基于光纤原理透明异形件缺陷检测方法和设备技术

本发明专利技术公开了一种基于光纤原理异形件缺陷检测设备和方法，异形件缺陷检测设备包括：基座(1)、支撑架(2)、异形件固定装置(3)、激光固定装置(4)、激光器(5)、工业相机固定架(6)、工业相机(7)和计算机设备(8)；异形件检测方法为：先取一张正常异形件打激光时侧面和末端的照片作为模板来使用，检测时用工业相机采集异形件打激光时侧面和末端的照片，用模板匹配来确定异形件在图像中的位置，再用差影法来检测异形件与模板的差异来确定是否存在缺陷。实现了透明异形件缺陷的自动化检测。

Defect Detection Method and Equipment for Transparent Profiles Based on Optical Fiber Principle

The invention discloses a defect detection device and method for special-shaped parts based on optical fiber principle. The defect detection equipment for special-shaped parts includes: base (1), support (2), special-shaped parts fixing device (3), laser fixing device (4), laser (5), industrial camera fixing frame (6), industrial camera (7) and computer equipment (8); For: first, a photograph of the side and the end of a normal profile is taken as a template to use, and then an industrial camera is used to collect the photographs of the side and the end of the profile when laser is applied. Then, template matching is used to determine the position of the profile in the image, and the difference between the profile and the template is detected to determine whether there is a difference between the profile and the template. In defect. The automatic defect detection of transparent special-shaped parts is realized.

【技术实现步骤摘要】
基于光纤原理透明异形件缺陷检测方法和设备
本专利技术属于缺陷检测
，具体涉及一种基于光纤原理透明异形件缺陷检测方法和设备。
技术介绍
透明异形件的缺陷主要是注塑过程中会产生气泡、黑点、应力以及混料情况，由于异形件外形特殊，难以按一定方向固定，导致目前的透明异形件缺陷检测大部分都是靠人工来检测，费时费力。因此，如何使实现通过机器视觉方法自动化检测透明异形件的缺陷成为人们关心的问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术基于光纤原理，公开了一种能够自动对透明异形件进行检测的设备以及检测方法，利用工业相机分别在异形件的侧面和末端拍照，检测末端的激光强度和侧面散射出的激光来判断是否存在缺陷，从而实现了对透明异形件缺陷的自动化检测。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种基于光纤原理异形件缺陷检测设备，包括：基座、支撑架、异形件固定装置、激光固定装置、激光器、工业相机固定架、工业相机和计算机设备；基座和支撑架均为矩形结构，两者具有相同长度的边且垂直连接，异形件固定结构为两个对称设置在支撑架上的弹性夹片，两个弹性夹片之间留有缝隙，用于对异形件进行固定，激光固定装置通过螺钉固定在基座的螺孔中，在激光固定装置中部形成有一侧开口的圆柱形凹槽，圆柱形凹槽内部对称设置两个卡扣槽，使得激光器能够通过卡扣的方式固定于圆柱形凹槽内，且激光器的开关置于圆柱形凹槽的开口处，激光发射孔的位置向上并与异形件固定装置的缝隙对准，以使得发射出的激光能够入射到异形件的通孔中，两个工业相机固定架通过螺钉安装在支撑架的螺孔中，两个工业相机分别固定在工业相机固定架上，其中一个工业相机固定架的安装位置位于异形件固定结构的正上方，另一个工业相机固定架的安装位置位于异形件固定结构的侧上方，保证两个工业相机能够分别拍摄到异形件的末端和侧面；计算机设备与工业相机有线或无线连接，工业相机将拍摄到的图片传输至计算机设备中进行处理，以检测异形件是否存在缺陷。所述激光器发射的激光光斑的直径稍小于异形件的直径。所述异形件缺陷包括：黑点和气泡缺陷、混料缺陷、内部裂痕或局部应力突然变化的缺陷。在检测黑点和气泡缺陷、内部裂痕或局部应力突然变化的缺陷时，使用一个位于异形件固定结构的侧上方的工业相机在侧面拍照。在检测混料缺陷时，同时使用两个工业相机在侧面和末端拍照。使用上述设备的异形件缺陷的检测方法包括如下步骤：步骤1、选取一正常无缺陷异形件，将其固定在异形件固定装置上；步骤2、打开激光器的开关，使激光射入异形件内部；步骤3、利用工业相机分别在侧面和末端拍照，并将照片传输至计算机设备中，计算机设备将照片作为模板照片保存在其内部存储器中；步骤4、检测时，将待检测异形件固定在异形件固定装置上，打开激光器的开关，使激光射入异形件内部；步骤5、利用工业相机采集异形件侧面和末端照片，并将照片传输至计算机设备中；步骤6、利用步骤3与步骤5获得的照片，采用模板匹配算法确定异形件在图像中的位置；步骤7、采用差影法检测异形件照片与模板照片之间的差异，确定异形件是否存在缺陷。在检测到异形件中存在小亮斑、亮线、或末端激光强度明显减弱时，则确定异形件中存在缺陷。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：本专利技术公开的技术方案能够对透明异形件的缺陷进行自动检测，无需靠人工进行检测，省时省力，且能够降低检测时的出错率。附图说明图1是本专利技术异形件的黑点和气泡缺陷检测示意图；图2是本专利技术异形件的混料缺陷检测示意图；图3是本专利技术异形件的内部裂痕或局部应力突然变化的缺陷检测示意图；图4是本专利技术激光粗细的选择示意图；图5是本专利技术异形件缺陷检测设备结构图；图6是本专利技术异形件缺陷检测设备结构平面图。具体实施方式：下面结合附图对本专利技术的具体实施方式详细说明。本专利技术为一种一种基于光纤原理异形件缺陷检测设备，包括：基座1、支撑架2、异形件固定装置3、激光固定装置4、激光器5、工业相机固定架6、工业相机7和计算机设备8；基座1和支撑架2均为矩形结构，两者具有相同长度的边且垂直连接，异形件固定结构3为两个对称设置在支撑架2上的弹性夹片，两个弹性夹片之间留有缝隙，用于对异形件进行固定，激光固定装置4通过螺钉固定在基座1的螺孔中，在激光固定装置4中部形成有一侧开口的圆柱形凹槽，圆柱形凹槽内部对称设置两个卡扣槽，使得激光器5能够通过卡扣的方式固定于圆柱形凹槽内，且激光器5的开关置于圆柱形凹槽的开口处，激光发射孔的位置向上并与异形件固定装置3的缝隙对准，以使得发射出的激光能够入射到异形件的通孔中，两个工业相机固定架6通过螺钉安装在支撑架2的螺孔中，两个工业相机7分别固定在工业相机固定架6上，其中一个工业相机固定架6的安装位置位于异形件固定结构3的正上方，另一个工业相机固定架6的安装位置位于异形件固定结构3的侧上方，保证两个工业相机7能够分别拍摄到异形件的末端和侧面；计算机设备8与工业相机7有线或无线连接，工业相机7将拍摄到的图片传输至计算机设备8中进行处理，以检测异形件是否存在缺陷。所述激光器5发射的激光光斑的直径稍小于异形件的直径。所述异形件缺陷包括：黑点和气泡缺陷、混料缺陷、内部裂痕或局部应力突然变化的缺陷。在检测黑点和气泡缺陷、内部裂痕或局部应力突然变化的缺陷时，使用一个位于异形件固定结构3的侧上方的工业相机7在侧面拍照。在检测混料缺陷时，同时使用两个工业相机7在侧面和末端拍照。使用上述设备的异形件缺陷的检测方法，包括如下步骤：步骤1、选取一正常无缺陷异形件，将其固定在异形件固定装置3上；步骤2、打开激光器5的开关，使激光射入异形件内部；步骤3、利用工业相机7分别在侧面和末端拍照，并将照片传输至计算机设备8中，计算机设备8将照片作为模板照片保存在其内部存储器中；步骤4、检测时，将待检测异形件固定在异形件固定装置3上，打开激光器5的开关，使激光射入异形件内部；步骤5、利用工业相机7采集异形件侧面和末端照片，并将照片传输至计算机设备8中；步骤6、利用步骤3与步骤5获得的照片，采用模板匹配算法确定异形件在图像中的位置；步骤7、采用差影法检测异形件照片与模板照片之间的差异，确定异形件是否存在缺陷。在检测到异形件中存在小亮斑、亮线、或末端激光强度明显减弱时，则确定异形件中存在缺陷。图1示出了异形件的黑点和气泡缺陷检测，在一端打一束激光，由于异形件的折射率远大于空气，基于光纤原理，正常情况光线会从一端进入从另外一端出射；如果异形件中存在缺陷，如存在气泡或者黑点等异物时，激光传播过程中遇到气泡或者异物时就会对激光产生强烈的散射；此时散射后的激光射到异形件内表面时，入射角会很大，导致光会从异形件的侧表面射出而看到一个散射斑点，此时用一个工业相机在测面拍照，就可以捕捉异形件中小亮斑的存在，这些小亮斑就是异形件中的气泡或者黑点。图2示出了异形件的混料缺陷检测，在一端打激光，由于异形件的折射率大于空气，正常情况光线会从一端进入从另外一端出射；如果异形件中存在混料情况，激光传播过程中遇到混料小颗粒时就会对激光产生强烈的散射；此时大量的小颗粒会导致整个异形件侧表面都会有较强的激光射出，而且末端的激光强度会大幅减弱，此时用两个工业相机分辨在侧面和末端拍照，检测末端的激光强度和侧面激光散射出的激光来判断是否有混料情况发生。图3示出了异形件的内部裂痕或局部应力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光纤原理异形件缺陷检测设备，包括：基座(1)、支撑架(2)、异形件固定装置(3)、激光固定装置(4)、激光器(5)、工业相机固定架(6)、工业相机(7)和计算机设备(8)；基座(1)和支撑架(2)均为矩形结构，两者具有相同长度的边且垂直连接，异形件固定结构(3)为两个对称设置在支撑架(2)上的弹性夹片，两个弹性夹片之间留有缝隙，用于对异形件进行固定，激光固定装置(4)通过螺钉固定在基座(1)的螺孔中，在激光固定装置(4)中部形成有一侧开口的圆柱形凹槽，圆柱形凹槽内部对称设置两个卡扣槽，使得激光器(5)能够通过卡扣的方式固定于圆柱形凹槽内，且激光器(5)的开关置于圆柱形凹槽的开口处，激光发射孔的位置向上并与异形件固定装置(3)的缝隙对准，以使得发射出的激光能够入射到异形件的通孔中，两个工业相机固定架(6)通过螺钉安装在支撑架(2)的螺孔中，两个工业相机(7)分别固定在工业相机固定架(6)上，其中一个工业相机固定架(6)的安装位置位于异形件固定结构(3)的正上方，另一个工业相机固定架(6)的安装位置位于异形件固定结构(3)的侧上方，保证两个工业相机(7)能够分别拍摄到异形件的末端和侧面；计算机设备(8)与工业相机(7)有线或无线连接，工业相机(7)将拍摄到的图片传输至计算机设备(8)中进行处理，以检测异形件是否存在缺陷。...

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤原理异形件缺陷检测设备，包括：基座(1)、支撑架(2)、异形件固定装置(3)、激光固定装置(4)、激光器(5)、工业相机固定架(6)、工业相机(7)和计算机设备(8)；基座(1)和支撑架(2)均为矩形结构，两者具有相同长度的边且垂直连接，异形件固定结构(3)为两个对称设置在支撑架(2)上的弹性夹片，两个弹性夹片之间留有缝隙，用于对异形件进行固定，激光固定装置(4)通过螺钉固定在基座(1)的螺孔中，在激光固定装置(4)中部形成有一侧开口的圆柱形凹槽，圆柱形凹槽内部对称设置两个卡扣槽，使得激光器(5)能够通过卡扣的方式固定于圆柱形凹槽内，且激光器(5)的开关置于圆柱形凹槽的开口处，激光发射孔的位置向上并与异形件固定装置(3)的缝隙对准，以使得发射出的激光能够入射到异形件的通孔中，两个工业相机固定架(6)通过螺钉安装在支撑架(2)的螺孔中，两个工业相机(7)分别固定在工业相机固定架(6)上，其中一个工业相机固定架(6)的安装位置位于异形件固定结构(3)的正上方，另一个工业相机固定架(6)的安装位置位于异形件固定结构(3)的侧上方，保证两个工业相机(7)能够分别拍摄到异形件的末端和侧面；计算机设备(8)与工业相机(7)有线或无线连接，工业相机(7)将拍摄到的图片传输至计算机设备(8)中进行处理，以检测异形件是否存在缺陷。2.根据权利要求1所述的基于光纤原理异形件缺陷检测设备，其特征在于，所述激光器(5)发射的激光光斑的直径稍小于异形件的直径。3.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋忠胜，瞿顶军，李文兴，金小飞，于振中，
申请(专利权)人：哈工大机器人合肥国际创新研究院，
类型：发明
国别省市：安徽,34