CN102288616B - 一种工件外观缺陷检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工件外观缺陷检测装置及其检测方法，属于工件外观缺陷检测技术领域，包括检测平台，以及影像系统，所述影像系统包括辅助光源、成像光学镜组和摄像头，所述摄像头与带有图像采集系统的计算机连接，所述检测平台包括透明水平旋转工作台；所述影像系统包括上影像系统和下影像系统，其中，上影像系统位于检测平台的斜上方，下影像系统位于透明旋转工作台的下方；本发明结构简单、便于操作、而且检测效率高；本发明尤其适用于大批量生产的环形工件所有表面的外观检测场合。

Description

一种工件外观缺陷检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及一种工件外观缺陷检测装置，尤其是涉及一种对环形工件外观缺陷检测装置及其检测方法。

背景技术

对于环形工件所有表面的外观缺陷检测一般采用人工方法，比如，人工肉眼检查，或者采用放大镜或显微镜检查，这种检查方法效率较低，不能满足批量检查的需求。中国实用新型专利ZL200520048185.X，发明创造名称为“一种粘结稀土磁体外观缺陷图像自动检测仪”，其技术方案是，依工作流程一次包括送料机构、第一检测机构、换位机构、第二检测机构和输送机构；所述第一检测机构包括第一位移装置、第一影像系统和第一检测平台；所述第二检测机构包括第二位移装置、第二影像系统和第二检测平台；所述输送机构为输送带；所述第一、第二影像系统分别包括辅助光源、成像光学镜组和高速CCD摄像头，所述摄像头与带有图像采集卡的计算机连接，所述影像系统分别设置在检测平台的上方。该装置虽然可以实现自动检测，但是由于存在换位机构即翻转机构，使得检测工序非常复杂，检测效率低。

发明内容

本发明的目的之一在于提供了一种取消工件翻转机构仍能实现对工件的各个表面进行检测，而且工序简单、高效、自动化检测的工件外观缺陷检测装置。本发明的目的之二在于提供了一种所述工件外观缺陷检测装置的检测方法。

本发明的技术方案之一是：一种工件外观缺陷检测装置，包括检测平台，以及影像系统，所述影像系统包括辅助光源、成像光学镜组和摄像头，所述摄像头与带有图像采集系统的计算机连接，所述检测平台包括透明水平旋转工作台；所述影像系统包括上影像系统和下影像系统，其中，上影像系统位于检测平台的斜上方，下影像系统位于透明水平旋转工作台的下方。

所述透明水平旋转工作台通过电机同步带动。

所述上影像系统包括至少两个影像系统。便于对工件进行不同方位的影像采集。

所述透明水平旋转工作台上装有定心夹具。所述定心夹具用于夹持待测工件。

所述定心夹具包括圆形基座，所述基座的下端设有圆形安装孔，所述基座的上端设有至少3个定位齿，所述每个定位齿由基座边缘向中心延伸，基座上所有定位齿的齿尖同在一个圆周上，所述定位齿的齿尖形成的定心圆的直径与待夹工件的外径相适配，所述定心圆与所述圆形安装孔同心。

所述定位齿的上表面为斜面，即定位齿的齿根到齿尖厚度逐渐变薄。该结构特征可以在采集工件影像时，减小定位齿对工件高度方向的遮挡，同时也便于工件滑入定心孔内。

所述定位齿的齿根到齿尖宽度逐渐变窄。该结构特征可以在采集工件影像时，减小定位齿对工件圆周方向的遮挡。

所述定位齿的下端面齐平。该结构特征是便于使用该定位夹具检测工件的外观。

作为优选的一种，所述定位齿齿尖的上端面和/或下端面在靠近工件外圆周处倒角。不仅可以减小夹具对工件下端面外棱角的遮挡，而且减少与工件的接触面，避免刮伤工件外表面。

所述圆形基座上每相邻定位齿之间设有便于影像采集的缺口。该结构特征可以使得采集工件影像时定位齿不会挡住工件。

作为优选的一种，所述定位齿围绕基座中心均匀分布。该均布结构可以使得制作更加简单。所述基座上均匀分布有4个定位齿，便于对工件快速定心。

所述计算机控制影像采集系统的工作和透明水平旋转工作台的动作。

所述定位齿的齿尖形成的圆的直径小于所述圆形安装孔的直径。该结构特征是便于工件放于定心夹具后的进一步进行表面检测。

本发明的技术方案之二是：一种工件外观缺陷检测装置的检测方法，包括如下步骤：

A、将待测工件放入定心夹具中所述定位齿的齿尖形成的定心圆中的透明水平旋转工作台上；

B、计算机发出指令，所述透明水平旋转工作台旋转，待测工件随着透明水平旋转工作台旋转；

C、计算机发出指令，所述上影像系统拍摄待测工件的上端面、内圆表面和外圆表面，获得工件上端面、内圆表面和外圆表面拍摄区域的图像；所述下影像系统拍摄待测工件的下端面，获得工件下端面拍摄区域的图像；

D、所述图像通过计算机中图像采集系统处理并获得处理结果，从而完成工件所有表面的外观缺陷检测。

本发明与现有技术相比具有如下技术效果：本发明所述的检测装置结构简单、便于操作、检测可靠，适合于大批量生产工件的检测，由于检测装置巧妙的运用了透明旋转工作台，无需再将工件翻转即可实现工件下端面的检测，提高了检测效率。本发明所述的检测方法非常简单，将工件放置在检测台，只需给计算机一个指令，无需将工件翻转，即可实现对工件的所有表面的缺陷检测，而且检测效率高。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明所述检测装置的立体结构示意图； 

图2是图1中定心夹具的结构示意图；

图3是图2中A-A剖视图；

图4是图1中定心夹具的立体结构示意图；

附图标记如下，1为基座，2为定位齿，101为圆形安装孔，102为缺口，201为定位齿尖形成的圆，202为斜面，203为齿根，204为齿尖，205为定位齿的下端面，3为透明水平旋转工作台，4为摄像头，5为辅助光源，6为检测平台，7为定心夹具。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1和图4所示，一种工件外观缺陷检测装置，包括检测平台6，以及影像系统，所述影像系统包括辅助光源5、成像光学镜组和摄像头4，所述摄像头4与带有图像采集系统的计算机连接，所述检测平台6上设有透明水平旋转工作台3，本实施例中的透明水平旋转工作台3采用圆盘状结构。透明水平旋转工作台3由电机带动旋转。检测平台6上装有定心夹具7，且定心夹具7的圆形安装孔101与透明水平旋转工作台3同轴；所述影像系统包括上影像系统和下影像系统，其中，上影像系统位于检测平台的斜上方，下影像系统位于透明旋转工作台的下方。所述上影像系统包括两个影像系统，每个影像系统包括成像光学镜组、摄像头以及与之相适配的辅助光源。由于采用透明水平旋转工作台3，无需再将工件翻转即可实现工件下端面的检测，提高了检测效率。

其中，成像光学镜组和摄像头本身的构造属于现有技术，在此不予赘述。

如图2-4所示，（本实施例采用4个定位齿结构），所述定心夹具7，包括圆形基座1，所述基座1的下端设有圆形安装孔101，在安装定心夹具的时候，所述圆形安装孔101装于检测平台6上，且定心夹具7的圆形安装孔101与透明水平旋转工作台3同轴。所述基座1的上设有4个定位齿2，所述4个定位齿2围绕基座1的中心均匀分布，所述每个定位齿2由基座边缘向中心延伸，基座1上所有定位齿2的齿尖204同在一个圆周上，所述定位齿2的齿尖204形成的定心圆201的直径与待夹工件的外径相适配，所述定心圆201与所述圆形安装孔101同心。所述定位齿2的齿尖204形成的圆201的直径小于所述圆形安装孔101的直径。所述定位齿2的上表面为斜面202，即定位齿2的齿根203到齿尖204厚度逐渐变薄。所述定位齿2的齿根203到齿尖204宽度逐渐变窄。所述所有定位齿2的下端面205齐平，以便于与透明水平旋转工作台3上平面相适配，所述所有定位齿2的下端面205与透明水平旋转工作台3上平面之间有微小缝隙，使得所述所有定位齿2的下端面205与透明水平旋转工作台3上平面不接触。所述圆形基座1上每相邻定位齿之间设有便于影像采集的缺口102。

所述计算机控制影像采集系统的工作和透明水平旋转工作台3的动作。

所述一种工件外观缺陷检测装置的检测方法，包括如下步骤：

A、将待测工件放入定心夹具中所述定位齿2的齿尖204形成的定心圆201中的透明水平旋转工作台3上；在安装定心夹具的时候，所述圆形安装孔101装于检测平台6上，且定心夹具7的圆形安装孔101与透明水平旋转工作台3同轴，然后将待测工件放入定心夹具中所述定位齿2的齿尖204形成的定心圆201中，实现待测工件的快速定心；

B、计算机发出指令，所述透明水平旋转工作台3旋转，待测工件随着透明水平旋转工作台3旋转；

C、计算机发出指令，所述上影像系统拍摄待测工件的上端面、内圆表面和外圆表面，获得工件上端面、内圆表面和外圆表面拍摄区域的图像；所述下影像系统拍摄待测工件的下端面，获得工件下端面拍摄区域的图像；

D、所述图像通过计算机中图像采集系统处理并获得处理结果，从而完成工件所有表面的外观缺陷检测。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (4)

1.一种工件外观缺陷检测装置，包括检测平台，以及影像系统，所述影像系统包括辅助光源、成像光学镜组和摄像头，所述摄像头与带有图像采集系统的计算机连接，所述检测平台包括透明水平旋转工作台；所述影像系统包括上影像系统和下影像系统，上影像系统位于检测平台的斜上方，下影像系统位于透明水平旋转工作台的下方，其特征在于：所述透明水平旋转工作台上装有定心夹具，所述定心夹具用于夹持待测工件，所述定心夹具包括圆形基座（1），所述基座（1）的下端设有圆形安装孔（101），所述基座（1）的上端设有至少3个定位齿（2），所述每个定位齿（2）由基座边缘向中心延伸，基座（1）上所有定位齿（2）的齿尖（204）同在一个圆周上，所述定位齿（2）的齿尖（204）形成的定心圆（201）的直径与待夹工件的外径相适配，所述定心圆（201）与所述圆形安装孔（101）同心；所述定位齿（2）的上表面为斜面（202），即定位齿（2）的齿根（203）到齿尖（204）厚度逐渐变薄；所述定位齿（2）的齿根（203）到齿尖（204）宽度逐渐变窄；所述计算机控制所述透明水平旋转工作台旋转所述待测工件，控制所述上影像系统拍摄待测工件的上端面、内圆表面和外圆表面，获得工件上端面、内圆表面和外圆表面拍摄区域的图像；控制所述下影像系统拍摄待测工件的下端面，获得工件下端面拍摄区域的图像；所述图像通过计算机中图像采集系统处理并获得处理结果，从而完成工件所有表面的外观缺陷检测。

2.根据权利要求1所述的一种工件外观缺陷检测装置，其特征在于，所述定位齿（2）的下端面齐平。

3.根据权利要求2所述的一种工件外观缺陷检测装置，其特征在于，所述圆形基座（1）上每相邻定位齿之间设有便于影像采集的缺口（102）。

4.使用权利要求1-3任一所述的一种工件外观缺陷检测装置检测工件的方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、将待测工件放入定心夹具中所述定位齿（2）的齿尖（204）形成的定心圆（201）中的透明水平旋转工作台上；

B、计算机发出指令，所述透明水平旋转工作台旋转，待测工件随着透明水平旋转工作台旋转；

C、计算机发出指令，所述上影像系统拍摄待测工件的上端面、内圆表面和外圆表面，获得工件上端面、内圆表面和外圆表面拍摄区域的图像；所述下影像系统拍摄待测工件的下端面，获得工件下端面拍摄区域的图像；

D、所述图像通过计算机中图像采集系统处理并获得处理结果，从而完成工件所有表面的外观缺陷检测。

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