一种基于比较测量法的轴承内圈多参数视觉测量系统

摘要

本发明公开了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。该测量系统以标准的高精度轴承内圈作为基准件，以相机作为比较测量仪器，在计算轴承外圈定位误差的基础上，将被测轴承外圈与基准件比较来进行合格品、返修品与报废品的分选。本发明不仅实现了轴承内圈内孔直径、外径、沟槽直径、沟槽曲率半径和宽度的全自动比较测量，而且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。

主权项

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(1)中的轴承内圈(2)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(1)、接近开关(3)、摆杆式栅栏(4)、顶杆(5)、Z方向移动气缸(6)、Z方向滑轨(7)、连杆式推出机构(8)、Z方向机械手(9)和升降滑台(10)，用于对入料槽(1)中的轴承内圈(2)进行逐个输送的摆杆式栅栏(4)包括转动杆(4‑1)、前隔离柱(4‑2)、中隔离柱(4‑3)、后隔离柱(4‑4)、栅栏板(4‑5)和圆柱摆杆(4‑6)，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(5)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(4)摆动的顶杆(5)安装在升降滑台(10)上；Z方向移动气缸(6)安装在Z方向滑轨(7)上，其活塞可以将升降滑台(10)推送到轴向测量工位的前方；用于将Z方向机械手(9)中抓取的轴承内圈(2)推送到轴向测量工位的连杆式推出机构(8)的两端通过螺纹与Z方向机械手(9)和升降滑台(10)连接；所述的轴向参数测量装置包括气动动力卡盘(11)、轴向测量相机(12)、光源、镜头、位置调节工作台(28)和轴承推出盘(16)，以轴承内圈(2)的外径为定位基准，并完成对轴承内圈(2)的夹紧和定位的气动动力卡盘(11)包括卡盘体、活动卡爪和卡爪气动驱动机构，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(12)安装在和气动动力卡盘(11)相对的位置调节工作台(28)上；用于将被测的轴承内圈推送到卡规式输送架(13)上的轴承推出盘(16)安装气动动力卡盘(11)的卡盘体上。