轴承滚子表面缺陷检测设备的制作技术
本技术提供了一种轴承滚子表面缺陷检测装置，属于无损检测技术领域。它解决了轴承滚子
表面缺陷检测采用人工方式效率低的问题。本技术包括机架和电脑，机架内设有输送机构、
第一驱动机构、第一检测机构、第一有无检测机构、储存旋转圆盘、检测圆盘以及第二驱动
机构，第二驱动机构驱动连接输送机构，储存旋转圆盘与检测圆盘传动连接，第一驱动机构
驱动连接检测圆盘，检测圆盘上设有滚子夹持机构，滚子夹持机构上设有弹性复位件，检测
圆盘上方还设有第二检测机构，检测圆盘下方设有若干夹持打开机构、第三检测机构、第四
检测机构、第二有无检测机构以及电动支撑机构。本技术具有结构紧凑，自动化程度高，检
测高效的优点。权利要求书
1.
一种轴承滚子表面缺陷检测装置，包括机架(1)
以及设置于机架(1)
上的电脑(2)
，其特征在
于，所述的机架(1)
内设有输送机构(3)
、第一驱动机构(4)
、第一检测机构(5)
、第一有无检测
机构(6)
、储存旋转圆盘(7)
、检测圆盘(8)
以及第二驱动机构(9)
，所述的第二驱动机构(9)
驱动
连接输送机构(3)
，所述的第一检测机构(5)
设置于输送机构(3)
的上方，所述的输送机构(3)
通
过输送软管(10)
将滚子输送掉落到储存旋转圆盘(7)
内，所述的输送机构(3)
包括同向旋转并列
设置的传输螺杆(11)
和传输光杆(12)
，所述的传输螺杆(11)
和传输光杆(12)
能够实现对多个滚
子的自动分离且自动展开滚动面，从而实现滚动面的检测，所述的第一有无检测机构(6)
设
置于输送软管(10)
一侧且正对于输送软管(10)
，所述的储存旋转圆盘(7)
上开设有若干沿自身
圆周方向均匀设置的滚子存储槽(13)
，所述的储存旋转圆盘(7)
与检测圆盘(8)
传动连接且能够
同时同向旋转，所述的第一驱动机构(4)
驱动连接检测圆盘(8)
，所述的检测圆盘(8)
上设有若
干沿自身圆周方向均匀设置的滚子夹持机构(14)
，所述的滚子夹持机构(14)
上设有弹性复位
件(15)
，所述的检测圆盘(8)
上方还设有正对滚子夹持机构(14)
所在位置的第二检测机构
(16)
，所述的检测圆盘(8)
下方设有正对滚子夹持机构(14)
所在位置的若干夹持打开机构
(17)
、第二检测机构(16)
、第三检测机构(18)
、第四检测机构(19)
、第二有无检测机构(20)
以
及电动支撑机构(21)
，所述的夹持打开机构(17)
能够通过伸缩运动控制滚子夹持机构(14)
的松
开和夹紧，从而实现滚子合格品和次品的筛选出料，所述的电动支撑机构(21)
用于和夹持打
开机构(17)
配合将滚子进行高度位置调整，所述的机架(1)
上还设有合格料管(50)
和次品料管
(51)
，所述的合格料管(50)
和次品料管(51)
分别用于滚子的合格品和次品的出料，所述的第一
驱动机构(4)
、第二驱动机构(9)
、第一检测机构(5)
、第一有无检测机构(6)
、夹持打开机构
(17)
、第二检测机构(16)
、第三检测机构(18)
、第四检测机构(19)
、第二有无检测机构(20)
以
及电动支撑机构(21)
均通信连接电脑(2)
。
2.
根据权利要求1
所述的一种轴承滚子表面缺陷检测装置，其特征在于，所述的滚子夹持机
构(14)
包括第一夹板(22)
和弹性复位件(15)
，所述的弹性复位件(15)
包括第二夹板(23)
、支撑
轴(24)
、弹簧(25)
以及挡块(26)
，所述的支撑轴(24)
连接第二夹板(23)
和挡块(26)
，所述的弹簧
(25)
安装在支撑轴(24)
上，两端分别抵接第二夹板(23)
和挡块(26)
，所述的第二夹板(23)
能够
沿支撑轴(24)
长度方向做往复运动，所述的第二夹板(23)
与第一夹板(22)
上均开设有夹紧缺口
(27)
，所述的第二夹板(23)
底部设有推块(28)
，所述的推块(28)
与夹持打开机构(17)
抵接的面
呈圆弧形，用于和夹持打开机构(17)
配合推动第二夹板(23)
。3.
根据权利要求2
所述的一种轴承滚子表面缺陷检测装置，其特征在于，所述的夹紧缺口(27)
呈三角形，所述的第二夹板(23)
与第一夹板(22)
的夹紧缺口(27)
合并时呈平行四边形。
4.
根据权利要求1
所述的一种轴承滚子表面缺陷检测装置，其特征在于，所述的电动支撑机
构(21)
包括导轨支架(29)
、线性模组(30)
以及支撑块(31)
，所述的导轨支架(29)
安装于机架(1)
上，所述的线性模组(30)
竖直安装于导轨支架(29)
上，所述的支撑块(31)
安装于线性模组(30)
上，且位于夹紧缺口(27)
的下方。
5.
根据权利要求1
所述的一种轴承滚子表面缺陷检测装置，其特征在于，所述的夹持打开机
构(17)
分为水平执行机构(32)
和竖直执行机构(33)
，所述的水平执行机构(32)
用于滚子合格品
的出料，所述的竖直执行机构(33)
用于滚子不合格品的出料和滚子的高度调节。
6.
根据权利要求5
所述的一种轴承滚子表面缺陷检测装置，其特征在于，所述的水平执行机
构(32)
包括滚轮(34)
、安装块(35)
、第一气缸(36)
、限位挡片(37)
以及安装支架(38)
，所述的安
装支架(38)
安装于机架(1)
上，所述的第一气缸(36)
和限位挡片(37)
分别安装在安装支架(38)
上，所述的安装块(35)
安装于第一气缸(36)
的推杆上，所述的滚轮(34)
安装于安装块(35)
上，
且能与第二夹板(23)
的推块(28)
抵接，所述的安装块(35)
底部插入到限位挡片(37)
的开槽内，
实现导向作用，所述的竖直执行机构(33)
包括滚轮(34)
、延长杆(39)
以及第二气缸(40)
，所述
的第二气缸(40)
安装于机架(1)
上，所述的延长杆(39)
安装于第二气缸(40)
的推杆上，所述的
滚轮(34)
安装于延长杆(39)
上，且能与第二夹板(23)
的推块(28)
抵接。
7.
根据权利要求1
所述的一种轴承滚子表面缺陷检测装置，其特征在于，所述的机架(1)
上还
设有若干管道安装支架(41)
，用于安装输送软管(10)
、合格料管(50)
以及次品料管(51)
。
8.
根据权利要求1
所述的一种轴承滚子表面缺陷检测装置，其特征在于，所述的第一检测机
构(5)
还包括照明设备(42)
，所述的照明设备(42)
通过支架安装于输送机构(3)
的上方。
9.
根据权利要求1
所述的一种轴承滚子表面缺陷检测装置，其特征在于，所述的检测圆盘(8)
与储存旋转圆盘(7)
通过带传动连接，在所述的检测圆盘(8)
与储存旋转圆盘(7)
上方还安装有
固定板(43)
，所述的固定板(43)
上设有若干均匀设置的螺纹孔(44)
，所述的固定板(43)
侧面安装有涨紧轮机构(45)
，所述的涨紧轮机构(45)
通过连接件固定在固定板(43)
的螺纹孔(44)
上，
且可根据需求调节安装位置。
10.
根据权利要求1
所述的一种轴承滚子表面缺陷检测装置，其特征在于，所述的储存旋转圆
盘(7)
包括上旋转盘(52)
和下固定盘(53)
，所述的上旋转盘(52)
旋转连接于下固定盘(53)
上，所
述的下固定盘(53)
安装于机架(1)
上，所述的下固定盘(53)
上还设有滚子输送通孔(54)
，所述
的滚子存储槽(13)
沿上旋转盘(52)
圆周方向均匀设置于上旋转盘(52)
上端面，所述的上旋转盘
(52)
与检测圆盘(8)
传动连接并与下固定盘(53)
的上端面留有空隙，所述的上旋转盘(52)
与检
测圆盘(8)
能够同时同向旋转。
技术说明书
一种轴承滚子表面缺陷检测装置
技术领域
本技术涉及无损检测技术领域，具体地说涉及一种轴承滚子表面缺陷检测
装置。
背景技术
轴承是精密机械、仪器设备中的关键基础件，是发展精密机床、精密仪器、
国防等领域高
科技装备的重要基础，其精度对装备的总体性能有着重大影响。
精密滚子是轴承的关键组
件，对轴承工作的性能和寿命有至关重要的影响，是
发展精密机床、能源机械(
风力发电
机)
、精密仪器以及国防等领域高科技装备
的重要基础，其精度和一致性对功能部件性能起
重要作用。
轴承行业作为我国高端精密装备制造业相配套的重要基础通用部件行业，
在国家层面上给
轴承圆柱滚子质量涡流探伤检测
轴承圆柱滚子质量涡流探伤检测 张伟 张凯胜 刘啸尘 （１．成都市产品质量监督检验院；２．中航工业哈尔滨轴承有限公司） 摘要：针对轴承圆柱滚子实际生产过程中常见的裂纹与其他缺 陷，本文结合实际检测工作，研究涡流探伤在轴承圆柱滚子质量检测 中的应用，首先介绍参考标样的制作、为保证检测结果的可靠性创造 的有效条件和整个检测过程，重点讨论了探头与工件距离、光纤设 置、分选编码器设置对检测结果的影响，杂质和污物的干扰，以及滚 子形状特点引起的提离效应，为轴承圆柱滚子产品质量检验提供了 参考。 关键词：轴承圆柱滚子 裂纹涡流检测 杂质干扰 轴承滚子是轴承的重要组成部分，在实际生产中，由 于材料和加工原因而产生裂纹与其他缺陷，特别是细微裂 纹或存在于表面以下的裂纹，凭人工挑选非常困难，对轴 承的产品质量造成严重影响，所以各滚子厂家都在积极采 取措施，来解决这一难题。涡流探伤是近年来发展较快的 一种无损检测技术，对表面开口裂纹很灵敏，在表面涂层、 潮湿和水底等恶劣环境下亦能开展工作，具有结构简单、 灵敏度高、频率响应特性好以及测试电路简单等优点，适 用于轴承圆柱滚子的裂纹和其他缺陷。本文介绍了涡流探 伤在轴承圆柱滚子质量检测中的应用，得出了一些为保证 其产品质量的有益结论。 １涡流检测原理 在一个发射绕组及两个相对的接收绕组内有两个铁 芯。对此系统施加交变电流，则系统周围会产生磁场。这是 一个平衡的系统。两个接收绕组之间的电压差为Ｏ伏。当 这种差动方式的探头移动到导电工件表面时，工件表面会 产生涡流。涡流会阻碍探头芯产生的磁场，从而接收绕组 中的感应电压会下降。当两个探头芯下的工件表面相当 时，两个接收绕组差动电压为０伏。当探头移过裂纹时，涡 流部分中断及变弱。其结果是第一个铁芯磁力线增强，之 后是另一个铁芯磁力线增强。接收绕组中的感应电压增 加，差动电压改变。涡流检测仪器可以识别裂纹引起的差 动电压的改变，从而检测到表面缺陷。如图１所示。
轮对轴承跑合试验台技术部分
周聚天下管理 技术
- 0 - 1 技术条件
1.1 适用范围
主要适用于主要应用于轨道车辆转向架制造、检修时轮对轴承组装完成后的轮对轴承跑合试验，是检查轮对轴承组装质量的主要工艺手段和设备。本试验台为具有轮对轴承正反转跑合、轮对轴承温升监控等功能的综合试验台。
1.2 适用环境
环境温度：-20℃～+55℃
海拔高度：≤2000m
相对湿度：≤80％
使用电源：AC380V±10%，50Hz
1.3 设备的基本要求
1.3.1 设备的总体要求
1.3.1.1 该设备可应用于轮对滚动轴承跑合作业。
1.3.1.2 该设备为离线停留式
1.3.1.3 该设备关键部件材质均采用国内外业界著名厂商生产的合格产品，性能指标都达到或者超过相关标准的要求。
1.3.1.4 该设备具备的功能：
能对轮对轴承进行跑合试验。
可输入轮对轴号。
有软起动、变速、制动功能。
摩擦压力、制动力可调。
跑合作业时间可调。
每端两点远红外测温。
超温报警。 周聚天下管理 技术
- 1 - 转速可测。
计算机显示屏显示检测数据并存储，可随时输出。
能自动判别跑合是否合格。
基础数据长期存储和恢复功能。
遇见紧急情况时设备具有急停功能。
1.3.1.5 该设备是完整的、全新的，并且具有合理的结构、高的稳定性、可靠性和耐久性，具有足够的刚度和强度，程序简单易懂，操作、维修方便。
1.3.1.6 该设备设有安全保护联锁装置和短路、断路及漏电保护装置，停电或意外停机时的保护装置。具有完善、可靠的联锁、安全保护和故障报警等功能。
1.3.1.7 该设备的零部件选用优质材料制造，所选用的机械、液压、电气元器件和控制系统是先进的、优质的、可靠的系列产品。
轴承检查验收制度内容范本
轴承检查验收制度内容范本
一、总则
为确保轴承产品质量，满足顾客需求，依据国家有关法律法规和标准，制定本验收制度。本制度适用于公司生产的各类轴承产品的检查验收工作。
二、验收范围与标准
1. 验收范围：包括轴承的尺寸精度、几何精度、表面质量、材料性能、装配质量等方面。
2. 验收标准：按照国家和行业相关标准执行，如GB/T 307.1-2010《圆柱滚子轴承技术条件》、GB/T 448-2008《球轴承和滚子轴承的径向游隙》等。
三、验收程序
1. 验收准备：验收前应准备好相应的检测设备、工具和验收文件。
2. 验收步骤：
（1）外观检查：检查轴承外包装是否完好，标识是否清晰，是否有变形、划痕等表面缺陷。
（2）尺寸精度检查：使用卡尺、千分尺等测量工具，对轴承的内外径、宽度等尺寸进行测量，确保符合技术条件要求。
（3）几何精度检查：使用显微镜、投影仪等检测设备，对轴承的滚道、球精度、保持架等几何参数进行测量，确保符合技术条件要求。
（4）表面质量检查：采用目视、手触等方法，检查轴承表面是否有麻点、裂纹等缺陷。
（5）材料性能检查：对轴承的材料进行硬度、韧性等性能测试，确保符合技术条件要求。
（6）装配质量检查：对轴承的装配情况进行检查，确保装配正确、间隙合适。
3. 验收记录：验收过程中应做好详细记录，包括验收时间、验收人员、检测数据、验收结论等。
四、验收结果处理 1. 合格品：符合验收标准的轴承，予以放行，进入下一道工序或交付使用。
2. 不合格品：不符合验收标准的轴承，应进行标记，并隔离存放，防止误用。
3. 复检：对不合格品进行整改后，重新进行验收。如再次不合格，则按相关规定处理。
五、持续改进
1. 定期对轴承检查验收过程进行分析，查找存在的问题，制定改进措施。
2. 加强员工培训，提高验收技能和质量意识。
3. 优化生产工艺，提高轴承产品质量。
六、附则
1. 本制度自发布之日起实施。
轴承滚动体探伤标准
轴承滚动体探伤标准
轴承滚动体的探伤标准主要依据国家标准，具体如下：
1. GB/T 《轴承探伤》是应用最广、竞争力最强的标准。其探伤方法和探伤结果判定规则已得到广泛认可和应用。其中，探伤设备、仪器等有关技术指标是其最大特点。
2. GB/T 《轴承探伤现场使用指南》针对实际工程施工现场提供了详实的探伤操作流程和注意事项。同时，也推广了轴承探伤能力等级的使用和评价，极大提高了轴承探伤现场使用的标准化水平。
在实际制造过程中，为了防止存在裂纹的轴承零件进入下一道工序，必须对其进行准确的检测。裂纹是轴承滚子生产中主要缺陷之一，其形式主要有三种：一是材料裂纹，轴向贯穿滚子表面，裂纹深且长；二是淬火裂纹，在滚子表面周向分布，裂纹浅短不易发现；三是严重脱碳或磨削烧伤形成的表面龟裂。
此外，滚动轴承由套圈、滚动体和保持架组成，在结构的使用过程中，主要承受的交变载荷会导致原始损伤生长成为微裂纹，在一定条件下这些微裂纹逐渐扩展生长成为宏观裂纹并导致结构的断裂破坏。因此，对轴承进行探伤检测显得极为重要。
以上内容仅供参考，如需更具体准确的探伤标准，建议咨询相关行业的专家或查阅最新的国家标准。
轴承表面检测系统的研究与开发
第２９卷第２期 长春工业大学学报（自然科学版） Ｖｏ１．２９，Ｎｏ．２ ２００８年４月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃ ｇ！ ！！ ！ 旦 ！！！ 旦ｇ ！ ！ ！兰！ ！ ！！ ！ 垒旦！：
轴承表面检测系统的研究与开发
田秀梅 ， 廖慧琴 ， 冯祥胜 ， 王白晶 （１．南昌工程学院计算机科学与技术系，江西南昌３３００９９ ２．江西机电职业技术学院电子与信息工程系，江西南昌 ３３００１３） 摘 要：针对轴承检测领域的特殊性，通过理论分析和大量实验获得了一个较为有效的神经 网络结构。提出了一个基于神经网络技术的轴承表面检测算法，对待测图像进行预处理，提高 检测率，最终提出了一个基于神经网络的轴承检测系统。 关键词：表面检测；神经网络；轴承 中图分类号：ＴＨ１３３．３３；ＴＰ２０６文献标识码：Ａ文章编号：１６７４—１３７４（２００８）０２—０２２１—０５
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｂｅａｒｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｓｔ ｓｙｓｔｅｒｍ
ＴＩＡＮ Ｘｉｕ—ｍｅｉ ，ＬＩＡＯ Ｈ ｕｉ—ｑｉｎ ， ＦＥＮＧ Ｘｉａｎｇ—ｓｈｅｎｇ ， ＷＡＮＧ Ｂａｉ－ｊ ｉｎｇ （１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３００９９，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｘｉ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ＆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３００１３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｅ ｐｒｏｐｏｓｅ ａｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｂａｓｉｎｇ ｔｈｅ ＢＰ ｎｅｕｒａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｏｒ ｂｅａｒｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｓｔ． Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｏｆ ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｉｍａｇｅ ａｎｄ ｔｅｓｔ ｒａｔｅ ａｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｂｅａｒｉｎｇ ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ．ｎｅｕｒａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ ｉｓ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｓｔ；ｎｅｕｒａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ；ｂｅａｒｉｎｇ．
基于机器视觉的轴承防尘盖表面缺陷检测
２５０ ２０１４，５０（６） ＣｏｍｐｕｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ计算机工程与应用
基于机器视觉的轴承防尘盖表面缺陷检测
陈文达 ，白瑞林 ，吉 峰 ，温振市
ＣＨＥＮ Ｗｅｎｄａ ，ＢＡＩ Ｒｕｉｌｉｎ ，ＪＩ Ｆｅｎｇ ，ＷＥＮ Ｚｈｅｎｓｈｉ
１．江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室，江苏无锡２１４１２２
２．无锡信捷电气有限公司，江苏无锡２１４０７２
１．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆＡｄｖａｎｃｅｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ Ｌｉｇｈｔ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ（Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ），Ｊｉａｎｇｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ｗｕｘｉ，Ｊｉａｎｇｓｕ
２１４１２２，Ｃｈｉｎａ
２．Ｘｉｎｊｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｗｕｘｉ，Ｊｉａｎｇｓｕ ２ １ ４０７２，Ｃｈｉｎａ
ＣＨＥＮ Ｗｅｎｄａ，ＢＡＩ Ｒｕｉｌｉｎ，ＪＩ Ｆｅｎｇ，ｅｔ ａ１．Ｂｅａｒｉｎｇ ｓｈｉｅｌｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｄｅｆｅｃｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍａｃｈｉｎｅ ｖｉｓｉｏｎ．Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，２０１４，５０（６）：２５０・２５４．
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｂｅａｒｉｎｇ ｓｈｉｅｌｄ ｓｕｒｆａｃｅ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ａ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍａｃｈｉｎｅ
ｖｉｓｉｏｎ．Ｉｔ ｕｓｅｓ ｔｈｅ ｂｌｕｅ ｃｏａｘｉａｌ ｌｉｇｈｔ ｔｏ ｏｖｅｒｃｏｍｅ ｔｈｅ ｍｅｔａｌ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ；ｉｔ ｕｓｅｓ ｔｈｅ ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅｓ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｆｉｔ ｔｈｅ ｂｅａｒｉｎｇ
ｏｕｔｅｒ ｃｉｒｃｌｅ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｂｅａｒｉｎｇ ｔｙｐｅ，ｉｔ ｓｅｇｍｅｎｔｓ ｔｈｅ ｂｅａｒｉｎｇ．Ｕｓｉｎｇ Ｏｔｓｕ’Ｓ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｒｏｂｅｒｔｓ ｅｄｇｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｉｔ
基于图像分析的滚动轴承表面缺陷识别技术研究
第２５卷第６期 ２００８年１２月 华东交通大学学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｖ０１．２５ Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．，２００８
文章编号：１００５—０５２３（２００８）０６—００４１—０５
基于图像分析的滚动轴承表面缺陷识别技术研究
杨 阳 ，蒋先刚２
（华东交通大学１．机电工程学院；２．基础科学学院，江西南昌３３００１３）
摘要：系统介绍了滚动轴承表面缺陷视觉检测系统的检测原理及流程，着重分析了表面缺陷二值图像的几何特征和形状矩特 征、ＢＰ神经网络的各参数选择以及实验结果．实验证明本系统用于滚动轴承表面缺陷检测具有可行性，采用神经网络识别可 使表面缺陷分类正确率达到８８％． 关键词：几何特征；形状矩特征；ＢＰ神经网络 中图分类号：ＴＰ１８３ 文献标识码：Ａ
滚动轴承质量的好坏对机械设备的安全运转有着很重要的影响．因为轴承在机械设备中起着承受、传递 载荷的作用，而工作条件却最为恶劣，表面缺陷的产生是不可避免的．通常有下列几种常见缺陷＿１ｊ：麻点、烧
附、擦伤和磕碰伤．其中麻点指零件表面呈分散或群集状的细小坑点，呈黑色针孔状凹坑，有一定深度．烧附 指零件表面热熔性金属粘着现象．擦伤是零件表面因滑动摩擦而产生的金属迁移现象．磕碰伤是轴承零件间
或轴承零件与其他硬物问相互碰击产生的零件表面机械性损伤．
由于表面缺陷检测的现场条件和综合标准比较复杂，而人工目视抽检方式工作量大、可靠性差，不能适 应大规模检测的需要，因此，运用图像处理技术在离线状态识别缺陷种类可以有效地提高检测效率与准确
性，由于轴承在：Ｅ作状态时处于机械内部难以全面拍摄，所以本系统在轴承进行一般检修时采集图像进行实 时检测．主要程序界面见图１．图１左侧为图像显示区，上半部分为某缺陷经预处理后的二值图像，下半部为
其轮廓提取图．右侧分别为特征显示区、样本学习区、缺陷识别区和事件处理区．
基于图像处理器的圆锥滚子表面缺陷在线检测系统
基于图像处理器的圆锥滚子表面缺陷在线检测系统
黄昊，陈於学，杨曙年
（华中科技大学机械学院仪器系，湖北武汉４３００７４）
Ｏｎ——ｌｉｎｅ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｄｅｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｔａｐｅｒｅｄ Ｒｏｌｌｅｒ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ
ＨＵＡＮＧ Ｈａｏ，ＣＨＥＮ Ｙｕ—ｘｕｅ，ＹＡＮＧ Ｓｈｕ—ｎｉａｎ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）
摘要：研制了一种圆锥滚子表面缺陷在线检测
系统。该系统由机械装置和控制系统等组成，机械 装置自动完成被测工件的上料、定位、检测、剔除及
下料；控制系统由ＰＬＣ完成工作过程控制，由图像 处理器完成缺陷检测的图像处理与判定结果输出。
实验结果表明，系统可检测最小直径０．１ ｍ（与相机 分辨率有关）的表面缺陷，速度为２ ｓ／个。该系统检
测精度高、测量数度较快，实现了无人在线检测，满 足滚子表面缺陷的检测要求。
关键词：圆锥滚子；表面缺陷；在线检测；ＰＬＣ；
图像处理器
中图分类号：ＴＰ２１６ 文献标识码：Ａ
文章编号：１００１—２２５７（２０１４）０２—００７７一Ｏ４ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎ ｏｎｌｉｎｅ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓ—
ｔｅｒｎ ｆｏｒ ｓｕｒｆａｃｅ ｄｅｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔａｐｅｒｅｄ ｒｏｌｌｅｒ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎ—
ｔｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｃｏｎｓｉｓｔｓ ｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓ— ｔｅｍ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｔｈｅ
ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｃａｎ ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ
轴承表面缺陷检测系统的研究与开发
第３０卷第１０ 期 ２０１３年１０月 计算机应用与软件 Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｖ０１．３０ Ｎｏ．１０ Ｏｃｔ．２０１３ 轴承表面缺陷检测系统的研究与开发 徐 琛 温振市 ， 毛亚文 白瑞林 （江南大学物联网工程学院江苏无锡２１４１２２） （江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室江苏无锡２１４１２２） 摘 要 提出一种利用离线样本学习实现轴承外侧表面缺陷在线快速检测的方法。采用间接照射面光作为光源，通过ＣＣＤ摄像 头采集轴承外侧面图像。在离线情况下：定位轴承侧面的检测区域；分别拟合横纵向的灰度分布规律曲线；并以灰度变换后的样本 图像作为检测时的依据。在线检测时：根据学习知识提取出待检测区域、将轴承图像变换成灰度分布均匀的图像；然后对图像进行 动态阈值分割并作出决策判断。实验表明，提出的方法能有效地将被测图像变换成灰度均匀的图像；判别一张轴承图像平均时间为 ２０ ｍｓ，准确率达９８．２％以上，具有较高的实时性和准确性。 关键词 轴承侧面缺陷检测 轴承定位灰度变换 正态分布 中图分类号ＴＰ３９１．４ 文献标识码Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００—３８６ｘ．２０１３．１０．０３２ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＡＮＤ ＤＥＶＥＬｏＰＭＥＮＴ ｏＦ ＢＥＡＲＩＮＧ ＳＵＲＦＡＣＥ ＤＥＦＥＣＴＳ ＤＥＴＥＣＴＩｏＮ ＳＹＳＴＥＭ Ｘｕ Ｃｈｅｎ Ｗｅｎ Ｚｈｅｎｓｈｉ ， Ｍａ０ Ｙａｗｅｎ Ｂａｉ Ｒｕｉｌｉｎ ， （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆｌｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ，Ｊｉａｎｇｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｘｉ ２１４１２２，Ｊｉａａｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ） ２（Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆＡｄｖａｎｃｅｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌｆｏｒ Ｌｉｇｈｔ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ（Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ），Ｊｉａｎｇｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ．Ｗｕｘｉ ２１４１２２，ｊｉⅡｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａ ｍｅｔｈｏｄ ｉＳ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｈａｔ ｕｔｉｌｉｓｅｓ ｔｈｅ ｏｆｆｌｉｎｅ ｓａｍｐｌｅ ｌｅａｒｎｉｎｇ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｏｎｌｉｎｅ ｆａｓｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｆｅｃｔｓ ｏｎ ｏｕｔｓｉｄｅ ＳＵｒｆａｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｂｅａｒｉｎｇｓ．Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｕｓｅｓ ｉｎｄｉｒｅｃｔ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｌｉｇｈｔ ａｓ ｔｈｅ ｌｉｇｈｔ ｓｏｕｒｃｅ，ｔｈｒｏｕｇｈ ＣＣＤ ｃａｍｅｒａ ｔｏ ｃａｐｔｕｒｅ ｔｈｅ ｏｕｔｓｉｄｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｉｍａｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｂｅａｒｉｎｇ．Ｉｎ ｏｆｆ－ｌｉｎｅ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ｗｅ ｌｏｃａｔｅ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｚｏｎｅ ｏｎ ｓｉｄｅ ｏｆ ｔｈｅ ｂｅａｒｉｎｇ，ａｎｄ ｆｉｔ ｔｈｅ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ａｎｄ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｇｒａｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｒｕｌｅ ｃｕｒｖｅｓ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ；ｔｈｅｎ ｗｅ ｕｓｅ ｔｈｅ ｇｒａｙ—ｓｃａｌｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ ｓａｍｐｌｅ ｉｍａｇｅ ａｓ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．Ｉｎ ｏｎ—ｌｉｎｅ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ｗｅ ｅｘｔｒａｃｔ ｔｈｅ ｒｅｇｉｏｎ ｔｏ ｂｅ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ｌｅａｒｎｅｄ，ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｔｈｅ ｉｍａｇｅ ｏｆ ｂｅａｒｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｉｍａｇｅ ｗｉｔｈ ｕｎｉｆｏｒｍ ｇｒａｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｔｈｅｎ ｃｏｎｄｕｃｔ ｄｙｎａｍｉｃ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｉｍａｇｅ ａｎｄ ｍａｋｅ ｔｈｅ ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｊｕｄｇｍｅｎｔ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｔｈｅ ｉｍａｇｅ ｔｏ ｂｅ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｉｍａｇｅ ｗｉｔｈ ｕｎｉｆｏｒｍ ｇｒａｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｔｉｍｅ ｆｏｒ ｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇ ａ ｂｅａｒｉｎｇ ｉｍａｇｅ ｉｓ ａｂｏｕｔ ２０ ｍｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｃａｎ ｂｅ ９８．２％ａｎｄ ｈｉ ｇｈｅｒ．ＳＯ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｈａｓ ｈｉｇｈ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ａｃｃｕｒａｃｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｄｅ￣ｃｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｂｅａｒｉｎｇ ｓｉｄｅ Ｂｅａｒｉｎｇ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｇｒａｙ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ Ｎｏｒｍａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ０ 引 言 轴承在生产过程中以及在进入市场之前必须进行缺陷检 测，剔除不合格轴承。传统轴承缺陷检测是以人眼观察为主，受 主观因素影响，漏检率较高，速度慢，很难适应高速化的生产方 式。目前已逐渐实现嵌入式机器视觉技术对表面瑕疵的自动 检测。 由于轴承外表面是抛光弧状面，反射率高，相机接受到的反 射光的反射角不同，所以很难得到光照均匀、幅面宽的图像。常 规方法采集到的图像有灰度分布不均匀，有效区域过窄等问题。 为解决上诉问题，文献［１］采用了线阵ＣＣＤ相机，实时检测轴承 侧面，该方法采集图像窄，算法复杂度高，实时性较差。文献 ［２］将线扫ＣＣＤ相机采集的区域图像合成一张灰度相对分布均 匀的图像，再进行处理。但对硬件要求较高，成本高。同时有许 多学者研究校正光照不均的方法，常见的处理方法包括以直方 图均衡化法为代表的灰度变换法、基于照明一反射模型的同态 滤波法、Ｒｅｔｉｎｅｘ增强方法以及梯度域增强方法等 ，这些方法 仍存在一定缺点，很难满足工业现场高实时性的要求。 针对上述问题，提出一种更具实用性和针对性的检测方法。 该方法在离线情况下确定有效识别区域；分析轴承侧面的灰度 分布规律；统计合格轴承的统计特征作为决策依据。在线检测 时，根据学习知识将被测图像变换成灰度分布均匀的图像并对 图像进行多尺度阈值分割以及决策判断。实验证明该方法能大 大减小测量误差，缩短检测时间。具有高实时性、准确性、稳 定性。 收稿日期：２０１２—０７—０２。江苏省科技成果转化项目（ＢＡ２０１１０３２）； 江苏高校优势学科建设工程资助项目（ＰＡＰＤ）；大学生创新训练计划项 目。徐琛，本科生，主研领域：图像处理。温振市，硕士生。毛亚文，本科 生。白瑞林，
滚动轴承检测方法及先进设备
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目录
第一章 国外滚动轴承部件的检测方法
一、 滚动轴承套圈沟道表面质量的检查方法 ............... 1
二、 轴承套圈内表面伤痕的检查方法 ..................... 2
三、 用频谱分析法评定滚动表面的波纹度 ................. 4
四、 用干涉仪测量球轴承滚道表面轮廓 ................... 8
五、 陶瓷球超声波探伤法 .................................. 11
六、 采用振动测量技术确定球与滚子的柔量 .................. 12
七、 电机轴承部件的使用故障 .............................. 15
第二章 滚动轴承异常的检测方法
一、 用电测法检查滚动轴承缺陷 ............................ 18
二、 几种诊断滚动轴承疲劳剥落的发生位置 .................. 19
三、 用振动标定滚动轴承异常的方法 ........................ 22
四、 用声发射法诊断滚动轴承的异常 ........................ 24
五、 用声传感器监视滚动轴承的 损伤 ...................... 27
六、 用应变仪检测故障的方法 .............................. 28
七、 用复合传感器检测轴承的异常 .......................... 29
八、 利用振动分析检测 .................................... 33
九、 滚动接触亚表面疲劳裂纹的 AE检测技术 ............... 34
十、FAG应用信号处理和频率分析技术检测轴承 ................ 36