該長方體件的一側(cè)加工有橫截面是長方形的凹槽(42)，第二輸運單元置于該凹槽(42)內(nèi)的底面上；第一輸運單元安裝在底座長方體件的另一側(cè)的安裝面(41)上，安裝面(41)與安裝面(42)有一定的高度差，該高度差要使得弧形滑道(15)的圓弧槽邊緣剛好與第二輸運單元中的平帶(24)大約相切，并稍有空隙，使通過翻面的待檢零件平穩(wěn)地落在第二輸運單元中的平帶(24)上并輸運； 所述的第二輸運單元、第二光學檢測單元、第二自動分離回收單元的結(jié)構組成、連接關系及技術功能與第一輸運單元、第一光學檢測單元、第一自動分離回收單元相同；第二輸運單元要與第一輸運單元在底座上呈正交階梯放置； (7)所述的控制單元包括計算機，計算機里存儲有運行軟件；運行軟件包括缺陷分類識別及指令實現(xiàn)分類回收；缺陷分類識別采用Zhangjiang Yu和Xiaozhou Li發(fā)表于 2009IEEE-1CMA 國際會議中《Research on Surface Defect Inspection for SmallMagnetic Rings))文中 所闡述的檢測算法,對第一類缺陷掉角、第二類缺陷沙眼和麻坑或第三類缺陷刀紋和劃痕分類識別。
專利摘要本實用新型提供一種微小的圓或圓環(huán)形零件表面缺陷檢測系統(tǒng)，其包括第一輸運單元、第一光學檢測單元、自動翻面單元、第一自動分離回收單元、第二輸運單元、第二光學檢測單元、第二自動分離回收單元、控制單元及底座；采用減振阻尼裝置解決了零件平穩(wěn)輸運和檢測；提供了自動翻面單元，實現(xiàn)了零件自動翻面及零件第二面檢測的重排列問題；克服了已有技術使用的結(jié)構復雜的雙頭移載機械手裝置造成不易控制，由于零件具有薄、小的特點，不易于夾持造成檢測效率低的缺點；采用了對有缺陷零件的分類回收裝置，有利于對加工零件的質(zhì)量進行統(tǒng)計和分析，進而提高產(chǎn)品質(zhì)量和效率。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)流水線作業(yè)過程中對微小的圓或圓環(huán)形零件表面缺陷進行雙面檢測。
文檔編號G01N21/89GK203083940SQ201120285209
公開日2013年7月24日 申請日期2011年8月8日 優(yōu)先權日2011年8月8日
發(fā)明者許金凱, 劉巖, 于占江, 尹偉石 申請人:長春理工大學