【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于球形燃料元件产品表面质量的检测工艺，具体涉及一种基于3d光学测量的转盘式球体表面质量检测系统。
技术介绍
1、球体表面缺陷检测的难度主要体现在以下方面：一是，球形样品表面缺陷在球体上是随机分布的，检测过程需要把球体全部展开，覆盖球形样品的全部表面，才能实现全部检测；二是，检测不受视觉尺寸规格限制，要求对缺陷进行定量检测和分析，对缺陷的类型自动检测、识别及统计，并保存；三是，不受检测环境影响，匹配产线节拍，保障检测精度、效率和稳定性。
2、国内现有相近专利技术专利申请显示，一种球形燃料元件自动外观检测装置(cn108279239)设计一套基于摄像机和计算机图像处理与识别技术对球形燃料元件表面缺陷进行自动检测和识别分类的设备，通过和机械结构的结合，可以实现对球形燃料元件的凹痕、切痕、缺口和机加工痕迹等方面的检测。该装置由上料机构、初检工位、输送机构、复检工位、分选机构、出料机构等部分组成。待测球体由自动上料机构推送到初检工位，对凹坑、麻面等面积大但深度比较浅的缺陷进行检测。再通过输送机构推送至复检工位，对裂纹和沙眼等面积小但深度比较大的缺陷进行检测。完成检测后，通过分选机构剔除不合格元件球。该专利技术仅实现球体2d视觉成像，将采集的2d图像由装置图像分析系统根据像素分布及亮度、颜色信息，转变为数字化信号，进而对其所述的面积大但深度浅和面积小但深度深的缺陷进行识别。该装置仅采用2d成像的方式，无法准确测量表面缺陷的深度尺寸。初检工位、复检工位对球体进行展开时，采用滚轮相对摩擦滑动的方式，长时间使用摩擦性能下降
3、国内现有相似专利技术专利显示，一种球体表面检测装置(cn217818672u)中，装置包括支架、通过支撑板固定在支架上的检测组件和固定在支架上的球体支架，检测组件包括驱动电机、与驱动电机输出端连接的环形架以及若干间隔固定在环形架上的位移传感器，位移传感器的检测端与球体表面相接触，球体支架包括托架和圆周阵列在托架上若干对立板，每对立板上旋转连接有转轴，转轴外包裹有摩擦带，托架上固定有旋转电机，旋转电机与其中至少一对立板上的转轴驱动连接。该装置主要利用接触法进行测量，通过位移传感器实现球体表面瑕疵深度测量，适用于透明材质的球体表面检测，无法实现球形燃料元件表面缺陷的定量检测。
4、国内现有相似专利技术专利显示，一种用于高精度钢球表面检测的设备(cn208932498u)，设备主要包括第一取球机构、第二取球机构、第一上下料机构、第二上下料机构、上半球检测机构、下半球检测机构。该技术可以同时对两个钢球进行检测。该设备虽然克服钢球检测领域对钢球表面造成损伤的可能，但是在实施过程存在样品流转路径长，移载位移轨道较大的情况，对于球形燃料元件的检测领域来说存在一定损伤隐患，而且检测效率亦不满足产线要求。
5、现有技术中，对于球体的检测主要以钢球、冰球等产品为主，各种材质检测均有不同的检测特点。钢球的质量较大，需要实现自身转动或者采用较大摩擦力的球体表面展开装置，检测效率低，而且其检测流程呈线性转移。冰球的检测则无法使用激光，只能采用接触式的位移传感器进行检测。本专利技术需要检测的对象主要是针对球形燃料元件而言的，与上述产品检测领域均有较大差异。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于3d光学测量的转盘式球体表面质量检测系统，主要解决了球形燃料元件表面缺陷的定量检测问题，实现球体表面缺陷的3d定量测量(如缺陷的深度、长度、个数等)。本专利技术还解决了球形燃料元件表面微小瑕疵、色差及表面污染物的2d机器学习视觉识别检测。本专利技术还解决了球形燃料元件快速检测的问题，通过配合相应的机械设计及表面吹扫清洁问题，完成球体表面的全方位检测，降低对检测设备内部关键部件的影响，效率大幅提高。
2、为达到上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：
3、一种基于3d光学测量的转盘式球体表面质量检测系统，转盘电机固定在检测钢制平台下，转盘在检测钢制平台上方可通过转盘电机的步进旋转实现检测工位的转换；转盘上等角度布置了六个检测工位，每个检测工位包括球体底座和球体底座电机，球体底座布置于转盘的上方，可实现待检测球体样品的放置；球体底座电机布置在转盘下方，实现待检测球体样品的旋转；球体底座下方留有除尘口；六个检测工位处分别布置上料机构、下料机构、2d相机a、3d相机a、翻转电机、3d相机b和2d相机b，2d相机a末端连接固定2d相机光源a，2d相机b末端连接固定2d相机光源b；上料机构对接的上下游接口分别为上料通道和球体底座，下料机构对接的上下游接口分别为球体底座和下料分拣机构，根据检测球体样品的合格与否，由下料分拣机构切换样品进入不同通道，合格则进入合格品通道，反之进入不合格品通道，合格球体样品接入产线管路进入下一工序，不合格球体样品则直接落入不合格品通道下方布置不合格样品暂存桶。
4、滑环穿过转盘并固定在检测钢制平台上。
5、球体底座和球体底座电机二者呈同轴布置。
6、球体底座上缘内部镶嵌橡胶圈。
7、除尘口可接入负压。
8、上料机构和下料机构固定安装在顶部。
9、2d相机a末端通过支架连接固定2d相机光源a。
10、2d相机b末端通过支架连接固定2d相机光源b。
11、上料机构采用吸盘形式实现球体样品的移载。
12、下料机构采用夹爪形式实现球体样品的移载。
13、本专利技术所取得的有益效果为：
14、1、通过3d和2d相机协同以及机械运动的配合，实现球形燃料元件表面质量的多种缺陷的高效检测；
15、2、通过合理的3d结构光相机选型技术，实现待检测球体的表面缺陷尺寸、数量的定量测量；
16、3、通过合理的2d机器成像及深度学习算法技术，实现待测球体的表面污染物、色差等缺陷的识别；
17、4、通过合理的机械设计，实现检测转盘公转配合检测工位自转，实现球形燃料元件表面质量流水线式检测，检测通量大、效率高；
18、5、进入检测区域前，布置合理的集尘口，实现待测球体清洁，降低粉尘进入检测工位的可能；
19、6、将温湿度传感器直接布置于设备内部，实现了检测报告中对温湿度的记录，满足检测业务的要求。
20、本专利技术采用的是3d和2d协同配合进行检测，检测效率、准确性、稳定性均较高，特别是针对球形燃料元件进行检测，具备本行业应用的潜力，同时也具有操作简便、检测流程清晰的特点。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于3D光学测量的转盘式球体表面质量检测系统，其特征在于：转盘电机固定在检测钢制平台下，转盘在检测钢制平台上方可通过转盘电机的步进旋转实现检测工位的转换；转盘上等角度布置了六个检测工位，每个检测工位包括球体底座和球体底座电机，球体底座布置于转盘的上方，可实现待检测球体样品的放置；球体底座电机布置在转盘下方，实现待检测球体样品的旋转；球体底座下方留有除尘口；六个检测工位处分别布置上料机构、下料机构、2D相机A、3D相机A、翻转电机、3D相机B和2D相机B，2D相机A末端连接固定2D相机光源A，2D相机B末端连接固定2D相机光源B；上料机构对接的上下游接口分别为上料通道和球体底座，下料机构对接的上下游接口分别为球体底座和下料分拣机构，根据检测球体样品的合格与否，由下料分拣机构切换样品进入不同通道，合格则进入合格品通道，反之进入不合格品通道，合格球体样品接入产线管路进入下一工序，不合格球体样品则直接落入不合格品通道下方布置不合格样品暂存桶。
2.根据权利要求1所述的基于3D光学测量的转盘式球体表面质量检测系统，其特征在于：滑环穿过转盘并固定在检测钢制平台上。
...【技术特征摘要】
1.一种基于3d光学测量的转盘式球体表面质量检测系统，其特征在于：转盘电机固定在检测钢制平台下，转盘在检测钢制平台上方可通过转盘电机的步进旋转实现检测工位的转换；转盘上等角度布置了六个检测工位，每个检测工位包括球体底座和球体底座电机，球体底座布置于转盘的上方，可实现待检测球体样品的放置；球体底座电机布置在转盘下方，实现待检测球体样品的旋转；球体底座下方留有除尘口；六个检测工位处分别布置上料机构、下料机构、2d相机a、3d相机a、翻转电机、3d相机b和2d相机b，2d相机a末端连接固定2d相机光源a，2d相机b末端连接固定2d相机光源b；上料机构对接的上下游接口分别为上料通道和球体底座，下料机构对接的上下游接口分别为球体底座和下料分拣机构，根据检测球体样品的合格与否，由下料分拣机构切换样品进入不同通道，合格则进入合格品通道，反之进入不合格品通道，合格球体样品接入产线管路进入下一工序，不合格球体样品则直接落入不合格品通道下方布置不合格样品暂存桶。
2.根据权利要求1所述的基于3d光学测量的转盘式球体表面质量检测系统，其特征在于：滑环穿过转盘并固定在检测钢制平台上。
3.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：王少芃，赵宏生，杨志远，汤慧，李自强，王佳晨，张凯红，孙金阳，许娟，
申请(专利权)人：中核北方核燃料元件有限公司，
类型：发明
国别省市：
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