[实用新型]基于双线阵相机与环形光的钢球表面缺陷检测装置

说明书

本实用新型涉及一种基于双线阵相机与环形光的钢球表面缺陷检测装置，属于工业无损检测领域。本实用新型包括相机和钢球展开盘，所述钢球展开盘上放置有多个待测钢球；还包括环形光光源，所述钢球展开盘在电机控制下旋转一定角度直至待测钢球到达环形光光源下方；所述钢球展开盘的下方设有摩擦板，摩擦板在XY工作台带动下沿XY方向移动，通过摩擦带动相应的待测钢球在XY方向上转动，本实用新型利用环形光照射待测钢球，线阵相机采集钢球图像，钢球在XY工作台及摩擦板的作用下正交方向滚动即可实现待测钢球的全表面展开，不需要考虑图像匹配与图像拼接，采集的图像为时空图像，与背景对比明显，图像处理算法简单，大大提高了检测速度。

技术领域

本实用新型涉及一种基于双线阵相机与环形光的钢球表面缺陷检测装置，特别涉及通过时空图像实现钢球全表面展开并进行缺陷检测，属于工业无损检测领域。

背景技术

轴承的回转机械中最重要的基础件，而钢球是轴承的关键基础组件，是回转机械关键中的关键，钢球的表面质量直接影响轴承的性能和寿命。由于加工工艺及材料等问题，在钢球的生产过程中，会产生磨损，开裂，凹坑等表面缺陷，这些缺陷会影响轴承的精度、性能，产生噪声与振动，严重时会导致轴承出现故障。因此，进行钢球表面缺陷检测具有重要意义。

国内的钢球厂现在主要通过人工在强光照射下，使用人眼抽检钢球的表面缺陷，该方法受限于人工检测的局限性，会产生漏检和误捡，且无法实现全部检测，自动化低，限制了高精密轴承用钢球的检测以及行业发展。

目前的自动化钢球表面缺陷主要包括接触法与非接触法，接触法会对检测钢球造成磨损，属于损坏性检测法，只能用于抽检，而不适用于全部检测，且检测装置由于磨损需要进行更换；非接触法主要包括光电检测技术及视觉检测技术。现有的光电检测技术主要是利用点扫描，通过子午线展开或螺旋线展开检测钢球的表面缺陷，此种方法要实现钢球的全表面展开，其展开机构比较复杂，对钢球的运动准确控制是机械结构设计上的难点，且容易发生打滑造成漏检；而视觉检测技术主要是利用面扫描，面阵图像传感器对钢球表面某一球冠面进行拍摄，钢球进行滚动，面阵传感器持续对钢球表面进行拍摄，因此需要找到一种控制方法，使所拍摄的球冠面全部覆盖钢球全表面，此种方法需控制相机的拍摄时间，且钢球的滚动不能出现滑动；后续需要进行图像匹配以及图像拼接，图像处理算法复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有的技术存在的不足之处，提供一种能够解决打滑问题以及全表面展开可靠性的，并提高图像处理算法实时性的基于双线阵相机与环形光的钢球表面展开及缺陷检测装置。

本实用新型是采用以下的技术方案实现的：

一种基于双线阵相机与环形光的钢球表面缺陷检测装置，包括相机和钢球展开盘，所述钢球展开盘上放置有多个待测钢球；还包括环形光光源，所述钢球展开盘在电机控制下旋转一定角度直至待测钢球到达环形光光源下方；所述钢球展开盘的下方设有摩擦板，摩擦板在XY工作台带动下沿XY方向移动，通过摩擦带动相应的待测钢球在XY方向上转动。

进一步地，所述钢球展开盘设有环周均匀分布的检测孔，待测钢球置于所述检测孔内，所述检测孔半径与深度同待测钢球半径相同。

进一步地，所述的相机为双线阵相机，分别安装在XY工作台运动的轴线方向上，且两个线阵相机正交，参数一致。

进一步地，所述环形光光源的圆心与待测钢球的球心在同一轴线上。

进一步地，设线阵相机采集角度为θ，距离待测钢球中心长度为L，环形光光源的半径为r，待测钢球的半径为R，环形光光源半径r以及线阵相机与待测钢球的距离L应满足如下条件：

进一步地，所述双线阵相机的线阵传感器在水平方向与环形光光源在待测钢球上的投影重合。

进一步地，XY工作台在XY方向的行程s与待测钢球的半径R应满足：s≥2πR。