1.钢球精确计数、尺寸识别装置,其特征在于,包括:
储料单元(1),所述储料单元(1)包括两侧带有凸沿的储料盘(101);
设置在储料盘(101)出口端的预计数单元(2),所述预计数单元(2)包括两侧带有凸沿的预计数盘(201)、调整预计数盘(201)工作面积的面积调整机构(202)以及带动预计数盘(201)上下运动的第一升降机构;
设置在预计数盘(201)出口端的精计数单元(3),所述精计数单元(3)包括两侧带有凸沿的精计数盘(301)以及设置在精计数盘(301)出口端的出口机构(302);
设置在精计数单元(3)上方的图像采集单元(4),采集精计数盘(301)上的钢球图像;
和所述图像采集单元(4)连接的计算机控制系统,所述计算机控制系统控制各运动单元运动并对钢球图像进行数据处理,获得钢球数量及钢球尺寸信息;
以及单补偿系统(5),所述单补偿系统(5)对精计数盘(301)中的钢球进行步进补偿;
所述储料盘(101)、预计数盘(201)和精计数盘(301)整体倾斜,储料盘(101)的进口端最高;所述预计数盘(201)通过第一升降机构带动至最高位时,钢球可以从预计数盘(201)滚到精计数盘(301)中而储料盘(101)的钢球不能滚入到预计数盘(201)中;预计数盘(201)通过第一升降机构带动至最低位时,储料盘(101)中的钢球可以滚入到预计数盘(201)中而预计数盘(201)中的钢球不能滚入到精计数盘(301)中;
所述单补偿系统(5)包括:
设置在储料盘(101)出口一端的进料通道(508),所述进料通道(508)上端开有补偿槽(507);
设置在储料盘(101)出口一端的补偿推送器(509),所述补偿推送器(509)为通过气缸带动沿进料通道(508)侧壁升降的推板,所述推板向靠近进料通道(508)一端倾斜,所述推板处于最低位时低于所述储料盘(101)的上端面,处于最高位时高于进料通道(508)的侧壁;
一端和所述补偿槽(507)出口端连接的补偿管(506),所述补偿管(506)另一端通过管托(505)支撑在精计数盘(301)进口端一侧,所述补偿管(506)进球端设置有传感器;
设置在精计数盘(301)进口端补偿管(506)端部的补偿板(504),所述补偿板(504)上设置有和精计数盘(301)连通的补偿通道;
通过电机支架(502)设置在补偿板(504)上的步进电机(501);
以及和所述步进电机(501)输出轴固定连接的补偿拨盘(503),所述补偿拨盘(503)为圆盘结构,和所述补偿管(506)端口相对的一侧面外圆周均布多个槽口,每个槽口容纳一个钢球,所述槽口位于补偿板(504)的补偿通道上方;
所述面积调整机构(202)包括:
放置在预计数盘(201)上端面的调整板(203),所述调整板(203)和所述预计数盘(201)的凸沿平行;
一端分别和所述调整板(203)一侧连接的多个第二光杆(204),所述第二光杆(204)穿过预计数盘(201)一侧的凸沿并伸出;
以及多个锁紧螺母(205),每个锁紧螺母(205)和所述凸沿螺纹连接,所述锁紧螺母(205)穿过凸沿,端部和所述第二光杆(204)接触。
2.根据权利要求1所述的钢球精确计数、尺寸识别装置,其特征在于,所述钢球精确计数、尺寸识别装置还包括第二升降机构(6),所述第二升降机构(6)包括相对设置的上支撑板(601)和下支撑板(603)以及连接在上支撑板(601)和下支撑板(603)之间的升降块(602),所述升降块(602)调整上支撑板(601)的倾斜角度,所述储料单元(1)、预计数单元(2)和精计数单元(3)均设置在所述上支撑板(601)上。
3.根据权利要求1所述的钢球精确计数、尺寸识别装置,其特征在于,所述储料单元(1)还包括设置在储料盘(101)出口端的出口调整机构(102),所述出口调整机构(102)包括:设置在储料盘(101)出口端一侧直角边并和储料盘(101)上端面接触的挡块(105),所述挡块(105)长度方向设置有滑槽,所述滑槽和固定在储料盘(101)上的滑销滑动配合,所述滑销固定在靠近储料盘(101)一侧凸沿的位置,所述挡块(105)的一端和储料盘(101)的出口端平齐;
和所述挡块(105)靠近储料盘(101)出口端一端铰接的第一光杆(103),所述第一光杆(103)另一端穿过储料盘(101)的凸沿;
以及和储料盘(101)凸沿螺纹连接的固定螺母(104),所述固定螺母(104)和所述第一光杆(103)垂直,所述固定螺母(104)穿过凸沿,端部和所述第一光杆(103)接触。
4.根据权利要求1所述的钢球精确计数、尺寸识别装置,其特征在于,所述第二光杆(204)的数量为两个,两个第二光杆(204)的一个端部分别和调整板(203)的侧壁的两端固定连接。
5.根据权利要求1所述的钢球精确计数、尺寸识别装置,其特征在于,所述第一升降机构为直线气缸,所述直线气缸的输出端和所述预计数盘(201)下端面固定连接;所述出口机构(302)为旋转挡板(303),所述旋转挡板(303)两端的上方和所述精计数盘(301)出口端两侧的凸沿转动连接,旋转挡板(303)一侧的旋转轴和一个电机的输出轴连接;
所述图像采集单元(4)为工业相机(401)。
6.基于权利要求1所述的钢球精确计数、尺寸识别装置的钢球精确计数、尺寸识别方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:通过第二升降机构(6)调整储料盘(101)、预计数盘(201)和精计数盘(301)的倾斜角度,使钢球依次滚动并且呈单层排列,通过第一升降机构调整预计数盘(201)至低位;
步骤二:通过面积调整机构(202)调整预计数盘(201)的工作面积S,使预计数盘(201)2
的工作面积S=ND,其中,D为待计数的钢球直径,N为小于实际需要钢球数量的整数;
步骤三:通过出口调整机构(102)调整储料盘(101)出口的大小,使挡块(105)的一个端部和调整板(203)的一个端部接触;
步骤四:将钢球倒入储料盘(101)中,储料盘(101)中的钢球顺次进入预计数盘(201)中,直到预计数盘(201)工作面积内装满钢球,同时,补偿推送器(509)上下运动带动钢球进入到补偿管(506)中,直到补偿管(506)中装满钢球;
步骤五:通过第一升降机构带动预计数盘(201)至高位,使预计数盘(201)中的钢球滚入到精计数盘(301)中,直到预计数盘(201)中的钢球全部滚入精计数盘(301)后,通过第一升降机构带动预计数盘(201)至低位;
步骤六:通过工业相机(401)采集精计数盘(301)上的钢球图像,并将钢球图像传至计算机控制系统;
步骤七:计算机控制系统对钢球图像进行图像处理,获得实际进入到精计数盘(301)中的钢球数量Q及钢球尺寸信息,判断精计数盘(301)中的钢球是否混入其他尺寸钢球,若是,计算机控制系统报警;若否,执行步骤八;
步骤八:计算机控制系统计算获得需要单补偿钢球的数量,即M‑Q,其中M为实际需要钢球数量;
步骤九:根据步骤八中获得的实际需要钢球数量控制步进电机(501)转动,直到经单补偿系统(5)进入到精计数盘(301)中的钢球数量为M‑Q;
步骤十:工业相机(401)再一次拍摄精计数盘(301)中钢球的图像,重新计数,确认钢球数量为M;
步骤十一:打开精计数盘(301)出口端的旋转挡板(303),释放精计数盘(301)中的钢球,完成一次技术及尺寸识别;
步骤十二:重复步骤四‑步骤十一,实现连续计数。
7.根据权利要求6所述的钢球精确计数、尺寸识别方法,其特征在于,步骤七中所述的对钢球进行图像处理具体方法为:
1)确定图像的有效区域,有效区域以外用黑色代替;
2)精计数盘(301)采用黑色,对采集的钢球图像进行二值化处理;每个钢球的中心最亮,灰度值最大,达到250以上,找到这个灰度值最大的点,检索它附近的灰度值在220以上的点,并将他们全部替换成绿色,通过计算机对图像的处理,得到钢球数量并找出规格不一样的钢球后,将规格不一样的钢球标记为红色,机器报警,人工取出规格不一样的钢球。
8.根据权利要求6所述的钢球精确计数、尺寸识别方法,其特征在于,步骤一中所述的调整储料盘(101)、预计数盘(201)和精计数盘(301)的倾斜角度保证钢球平稳向下滚动,同时保证钢球单层排列。