尹凌鵬　殷小亮
（1.衢州職業(yè)技術(shù)學(xué)院；2.嘉興學(xué)院）

　　【摘　要】軸承套圈的加工過程中會出現(xiàn)一些不合格品，如何實(shí)現(xiàn)不合格品的自動分揀一直是一個值得研究的課題，論文從設(shè)計(jì)的角度提出機(jī)器視覺檢測軸承套圈的過程及方法，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺下的軸承套圈檢測提供了技術(shù)方法的依據(jù)。

　　【關(guān)鍵詞】軸承；套圈；檢測；機(jī)器視覺；圖像采集

　　1　引言
　　軸承是機(jī)械工業(yè)中的重要零件之一，廣泛應(yīng)用于機(jī)床、航空、汽車等機(jī)械設(shè)備中。軸承的精度和質(zhì)量直接影響機(jī)械產(chǎn)品的性能和壽命，因此軸承的精度和質(zhì)量一直是企業(yè)最關(guān)心的問題之一。在軸承套圈加工中，車削加工是一個重要環(huán)節(jié)。車輛的質(zhì)量直接影響后續(xù)的加工。尤其是軸承套圈的加工，軸承加工過程中，由于各種不可控原因，某些工序漏掉加工或者加工不到位的情況時有發(fā)生，其中比較典型的情況是軸承的套圈外圓或軸承內(nèi)滾道的漏加工。這樣的產(chǎn)品不但會造成資源浪費(fèi)，還會對后續(xù)工序中的精加工設(shè)備造成損傷，給企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失^[1]。
　　在浙江省，越來越多的裝備制造業(yè)可以利用自動化來實(shí)現(xiàn)省內(nèi)軸承零件的加工和檢測。然而，隨著自動化制造業(yè)的逐漸普及，同時也出現(xiàn)了可靠性低、檢測誤差大、效率低等問題。
　　據(jù)不統(tǒng)計(jì)，中國現(xiàn)有規(guī)模以上的軸承企業(yè)共1400多家，主要集中在遼寧的瓦房店、洛陽、浙江、江蘇、山東等地區(qū)，除瓦、哈、洛和萬向錢潮、浙江天馬、人本集團(tuán)等企業(yè)的主營業(yè)務(wù)收入超過10億元以上，其余的大部分為中小型軸承企業(yè)。它們大部分為中小型民營企業(yè)，大多開始引進(jìn)自動化加工設(shè)備和檢測設(shè)備。但在使用過程中頻繁出現(xiàn)精度低、效率低、檢測不穩(wěn)定等問題。軸承加工中涉及的問題較多。
　　2　檢測方法研究
　　現(xiàn)今國內(nèi)外軸承企業(yè)采用各種各樣的方法進(jìn)行檢驗(yàn)。歸納起來主要有幾類：
　　①傳統(tǒng)方法。軸承成品檢驗(yàn)傳統(tǒng)的方法是運(yùn)用人工的方式來進(jìn)行檢驗(yàn)。這樣工作量很大，時間一長人的眼睛很容易疲勞，其準(zhǔn)確率也無法保證。
　?、谡駝釉\斷技術(shù)。采用振動診斷技術(shù)來對信號進(jìn)行接收和分析，以此來判斷軸承成品所存在的問題。但通常需要軸承在工作過程中檢測，操作煩瑣，且效率較差。
　?、蹤C(jī)械靠模的方法。通過固定試塊和加工件相比較的方式進(jìn)行自動檢測，從而檢測出被加工件是否存在漏加工^[2]。但只能針對軸承溝道檢測，存在其局限性。
　　④傳感器探測法，傳感器探測法一般是基于 PLC實(shí)現(xiàn)的控制系統(tǒng)，通過接觸傳感器探測套圈的邊界位置，從位置信息來判斷是否存在溝道，從而準(zhǔn)確得到溝道的尺寸，但對定位系統(tǒng)的要求也比較高，檢測效率比較低，對倒角和密封槽的檢測依然不能適用。
　　綜上所述，目前的檢測方法存在著各種問題，無論在檢測速度還是在檢測的準(zhǔn)確性上都無法滿足大批量生產(chǎn)時的檢測需要。如果存在不合格的套圈流入市場，不僅用戶會受到經(jīng)濟(jì)損失，軸承生產(chǎn)廠家也會失去信譽(yù)。所以，尋求一種可靠的檢測手段，提高檢測效率、準(zhǔn)確性和通用性，降低對機(jī)械定位系統(tǒng)的要求，是當(dāng)前的發(fā)展需要^[3]。
　　3　檢測方案設(shè)計(jì)
　　整個套圈檢測系統(tǒng)是一個循環(huán)檢測的工作過程。該過程包括軸承內(nèi)圈檢測和軸承外圈檢測。首*行外圈檢驗(yàn)，如果外圈檢測不合格，則排出。如果合格，則進(jìn)入下一個軸承內(nèi)圈的檢測環(huán)節(jié)。內(nèi)圈檢測不合格，則排出。如果合格，則該套圈精度達(dá)到要求，系統(tǒng)輸出合格標(biāo)識。然后進(jìn)入下一個檢測周期。
　　系統(tǒng)包含機(jī)械部分及圖形采集系統(tǒng)，采集系統(tǒng)與機(jī)械控制部分形成交互操作。系統(tǒng)原有的PLC控制設(shè)備加工及將套圈檢測件傳送到位置，同時接收來自計(jì)算機(jī)的分析結(jié)果，如為不合格品，則排除；同時計(jì)算機(jī)接受來自圖像采集系統(tǒng)發(fā)來的信息，進(jìn)行圖像分析及智能判斷，從而得出結(jié)論，將結(jié)果傳送給PLC控制系統(tǒng)，如此反復(fù)。
　　由系統(tǒng)對工藝及圖像信息采集過程要求，將整體檢測系統(tǒng)分析如下：接近開關(guān)檢測到有套圈到位時，CCD 相機(jī)對其進(jìn)行拍照，圖像經(jīng)過圖像采集卡將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并把數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)，最后由計(jì)算機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理可獲得軸承套圈的特征信息，對此信息進(jìn)行判斷可得到套圈是否存在漏工序問題，最后將結(jié)果傳送給控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)做出相應(yīng)的動作^[4]。通過研究軸承套圈生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)時的情況，得出以下對本文檢測方法的要求：
　?、俨捎脠D像處理方法檢測軸承套圈是否存在漏車加工或加工未到位的情況；
　　②軸承套圈類型為角接觸、深溝球等；
　?、郾粰z測的軸承套圈包括內(nèi)圈和外圈，直徑范圍 20～300mm；
　?、茏詣佑涗洐z測個數(shù)；
　?、輽z測的位置、形狀、參數(shù)閾值可預(yù)先調(diào)整。
　　4　結(jié)論與展望
　　通過機(jī)電控制研究與設(shè)計(jì)方述，該設(shè)計(jì)方案能夠順利完成軸承套圈的自動檢測，實(shí)現(xiàn)對軸承套圈的自動分揀，結(jié)合相應(yīng)的優(yōu)化算法，實(shí)現(xiàn)套圈的精度測量。同時該系統(tǒng)的研究也能夠有效利用機(jī)器視覺技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)代替人工作業(yè)的效果，提高生產(chǎn)效率，減少了人為發(fā)生的錯誤。
　　【參考文獻(xiàn)】
　　【1】盧滿懷，范帥，湯綺婷.基于機(jī)器視覺的軸承套圈檢測系統(tǒng)[J].軸承， 2017（5）：39-44.
　　【2】王啟東，陳於學(xué)，楊曙年.圓錐滾子軸承內(nèi)組件收口質(zhì)量數(shù)字化在線檢測儀[J].軸承，2013（01）：39-42.
　　【3】宋志平，星軍華.滾針軸承質(zhì)量檢測儀的設(shè)計(jì)[J].機(jī)床與液壓，2014（42）：10-11.
　　【4】仲維暢.中國無損檢測簡史[J].無損檢測，2012（01）：52-56.

來源：《中小企業(yè)管理與科技·上旬刊》2018年3期