CN104034731B - 一种智能光学检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能光学检测系统，其中，包括：圆形的玻璃盘，检测装置；至少一个垂直导轨；数量与所述垂直导轨匹配的水平导轨；第一驱动装置；至少一个第二驱动装置；数量与所述检测装置匹配的距离判断装置；一控制装置，连接所有所述距离判断装置及所有所述第二驱动装置，并根据所述距离判断装置判断的对应的所述检测装置与所述玻璃盘的距离控制对应的所述第二驱动装置动作。其技术方案的有益效果是：可精确的调整检测装置与待检测元件之间的距离，已完成多种不同距离要求的光学检测，从而时间减少检测装置的配置，降低系统成本。

Description

一种智能光学检测系统

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种智能光学检测系统。

背景技术

光学检测是运用机器视觉做为检测标准的技术，用以改良传统上以人力使用光学仪器进行检测的缺点，应用层面包括从高科技产业之研发、制造品管，以至国防、民生、医疗、环保、电力等领域。

光学检测是工业领域中常见的代表性手法，利用光学仪器取得成品的表面状态，再以电脑影像处理技术来检出异物或图案异常等瑕疵，因为是非接触式检查，所以可在中间工程检查半成品。

现有的光学检测系统在支持多个项目的检测时由于检测装置与待检测元件的距离是固定设置的，因此通常需要配备多套检测装置，来完成要求不同检测距离的检测项目，导致系统成本增加。

发明内容

针对现有的光学检测系统存在的上述问题，本发明提供一种旨在可根据需要精确调整检测装置与待检测元件之间距离的智能光学检测系统。

具体技术方案如下：

一种智能光学检测系统，其中，包括：

圆形的玻璃盘，可旋转的水平设置，用以承载待检测元件；

检测装置，设置于所述玻璃盘的上方和/或下方；

至少一个垂直导轨，设置于所述玻璃盘周围，用以连接并支撑所述检测装置；

数量与所述垂直导轨匹配的水平导轨，设置于所述玻璃盘周围，用以连接并支撑所述垂直导轨；

第一驱动装置，连接所述玻璃盘，用以驱动所述玻璃盘水平的转动；

至少一个第二驱动装置，分别连接一对应的所述检测装置，用于驱动所述检测装置于所述垂直导轨上移动；

数量与所述检测装置匹配的距离判断装置，分别连接于所述检测装置上，用以判断所述检测装置与所述玻璃盘的距离；

一控制装置，连接所有所述距离判断装置及所有所述第二驱动装置，并根据所述距离判断装置判断的对应的所述检测装置与所述玻璃盘的距离控制对应的所述第二驱动装置动作。

优选的，所述距离判断装置包括：

一水平支架，设置于所述垂直导轨上，用以连接所述检测装置，所述水平支架于所述玻璃盘上的投影与所述玻璃盘的半径重合；

一发光部件，设置于所述水平支架上，且发光部朝向所述玻璃盘；

一感光部件，可沿所述水平支架长度方向滑动的连接于所述水平支架上，且感光部朝向所述玻璃盘；

复数个倾斜的反射面，设置于所述玻璃盘表面；

所述发光部件及所述感光部件分别连接所述控制装置。

优选的，所述感光部件通过一第三驱动装置连接于所述水平支架上，所述第三驱动装置与所述控制装置连接，并控制所述感光部件沿所述水平支架长度方向移动。

优选的，所述倾斜的反射面呈与所述玻璃盘同心圆的轨迹保持彼此间预定间隔的分布于所述玻璃盘的表面，且倾斜方向朝向所述玻璃盘的圆心。

优选的，所述倾斜的反射面分布于所述玻璃盘表面一预定区域内，且倾斜方向朝向所述玻璃盘的圆心。

优选的，所述倾斜的反射面设置于所述玻璃盘表面的矩形凹陷内。

优选的，所述倾斜的反射面的斜边与水平方向夹角小于等于5度。

优选的，所述倾斜的反射面靠近所述玻璃盘边缘一侧的高度大于靠近所述玻璃盘圆心一侧的高度。

优选的，还包括用以设置所述玻璃盘的箱体，所述箱体包括：

至少一个透明侧壁；

至少一个可开启侧壁；

复数个福马轮，设置于所述箱体底部。

上述技术方案的有益效果是：

可精确的调整检测装置与待检测元件之间的距离，已完成多种不同距离要求的光学检测，从而时间减少检测装置的配置，降低系统成本。

附图说明

图1为本发明智能光学检测系统的结构示意图；

图2为本发明智能光学检测系统的最小系统实施例的装置连接结构示意图；

图3为本发明智能光学检测系统的倾斜的反射面呈玻璃盘同心圆轨迹分布的实施例的俯视图；

图4为本发明智能光学检测系统的倾斜的反射面设置于玻璃盘表面预定区域的实施例的俯视图；

图5为本发明智能光学检测系统的倾斜的反射面的剖面结构示意图；

图6为本发明智能光学检测系统的距离判断装置的结构示意图；

图7为本发明智能光学检测系统的箱体的正面结构示意图；

图8为本发明智能光学检测系统的箱体的侧面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

如图1-6所示，本发明一种智能光学检测系统，其中，包括：圆形的玻璃盘1，可旋转的水平设置，用以承载待检测元件；检测装置2，设置于玻璃盘1的上方和/或下方，其中检测装置可以是工业照相机或者光学传感器等各种传感装置，也可以是辅助光源，各种透镜等各种辅助装置；至少一个垂直导轨3，设置于玻璃盘1周围，用以连接并支撑检测装置2；数量与垂直导轨3匹配的水平导轨4，设置于玻璃盘1周围，用以连接并支撑垂直导轨3；第一驱动装置A1，连接玻璃盘1，用以驱动玻璃盘1水平的转动；至少一个第二驱动装置A2，分别连接一对应的检测装置2，用于驱动检测装置2于垂直导轨3上移动；数量与检测装置2匹配的距离判断装置B1，分别连接于检测装置2上，用以判断检测装置2与玻璃盘1的距离；一控制装置C0，连接所有距离判断装置B1及所有第二驱动装置A2，并根据距离判断装置B1判断的对应的检测装置2与玻璃盘1的距离控制对应的第二驱动装置A2动作。

在一种较优的实施方式中，还包括位置检测传感器21，位置传感器21连接于一垂直导轨3上并于控制装置C0信号连接，玻璃盘1表面设置有位置标记100，位置传感器21读取位置标记100并发送至控制装置C0，控制装置C0根据位置标记100来判断玻璃盘1的旋转位置，并且连接以及控制第一驱动装置A1控制玻璃盘1旋转至需要的位置。

上述技术方案中，驱动玻璃盘1的地一驱动装置A1驱动玻璃盘1转动，使承载于玻璃盘1上的待检测元件被转动到相应的检测装置2对应的检测位置上，并由相应的检测装置2对待检测元件进行检测，距离判断装置B1判断当前待工作的检测装置2与玻璃盘1之间的距离并传送至控制装置C0，控制装置C0根据预置的检测条件，判断当前待工作的检测装置2与玻璃盘1之间的距离是否符合检测条件的要求，如不符合检测条件的要求则控制第二驱动装置A2动作，调整当前待工作的检测装置2与玻璃盘1之间的距离。

上述技术方案通过调整检测装置2与玻璃盘1之间的距离，实现不同检测距离条件的检测项目共用同一检测装置2，从而可减少智能光学检测系统中检测装置2的配置，降低智能光学检测系统的成本。

进一步的，当需要不同的检测装置2来完成多个检测项目时，可将多个检测装置2集中设置在同一垂直导轨3上，并通过切换装置(未于图中示出)进行切换选择需要使用的检测装置2。

在一较优的实施方式中，可包括一储存装置M1，储存装置M1内可储存对应不同项目的检测条件或者进一步的包括需要使用的检测装置2，控制装置C1可根据读取储存装置M1中储存的检测条件或者进一步的读取储存装置M1中储存的需要使用的监测装置2，来驱动相应的第二驱动装置A2调整对应的检测装置2与玻璃盘1之间的距离，或者进一步的通过切换装置选择需要使用的检测装置2.

在一较优的实施例中，如图6所示，距离判断装置B1可包括：一水平支架B01，设置于垂直导轨3上且垂直于所述垂直导轨3，用以连接检测装置2，水平支架B01于玻璃盘1上的投影与玻璃盘1的半径重合；一发光部件B02，设置于水平支架B01上，且发光部朝向玻璃盘1；一感光部件B03，可沿水平支架B01长度方向滑动的连接于水平支架B01上，且感光部朝向玻璃盘1；复数个倾斜的反射面101，设置于玻璃盘1表面；发光部件B02及感光部件B03分别连接控制装置C0。

上述技术方案中，如图6所示，水平支架B01上设置的发光部件B01发出的光被玻璃盘1表面倾斜的反射面101反射后由于反射面是倾斜的，因此被反射的光线与垂直方向形成了夹角，该夹角根据反射原理为倾斜的反射面101与水平方向夹角的两倍，当感光部件B03感应到被反射的光线时发光部件B02的发光部a、倾斜的反射面101上的反射点o以及感光部件B03的感光部b之间形成一个直角三角形aob，由于夹角aob为倾斜的反射面101与水平方向夹角的两倍，即为已知量，而发光部件B02的发光部a与感光部件B03的感光部b之间的距离ab为可调节参数，则以下等式成立：

ao＝ab×cot∠aob

ab＝ao×tan∠aob

当检测条件中要求的检测装置2与玻璃盘1的距离为已知量时(该已知量可被储存在储存装置M1中)可通过该距离与其他已知量如发光部件B02的发光部a与检测装置2之间的高度差等计算获得ao，从而可根据上述等式计算出ab的值，根据ab的值调节感光部件B03的感光部b与发光部件B02的发光部a之间的距离后，再通过第二驱动装置A2对水平支架B01的高度进行调节，在调节过程中，当感光部件B03的感光部b感应到反射光时表明上述直角三角形aob成立，及ao值到达预定位置，从而完成了检测装置2与玻璃盘1之间的距离调节，图6中的on为法线。

在一较优的实施方式中，感光部件B03可通过一第三驱动装置A3连接于水平支架B01上，第三驱动装置A3与控制装置C0连接，并控制感光部件B03沿水平支架B01长度方向移动，以实现对感光部件B03的感光部与发光部件B02的发光部之间距离的调节。

在一较优的实施方式中，第三驱动装置A3可采用丝杆副或者齿条、齿轮或者蜗杆、齿轮等传动方式与步进电机配合实现，由于驱动装置A3调节的为水平方向的位移，且感光部件B03的质量较小，因此感光部件B03的重力对第三驱动装置A3的影响较小，可保证长时间高精度的工作。

在一较优的实施方式中，控制装置C0中可设置运算装置完成对上述等式的计算；或者可在储存装置M1中预先储存各检测条件中要求的检测装置2与玻璃盘1的距离以及对应的ao值和对应的ab值，在此基础上，进一步的储存装置可采用网表的形式将ao值和对应的ab值烧录于一芯片中，并将检测条件中要求的检测装置2与玻璃盘1的距离进行编码，当以相应编码对所述芯片寻址时可直接的输出对应的ao值和对应的ab值以加快系统执行速度，更进一步的上述芯片可通过以快速插拔节结构连接于控制装置C0中，对应不同种类的待检测元件的不同的检测条件组对应的ao值和对应的ab值可烧录于一块芯片中，当需要更换不同种类的待检测元件时(即需要更换检测条件时)可通过更换芯片的方式获得不同的检测条件组，也可以将多块芯片同时连接于控制装置C0中，当需要更换不同种类的待检测元件时通过一额外的选通电路选择对应的芯片以获得不同的检测条件组。

在一较优的实施方式中，如图3所示，倾斜的反射面101可呈与玻璃盘1同心圆的轨迹保持彼此间预定间隔的分布于玻璃盘1的表面，且倾斜方向朝向玻璃盘1的圆心。在此实施方式下，玻璃盘1表面有多个倾斜的反射面101，当需要调节检测装置2与玻璃盘1之间的距离时可通过控制装置C0连接并控制第一驱动装置A1动作，驱动玻璃盘1旋转，使离当前待工作检测装置2最近的倾斜的反射面101被旋转至当前待工作检测装置2对应的位置，从而减少系统动作时间。在此实施方式下，位置标记100和倾斜的反射面101可共用同一物理结构。

在一较优的实施方式中，如图4所示，倾斜的反射面101可分布于玻璃盘1表面一预定区域内，且倾斜方向朝向玻璃盘的圆心。在此实施方式下，倾斜的反射面101集中的设置于玻璃盘1表面的一预定区域内，从而使不会倾斜的反射面101影响到待检测元件的承载空间。

在一较优的实施方式中，如图5所示，倾斜的反射面101可设置于玻璃盘1表面的矩形凹陷内。将倾斜的反射面101可设置于玻璃盘1表面的矩形凹陷内可防止倾斜的反射面101凸起影响待检测元件承载于玻璃盘1上时的姿态。

在一较优的实施方式中，倾斜的反射面101的斜边与水平方向夹角小于等于5度。倾斜的反射面101的斜边与水平方向较小的夹角可使水平支架B01可采用较短的设置，从而减少整个智能光学检测系统占用的空间，并且使水平支架B01不需要特别的加固措施即可稳定的连接于垂直导轨3上。

在一较优的实施方式中，倾斜的反射面101靠近玻璃盘1边缘一侧的高度大于靠近玻璃盘1圆心一侧的高度。在此实施方式下便于感光部件B03与发光部件B02之间的距离。

于上述技术方案基础上，进一步的，如图7和图8所示，还包括用以设置玻璃盘1的箱体6，设置箱体6可防止其中的智能光学检测系统受到外部干扰以及防止尘埃进入智能光学检测系统中影响设备工作，同时隔绝智能光学检测系统工作时产生的噪音。

箱体6可包括：至少一个透明侧壁61，以便于观察箱体6内智能光学检测系统的工作情况；至少一个可开启的侧壁62，以便于当箱体6内的智能光学检测系统工作异常或者需要维护时打开箱体6进行故障排除或者维护，可开启的侧壁62可主要由铰链连接的门形成。在一较优的实施方式中，透明侧壁61可主要由镶嵌于可开启侧壁62上的透明材质形成；复数个福马轮63，设置于箱体6的底部，便于智能光学检测系统工作时稳定支撑于地面，并且便于智能光学检测系统需要移动时可以推动滑行。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种智能光学检测系统，其特征在于，包括：

圆形的玻璃盘，可旋转的水平设置，用以承载待检测元件；

检测装置，设置于所述玻璃盘的上方和/或下方；

至少一个垂直导轨，设置于所述玻璃盘周围，用以连接并支撑所述检测装置；

数量与所述垂直导轨匹配的水平导轨，设置于所述玻璃盘周围，用以连接并支撑所述垂直导轨；

第一驱动装置，连接所述玻璃盘，用以驱动所述玻璃盘水平的转动；

至少一个第二驱动装置，分别连接一对应的所述检测装置，用于驱动所述检测装置于所述垂直导轨上移动；

数量与所述检测装置匹配的距离判断装置，分别连接于所述检测装置上，用以判断所述检测装置与所述玻璃盘的距离；

一控制装置，连接所有所述距离判断装置及所有所述第二驱动装置，并根据所述距离判断装置判断的对应的所述检测装置与所述玻璃盘的距离控制对应的所述第二驱动装置动作。

2.如权利要求1所述智能光学检测系统，其特征在于，所述距离判断装置包括：

一水平支架，设置于所述垂直导轨上，用以连接所述检测装置，所述水平支架于所述玻璃盘上的投影与所述玻璃盘的半径重合；

一发光部件，设置于所述水平支架上，且发光部朝向所述玻璃盘；

一感光部件，可沿所述水平支架长度方向滑动的连接于所述水平支架上，且感光部朝向所述玻璃盘；

复数个倾斜的反射面，设置于所述玻璃盘表面；

所述发光部件及所述感光部件分别连接所述控制装置。

3.如权利要求2所述智能光学检测系统，其特征在于，所述感光部件通过一第三驱动装置连接于所述水平支架上，所述第三驱动装置与所述控制装置连接，并控制所述感光部件沿所述水平支架长度方向移动。

4.如权利要求2所述智能光学检测系统，其特征在于，所述倾斜的反射面呈与所述玻璃盘同心圆的轨迹保持彼此间预定间隔的分布于所述玻璃盘的表面，且倾斜方向朝向所述玻璃盘的圆心。

5.如权利要求2所述智能光学检测系统，其特征在于，所述倾斜的反射面分布于所述玻璃盘表面一预定区域内，且倾斜方向朝向所述玻璃盘的圆心。

6.如权利要求2所述智能光学检测系统，其特征在于，所述倾斜的反射面设置于所述玻璃盘表面的矩形凹陷内。

7.如权利要求2所述智能光学检测系统，其特征在于，所述倾斜的反射面的斜边与水平方向夹角小于等于5度。

8.如权利要求4所述智能光学检测系统，其特征在于，所述倾斜的反射面靠近所述玻璃盘边缘一侧的高度大于靠近所述玻璃盘圆心一侧的高度。

9.如权利要求1-8中任一所述智能光学检测系统，其特征在于，还包括用以设置所述玻璃盘的箱体，所述箱体包括：

至少一个透明侧壁；

至少一个可开启侧壁；

复数个福马轮，设置于所述箱体底部。