一种在线检测的照明装置与成像方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种照明装置，可用于工件的检测。该装置采用外部照明方式照亮工件，避免了在传送带上对被检测工件加电发光的步骤，降低了机构的复杂性，满足了高速的检测要求。通过适当的控制外部照明光源的亮度、位置和方向，可使被检测工件反光，使其表面和内部成像效果呈现出来，再以相机拍摄获取图像。本照明装置由条形光源、光源固定装置、镜头和相机组成。本发明专利技术还提供了一种成像方法，包括被检测工件通过传送带的步骤、测量传送带运动速度的步骤和图像采集的步骤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
在电子设备生产行业中，零件的生产要符合一定的标准才能认为是合格品，如尺寸、位置和轮廓的信息，以及零件是否存在异物、毛屑、白点、亮点、刮伤和脏污等缺陷。对于这些尺寸、位置和轮廓的信息需要使用不同的设备分别进行手工测量。检测缺陷的传统做法是采用人工目视检测，这种检测方法存在着测量效率低、测量标准不统一和可靠率低等缺点。电子设备零件生产都已经实现了机械化自动作业，而唯独质量检验环节还没有实现自动化，这已经成为制造行业的重大瓶颈，对其自动化的需求也是越来越强烈。 在表面缺陷类的自动化检测领域，基于机器视觉的方案是最为有效的手段，通过摄像机对传送带上通过的工件实时获取图像，再通过计算机分析计算图像中的工件表面。采用几何计算及模式识别等手段就可有效的测量工件的信息，被检测工件表面的缺陷，计算机再根据检测结果发出控制命令，对被检测工件进行合格与不合格分类，从而实现完全自动化检测的目的。在机器视觉应用中，效率是至关重要的。尺寸、位置和轮廓等工件信息的测量如果用不同的检测设备去测量，需要分为多道工序，那么会带来人工误判问题和测量效率低下问题。瑕疵的检测如采用模拟手工检测的方式来实现，则必须要对通过传送带的每一个工件先加电，再检测。这个加电步骤必然会制约检测速度，并对加电机构在定位精度和操作速度上的要求非常高，带来检测机构的复杂化，导致整个系统可靠性大幅降低。为此，本专利技术提供了一种外部照明装置与成像方法，避免对被检测工件的加电步骤，有效的提高测量检测效率，并降低机构复杂性，间接提高系统的可靠性。
技术实现思路
本专利技术提供了一种照明装置，该装置采用外部照明方式照亮工件，避免了在传送带上对被检测工件加电的步骤，降低了机构的复杂性，满足了高速的检测要求。本专利技术通过适当的控制外部照明光源的亮度、位置和方向使工件反光，将其表面及内部的成像效果呈现出来。本专利技术采用相机，以扫描方式成像，每个时刻只获取一条成像线的图像数据。因此外部照明光源只需要在背光模组表面的某一条线上模拟出自身发光的效果即可，无需完全模拟出背光模组自身发光时的效果。本专利技术的在线检测照明装置由多个条形光源、光源固定装置、镜头和相机组成。本专利技术采用多个条形光源，将条形光源平行置于传送带的上方，发光面朝下，相机需要捕获的被检测工件图像位置设定在条形光源中间，位于传送带上被检测工件上表面适当高度处。镜头采用大视野工业镜头，可检测大尺寸工件。为了提高光源的照明效果，条形光源的安装位置尽量靠近传送带，光源与传送带之间的距离容许被检测工件通过。照明固定装置是光源的夹具，用于固定光源，调整光源的位置。由于条形光源之间的距离小于被检测工件的长度，在多个条形光源都位于被检测工件上方时，处在条形光源中间的成像位置是最佳照明状态位置。将镜头和相机朝向成像位置，并调整镜头焦距使镜头清晰聚焦该成像工件即可。光源因被检测工件材质不同可以采用不同的光源类型，如卤素光源、LED光源等。通过光纤传导形成具体的条形光源。卤素光源可提供很高的照度，通过光纤传导的方式还可形成任意的光源形状，同时借助光纤传导避免了光源热量传递到被检测工件周围。由于本专利技术为外部照明，为了很好的模拟被检测工件自身的发光效果，需要提供较高的照明亮度。本专利技术的照明装置采用的方案及结构的有益效果是 I.无加电操作模块，机构复杂度大为降低，间接提高系统可靠性。2.检测过程中无加电操作步骤，可有效的提高检测效率。3.光源固定装置可调节光源的高度及光源之间的间距，适用于不同厚度和不同长度工件的检测。4.镜头采用大视野工业镜头，可适用于不同尺寸工件的检测。本专利技术还提供了一种成像方法，该方法包括以下步骤I.被检测工件通过传送带的步骤；2.测量传送带运动速度的步骤；3.图像采集的步骤；在自动化控制领域，被检测工件通过传送带的检测传感器有红外传感器、超声传感器等。而对于很薄的工件来说，这些手段失败的几率很大，一般无法正常工作。本专利技术提供了一种针对具备较高反射率工件的通过检测方法。本方法采用光敏传感器检测传送带上的反射光来判断是否有被检测工件通过传送带。由于传送带为黑色材料，没有被检测工件通过光源下方时，无反射光进入光敏传感器中，光敏传感器无信号输出；有被检测工件通过条形光源下方时，被检测工件反射光源发出的光线进入光敏传感器，光敏传感器就会有信号输出。本专利技术采用速度传感器获取传送带上被检测工件的运动速度，此运动速度除以相机的像素高度即可得到相机的图像采集频率，此频率保证相邻两个时刻获取的图像既不会有重叠，也不会有遗漏。在检测到有工件进入时，启动系统的图像采集功能，实时获取条形光源中间下方的被检测工件表面成像处的图像，直到检测无工件在工作区时，停止图像采集。系统按照时间顺序将采集的各个图像合成，生成包括被检测工件在内的二维图像。本专利技术提供的在线检测成像方法可高效可靠的获取被检测工件图像，为检测系统的后续处理提供可靠保障。附图说明图I是本专利技术的照明装置示意图2是本专利技术的照明光源结构示意图；图3是本专利技术的照明光源光路示意图；图中主要结构为1-相机、2-镜头、3-前条形光源、4-后条形光源、5-被检测工件、6-光敏传感器、7-传送带、8-光源固定装置、9-成像区域、10-速度传感器、21-光源固化机、22-光纤束、23-光纤分离器、24-条形光源头、31-上扩散片、32-上棱片、33-下棱片、34-下扩散片、35-导光板、36-反射片、37-入射光线、38-反射光线。具体实施例方式本专利技术的实施例提供了一种在线检测的照明装置，该装置由前条形光源组3、后条形光源组4、光源固定装置8、镜头2、相机I和光敏传感器6组成。相机I连接在镜头2后端，一起固定在传送带7的上方。镜头2采用大视野工业镜头，以满足中等尺寸下一系列工件的成像要求。前条形光源组3和后条形光源组4位于传送带7上方，且处在相机I和镜 头2的下方。前条形光源组3为前端光源，位于被检测工件5进入本装置的方向处。前条形光源组3和后条形光源组4通过光源固定装置8固定，且光源固定装置8不仅可调节前条形光源组3和后条形光源组4的高度位置，还能调节前条形光源组3和后条形光源组4之间的距离。在改变被检测工件5类型时，需要调节前条形光源组3和后条形光源组4的安装高度，使之尽量靠近传送带7，以确保前条形光源组3和后条形光源组4与传送带7之间的距离容许被被检测工件通过。同时，还需要调节前条形光源组3和后条形光源组4之间的距离，以确保前条形光源组3和后条形光源组4之间的距离约为被检测工件5长度的三分之二。在前条形光源组3和后条形光源组4正中间，传送带7的上方，被检测工件5上方高度处的一条线为成像区域9，相机I捕获的就是成像区域9处的图像。光敏传感器6安装在前条形光源组3上，位于前条形光源组3的后部侧面，垂直向下，贴近传送带，与前条形光源组3的下表面对齐。在无被检测工件5通过前条形光源组3下方时，没有光线反射入光敏传感器6,光敏传感器6无信号输出；在有被检测工件5通过前条形光源组3下方时，被检测工件5反射前条形光源组3发出的光线进入光敏传感器5中，光敏传感器5有信号输出。速度传感器10实时获取传送带7的传送速度，以此作为相机I采集图像的频率。当光敏传感器6有信号输出时，相机I按照采集频率进行成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在线检测的照明装置，由条形光源、光源固定装置、镜头和相机组成，其特征在于: 多个条形光源平行置于传送带的上方，发光面朝下，多个条形光源之间的距离小于被检测工件的长度； 多个条形光源的安装靠近传送带，光源与传送带之间的距离容许被检测工件通过； 镜头与相机连接，位于多个条形光源上方，镜头正面朝向条形光源中间下方的传送带，传送带上被检测工件的上表面高度处在镜头的清晰聚焦位置处。2.一种成像方法，该方法包括被检测工件通过传送带的步骤、测量传送...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐昕，李明，蔡雄飞，杨聪，
申请(专利权)人：苏州天准精密技术有限公司，
类型：发明
国别省市：