CN103076336A - 一种物体表面质量检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明是一种物体表面质量检测仪。包括有第一图像传感器、第一分光器、第二图像传感器、第二分光器、第三图像传感器、第三分光器、机架、输送带、导轨，输送带将待测物体输送至第三图像传感器的对焦区域，通过检测仪的控制系统控制第一图像传感器及第二图像传感器都能将待测物体对焦，从而一次可获得待测物体三个方向的表面缺陷情况。本发明可快速地检测待测物体上表面、左侧表面和右侧表面三个方向的表面缺陷情况，并能获得较高的测量精度，将待测物体水平方向旋转90°、竖直方向旋转180°后再次输送、拍照，可获得待测物体下表面、前表面和后表面三个方向的表面缺陷情况，即获得待测物体六个面的表面缺陷情况。

Description

一种物体表面质量检测仪

技术领域

本发明属于一种物体表面质量检测仪，特别涉及一种用于检测规则形状物体表面缺陷的自动化仪器，属于物体表面质量检测仪的改造技术。

背景技术

在生产过程中，很多时候都需要对产品的表面是否有裂纹等缺陷进行检测。传统方式是使用放大镜、显微镜等光学系统采用人工操作的方式对待测物进行检测，这种方式检测效率极低，工人劳动强度大、出错率高。

随着传感技术的进步，现在已经出现了采用图像处理技术来对产品表面缺陷进行检测的设备。这类设备的工作原理如下：用输送带将待测物体输送到特定位置，然后用图像传感器对待测物体拍照，获得待测物体的数字图像，再通过计算机对图像信息进行处理，从而得到待测物体的表面情况数据、判断待测物体是否存在缺陷。这种检测方式相比于人工检测，提高了检测准确率，而这种检测方式一次只能检测一个方向的表面，如果需要对待测物体的多个方向的表面进行检测，则需要进行多次对待测物体进行输送，检测效率较低。

发明内容

本发明所解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种经济实用、稳定可靠的用于检测待测物体表面情况的物体表面质量检测仪。本发明可准确地检测待测物体外部表面缺陷情况，并有较高的检测效率。

本发明所采取的技术方案是：本发明的物体表面质量检测仪，包括有第一图像传感器、第一分光器、第二图像传感器、第二分光器、第三图像传感器、第三分光器、机架、输送带、导轨，输送带设置在第一分光器的下方，第二分光器及第三分光器设置在输送带的两侧，第一分光器、第二分光器、第三分光器分别装设在第一图像传感器、第二图像传感器、第三图像传感器的旁侧，且第一分光器、第二分光器、第三分光器装设在分别能照射到待测物体的不同检测面的位置上，且第一分光器、第二分光器、第三分光器照射到待测物体的反射光能分别使第一图像传感器、第二图像传感器和第三图像传感器拍摄到待测物体的不同检测面，且第一分光器、第二分光器及第三分光器均固定安装在机架上，第三图像传感器固定安装在机架的一侧，第一图像传感器及第二图像传感器分别与能驱动其分别沿导轨做直线运动的直线驱动装置连接，导轨安装在机架的背面板，且第一图像传感器、第二图像传感器和第三图像传感器的信号输出端分别与检测仪的控制系统电连接。

本发明通过采用第一分光器、第二分光器、第三分光器分别与第一图像传感器、第二图像传感器、第三图像传感器配合，实现同轴光对待测物体进行照明拍照，使得获得图像的效果大大提高，对待测物体表面的缺陷判别精度达到10μm的等级。此外，三个图像传感器和三个分光器的位置配合，使得一次输送待测物体即可获得待测物体上表面、左侧表面和右侧表面三个方向的表面缺陷情况；将待测物体水平方向旋转90°、竖直方向旋转180°后再次输送、拍照，可获得待测物体下表面、前表面和后表面三个方向的表面缺陷情况，即获得待测物体六个面的表面缺陷情况。

附图说明

图1是本发明的透视图；

图2是本发明表示与图1不同视角的透视图；

图3是本发明中第一分光器的剖面图；

图4是本发明中第二分光器的剖面图。

具体实施方式

实施例：

图1和图2示出了本发明的一种实施方式。

如图1和图2所示, 为了更好地表达本发明的结构，图中省略了支架4的左侧板和部分非重要的安装机架，如第一分光器12的安装机架等。

本发明的物体表面质量检测仪，包括有第一图像传感器11、第一分光器12、第二图像传感器21、第二分光器22、第三图像传感器31、第三分光器32、机架4、输送带5、导轨7，输送带5设置在第一分光器12的下方，第二分光器22及第三分光器32设置在输送带5的两侧，第一分光器12、第二分光器22、第三分光器32分别装设在第一图像传感器11、第二图像传感器21、第三图像传感器31的旁侧，且第一分光器12、第二分光器22、第三分光器32装设在分别能照射到待测物体6的不同检测面的位置上，且第一分光器12、第二分光器22、第三分光器32照射到待测物体6的反射光能分别使第一图像传感器11、第二图像传感器21和第三图像传感器31拍摄到待测物体6的不同检测面，且第一分光器12、第二分光器22及第三分光器32均固定安装在机架4上，第三图像传感器31固定安装在机架4的一侧，第一图像传感器11及第二图像传感器21分别与能驱动其分别沿导轨7做直线运动的直线驱动装置连接，导轨7安装在机架4的背面板，且第一图像传感器11、第二图像传感器21和第三图像传感器31的信号输出端分别与检测仪的控制系统电连接。

本实施例中，所述驱动第一图像传感器11沿导轨7做直线运动的直线驱动装置包括有第一电机13、由丝杆及螺母组成的第一螺旋传动副14，其中第一螺旋传动副14中的丝杆通过联轴器和第一电机13的输出轴连接，第一螺旋传动副14中的螺母与第一支架15连接，第一图像传感器11安装在第一支架15上，第一支架15通过滑块与导轨7配合组成导轨运动副。

本实施例中，所述导轨7安装在机架4的背面板，所述第一电机13也安装在机架4的背面板。

本实施例中，所述驱动第二图像传感器21沿导轨7做直线运动的直线驱动装置包括有第二电机23、由丝杆及螺母组成的第二螺旋传动副24，其中第二螺旋传动副24中的丝杆通过联轴器和第二电机23的输出轴连接，第二螺旋传动副24中的螺母与第二支架25连接，第二图像传感器21安装在第二支架25上，第二支架25通过滑块与导轨7配合组成导轨运动副。

本实施例中，所述导轨7安装在机架4的背面板，所述第二电机23也安装在机架4的背面板。

本实施例中，所述第一分光器12包括第一外壳121、第一分光镜片122、第一光源安装板123、第一发光体124，其中第一外壳121上设有第一上透光孔125和下透光孔126，第一分光镜片122装设在第一外壳121所设的中空腔体内，第一光源安装板123装设在第一外壳121的开口端，第一发光体124装设在第一光源安装板123是内侧、且能照射到第一分光镜片122的位置上。所述下透光孔126朝向输送带5。

本实施例中，所述第二分光器22包括第二外壳221、第二分光镜片222、第二光源安装板223、第二发光体224，其中第二外壳221设有第二上透光孔225和侧透光孔226，第二分光镜片222装设在第二外壳221所设的中空腔体内，第二光源安装板223装设在第二外壳221的开口端，第二发光体224装设在第二光源安装板223是内侧、且能照射到第二分光镜片222的位置上。所述第二分光器22的侧透光孔226朝向输送带5。

本实施例中，所述第三分光器32的结构与第二分光器22的结构相同。所述第三分光器32的侧透光孔也朝向输送带5。

本实施例中，所述第一发光体124及第二发光体224均为LED。所述第一分光镜片122及第二分光镜片222均为半反半透镜片。

本发明表面检测仪的工作原理如下：

表面检测仪通电后，输送带5将待测物体6输送到第三图像传感器31的清晰对焦区域，可使第三图像传感器31获取待测物体6右侧面的清晰图像，同时该区域也是第一分光器12、第二分光器22和第三分光器32的照明区域。第一分光器12的光源123常亮，由于分光镜片122半反半透的特性，一部分光线反射从下透光孔126射出，照亮待测物体6的上表面，第二分光器22的光源223常亮，由于第二分光镜片222半反半透的特性，一部分光线透射从侧透光226孔射出，照亮待测物体6的左侧面；同理，第三分光器32照亮待测物体6的右侧面。

同时，待测物体6的上表面的图像，通过第一分光器12的下透光孔126射向分光镜片122，由于分光镜片122半反半透的特性，一部分光线透射从第一上透光孔125射出，到达第一图像传感器11；待测物体6的左侧面的图像，通过第二分光器22的侧透光孔226射向第二分光镜片222，由于第二分光镜片222半反半透的特性，一部分光线反射从第二上透光孔225射出，到达第二图像传感器21；同理，待测物体6的右侧面的图像，一部分光线反射从第三分光器32的第二上透光孔225射出，到达第三图像传感器32。

根据待测物体6的宽度和高度的具体情况，计算机控制第一电机13的旋转，第一电机13带动第一螺旋传动副14的丝杆动作，调整第一支架15的位置，使得第一图像传感器11可获得待测物体6上表面的清晰图像。同理，计算机控制第二电机23的旋转，第二电机23带动第二螺旋传动副24的丝杆动作，调整第二支架25的位置，使得第二图像传感器21可获得待测物体6左侧面的清晰图像。

计算机控制第一图像传感器11拍照，获得待测物体6上表面的数字图像，通过计算机对图像信息进行处理，获得待测物体6上表面的缺陷情况数据；同理，计算机控制第二图像传感器21拍照，获得待测物体6左侧面的缺陷情况数据，计算机控制第三图像传感器31拍照，获得待测物体6右侧面的缺陷情况数据。综合以上数据，可获得待测物体6上表面、左侧表面和右侧表面三个方向的表面缺陷情况。如果将待测物体6水平方向旋转90°、竖直方向旋转180°之后再拍照，就可以得到另外三个面的情况，总共就可得到六个面的情况。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以对其作出的种种变化。

Claims (10)

1.一种物体表面质量检测仪，其特征在于包括有第一图像传感器（11）、第一分光器（12）、第二图像传感器（21）、第二分光器（22）、第三图像传感器（31）、第三分光器（32）、机架（4）、输送带（5）、导轨（7），输送带（5）设置在第一分光器（12）的下方，第二分光器（22）及第三分光器（32）设置在输送带（5）的两侧，第一分光器（12）、第二分光器（22）、第三分光器（32）分别装设在第一图像传感器（11）、第二图像传感器（21）、第三图像传感器（31）的旁侧，且第一分光器（12）、第二分光器（22）、第三分光器（32）装设在分别能照射到待测物体（6）的不同检测面的位置上，且第一分光器（12）、第二分光器（22）、第三分光器（32）照射到待测物体（6）的反射光能分别使第一图像传感器（11）、第二图像传感器（21）和第三图像传感器（31）拍摄到待测物体（6）的不同检测面，且第一分光器（12）、第二分光器（22）及第三分光器（32）均固定安装在机架（4）上，第三图像传感器（31）固定安装在机架（4）的一侧，第一图像传感器（11）及第二图像传感器（21）分别与能驱动其分别沿导轨（7）做直线运动的直线驱动装置连接，导轨（7）安装在机架（4）的背面板，且第一图像传感器（11）、第二图像传感器（21）和第三图像传感器（31）的信号输出端分别与检测仪的控制系统电连接。

2.根据权利要求1所述的物体表面质量检测仪，其特征在于：所述驱动第一图像传感器（11）沿导轨（7）做直线运动的直线驱动装置包括有第一电机（13）、由丝杆及螺母组成的第一螺旋传动副（14），其中第一螺旋传动副（14）中的丝杆通过联轴器和第一电机（13）的输出轴连接，第一螺旋传动副（14）中的螺母与第一支架（15）连接，第一图像传感器（11）安装在第一支架（15）上，第一支架（15）通过滑块与导轨（7）配合组成导轨运动副。

3.根据权利要求2所述的物体表面质量检测仪，其特征在于：所述导轨（7）安装在机架（4）的背面板，所述第一电机（13）也安装在机架（4）的背面板。

4.根据权利要求1所述的物体表面质量检测仪，其特征在于：所述驱动第二图像传感器（21）沿导轨（7）做直线运动的直线驱动装置包括有第二电机（23）、由丝杆及螺母组成的第二螺旋传动副（24），其中第二螺旋传动副（24）中的丝杆通过联轴器和第二电机（23）的输出轴连接，第二螺旋传动副（24）中的螺母与第二支架（25）连接，第二图像传感器（21）安装在第二支架（25）上，第二支架（25）通过滑块与导轨（7）配合组成导轨运动副。

5.根据权利要求4所述的物体表面质量检测仪，其特征在于：所述导轨（7）安装在机架（4）的背面板，所述第二电机（23）也安装在机架（4）的背面板。

6.根据权利要求1至5任一项所述的物体表面质量检测仪，其特征在于：所述第一分光器（12）包括第一外壳（121）、第一分光镜片（122）、第一光源安装板（123）、第一发光体（124），其中第一外壳（121）上设有第一上透光孔（125）和下透光孔（126），第一分光镜片（122）装设在第一外壳（121）所设的中空腔体内，第一光源安装板（123）装设在第一外壳（121）的开口端，第一发光体（124）装设在第一光源安装板（123）是内侧、且能照射到第一分光镜片（122）的位置上。

7.根据权利要求6所述的物体表面质量检测仪，其特征在于：所述第二分光器（22）包括第二外壳（221）、第二分光镜片（222）、第二光源安装板（223）、第二发光体（224），其中第二外壳（221）设有第二上透光孔（225）和侧透光孔（226），第二分光镜片（222）装设在第二外壳（221）所设的中空腔体内，第二光源安装板（223）装设在第二外壳（221）的开口端，第二发光体（224）装设在第二光源安装板（223）是内侧、且能照射到第二分光镜片（222）的位置上。

8.根据权利要求7所述的物体表面质量检测仪，其特征在于：所述第三分光器（32）的结构与第二分光器（22）的结构相同。

9.根据权利要求8所述的物体表面质量检测仪，其特征在于：所述第一发光体（124）及第二发光体（224）均为LED。

10.根据权利要求9所述的物体表面质量检测仪，其特征在于：所述第一分光镜片（122）及第二分光镜片（222）均为半反半透镜片。

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