CN104136916A - 用于光学检查零件的高速3d方法和系统 - Google Patents

用于光学检查零件的高速3d方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN104136916A
CN104136916A CN201380011133.2A CN201380011133A CN104136916A CN 104136916 A CN104136916 A CN 104136916A CN 201380011133 A CN201380011133 A CN 201380011133A CN 104136916 A CN104136916 A CN 104136916A
Authority
CN
China
Prior art keywords
head
periphery surface
inspection post
optical
place
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201380011133.2A
Other languages
English (en)
Inventor
迈克尔·G·尼加德
格雷戈里·M·尼加德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GII Acquisition LLC
Original Assignee
GII Acquisition LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GII Acquisition LLC filed Critical GII Acquisition LLC
Publication of CN104136916A publication Critical patent/CN104136916A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9515—Objects of complex shape, e.g. examined with use of a surface follower device
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/952—Inspecting the exterior surface of cylindrical bodies or wires
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/04—Batch operation; multisample devices
    • G01N2201/0415—Carrusel, sequential
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/10—Scanning
    • G01N2201/102—Video camera

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

在此提供了一种用于光学检查零件的高速3D方法和系统。该系统包括一个零件传送子系统，该零件传送子系统包括一个传送机构，该传送机构被适配成在一个装料站处支撑一个零件并且将这个受支撑的零件从该装料站传送至一个检查站，在该检查站处该零件具有一个预定的位置和取向以用于检查。该系统还包括一个照明组件，以便同时照亮该零件的一个末端表面和该零件的一个周边表面。该系统进一步地包括一个透镜和检测器组件，以便形成这个照亮的末端表面的一个光学图像和该零件的被照亮的周边表面的一个光学图像并且以便检测这些光学图像。该系统又进一步地包括一个处理器，以便对这些检测过的光学图像进行处理以获得该零件的一个末端视图和该零件的周边表面的一个3D全景视图。

Description

用于光学检查零件的高速3D方法和系统
技术领域
本发明总体上涉及零件的非接触式光学检查领域，并且更具体地讲涉及用于光学检查零件、例如螺纹紧固件的高速3D方法和系统。
概述
传统的人工测定装置和技术已经在一定程度上被替换为自动检查方法和系统。然而，这样的自动检查方法和系统仍然具有与之相关联的许多缺点。
许多零件、例如紧固件是由线材冷形成的。通常情况下，在这样的冷形成过程中该零件或紧固件的头部中会形成裂纹或分裂。这样的裂纹或分裂可能不仅出现在该头部的顶表面中而且还可能出现在该头部的周边侧表面中。可以使用多个相机来对这些表面进行成像，但这会增加该检查系统的成本和空间要求。而且这些零件可以围绕它们的轴线旋转，但这会添加检查过程的额外时间。
通常在光学零件检查和分类系统中使用计量轮。这样的轮使这些零件分开并且可以将这些分开的零件喂送到一个“V形”轨道上。现有的计量轮典型地是由UHMW或迭尔林(Delrin)塑料制成的。
近中心的或超中心的透镜遭受成本、重量以及尺寸的问题。结果是，最常用的是使用线扫描产品来对紧固件进行成像：线扫描提供了高的分辨率、无失真的图像以及良好的照明控制。然而，基于线扫描的系统也遭受技术和成本问题；有待检查的零件必须被明亮地照亮并且在相机的视野领域(FOV)内旋转。
美国专利号7,403,872披露了一种用于检查例如子弹和弹壳的制造件以及对这些检查过的零件进行分类的方法和系统。
WO 2005/022076披露了产生与有待检查的零件相交的相关联光束的多种光线发生器。
美国专利号6,313,948披露了一种用于产生具有光源的、零件检查系统中所使用的、均匀平面光束的光束成形器，该光束成形器包括一个相干光发生器、一个衍射光束成形器、以及多个透镜元件。
美国专利号6,285,034披露了一种用于评估非旋转对称工件是否符合配置标准的检查系统。
美国专利号6,252,661披露了一种用于评估工件是否符合配置标准的检查系统。
美国专利号6,959,108披露了一种检查系统，其中的有待检查的工件被连续地且自动地投射以便不受支撑地穿过多个相机的视野。
美国专利号4,831,251披露了一种用于通过螺纹轮廓的螺旋性来判别螺纹工件的光学装置。
美国专利号5,383,021披露了一种能够评估工件的空间形状参数以在生产中提供零件检查的非接触式检查系统。
美国专利号5,568,263也披露了一种能够评估工件的空间形状参数以在生产中提供零件检查的非接触式检查系统。
美国专利申请公开号2005/0174567披露了一种确定零件中的裂纹的存在的系统。
美国专利申请公开号2006/0236792披露了一个用于工件的检查站，该检查站包括一台输送机、一个用于使工件旋转的机构、以及一个探头。
与本发明有关的其他美国专利文件包括：美国专利号6,787,724；6,995,837；7,164,783；7,245,759；7,491,319；7,669,707；以及7,801,692。
实例性实施方案概述
本发明的至少一个实施例的目的是要提供一种高速3D方法和系统以用于光学检查零件而不需要多个相机并且不需要旋转零件，从而由此提供一种针对检查任务的紧凑的、成本有效的且更简单的解决方案。
在一个示例性实施例中，提供了一种光学检查零件的高速3D方法。该方法包括的步骤为在一个装料站支撑一个有待检查的零件，并且传送这个受支撑的零件，使得该零件沿从该装料站延伸至一个检查站的一条第一路径行进，该零件在该检查站处具有一个预定的位置和取向以用于检查；该方法进一步地包括在该检查站处同时照亮该零件的一个末端表面和该零件的一个周边表面，并且在一个单一像平面处同时形成这个被照亮的末端表面的一个光学图像和该零件的周边表面的一个光学图像。该方法还进一步地包括在该像平面处检测这些光学图像，并且对这些检测过的光学图像进行处理以便获得该零件的一个末端视图和该零件的周边表面的一个3D全景视图。该方法仍进一步地包括在该检查站检查之后传送该零件，使得这个检查过的零件沿从该检查站延伸至一个卸料站的一条第二路径延伸。
这个被照亮的末端表面的光学图像可以被形成在该像平面的一个中央部分处并且可以在该像平面处围绕该中央部分形成该周边表面的光学图像。
该周边表面可以是围绕该零件延伸360度的一个外周边表面。
该装料站可以与该卸料站间隔开。
该方法可以进一步包括使在该检查站处检查该零件与该零件的传送和离开该检查站相配合的步骤，以便控制该零件的移动和该零件的检查。
该第一路径和第二路径可以限定一条完全的路径，其中这些站中的每一个都是沿该弯曲路径来定位的。
该方法可以进一步地包括处理这些检测过的图像来识别出一个有缺陷的零件。
这种照射可以是可见光照射。
这些零件可以具有头部，其中该末端表面是该头部的一个顶表面，并且其中该周边表面是该头部的一个周边表面。
该头部的这些检测过的光学图像可以被处理以确定头部裂纹或分裂。
这些零件可以是紧固件。
在另一个示例性实施例中，提供了一种光学检查零件的高速3D系统。该系统包括一个零件传送子系统，该零件传送子系统包括一个传送机构，该传送机构被适配成在一个装料站处接纳和支撑一个零件并且传送这个受支撑的零件使得该零件沿从该装料站延伸至一个检查站的一条第一路径行进，在该检查站处该零件具有一个预定的位置和取向以用于检查。该传送机构在该检查站检查之后传送该零件，使得这个检查过的零件沿从该检查站延伸至一个卸料站的一条第二路径行进。该系统还包括一个照明组件，以便同时照亮该零件的一个末端表面和该零件的一个周边表面。该系统进一步地包括一个透镜和检测器组件，以便形成这个照亮的末端表面的一个光学图像和该零件的被照亮的周边表面的一个光学图像并且以便检测这些光学图像。该系统进一步地包括一个处理器，以便对这些检测过的光学图像进行处理以获得该零件的一个末端视图和该零件的周边表面的一个3D全景视图。
该透镜和检测器组件可以包括一个超中心的或近中心的透镜子系统。该透镜子系统可以提供该零件的周边表面的一个会聚的3D全景视图。
该周边表面可以是围绕该零件延伸360度的一个外周边表面。
该检测器可以包括具有一个像平面的一个图像传感器以便检测这些光学图像。
该照明组件可以包括至少一个照射源。
这些零件可以具有头部，其中该末端表面是该头部的一个顶表面，并且该周边表面是该头部的一个周边表面。
这些检测过的光学图像可以被处理以确定头部裂纹或分裂。
这些零件可以是紧固件。
这个被照亮的末端表面的光学图像可以被形成在该像平面的一个中央部分处并且可以在该像平面处围绕该中央部分形成该周边表面的光学图像。
该传送机构可以包括一个计量轮。
该至少一个照射源可以包括一个背光源，其中该传送机构在该检查站处被设置在该透镜和检测器组件与该背光源之间。
该计量轮可以是光学透明的以便允许由该背光源通过该计量轮使该零件成像。
在又一个示例性实施例中，提供了一种光学检查多个紧固件的高速3D系统。这些紧固件中的每一个都具有一个头部。该系统包括一个紧固件传送子系统，该紧固件传送子系统包括一个传送机构，该传送机构被适配成用于在一个装料站处接纳和支撑多个紧固件，它们的头部处于间隔开的关系，并且被适配成传送这些受支撑的紧固件使得这些紧固件沿从该装料站延伸至一个检查站的一条第一路径行进，在该检查站处这些紧固件具有一个预定的位置和取向以用于检查。该传送机构在该检查站检查之后传送这些紧固件，使得这些检查过的紧固件沿从该检查站延伸至一个卸料站的一条第二路径行进。该系统进一步地包括一个照明组件，以便在该紧固件被定位在该检查站时同时照亮该头部的一个顶表面和该头部的整个周边表面。该系统还包括一个超中心的或近中心的透镜和检测器组件，以便形成这个照亮的顶表面的一个光学图像和该头部的整个周边表面的一个光学图像并且以便检测这些光学图像。该系统又进一步地包括一个处理器，以便对这些检测过的光学图像进行处理来获得该头部的一个俯视图和该头部的整个周边表面的一个3D全景视图并且以便确定头部裂纹或分裂。
该周边表面可以是一个外周边表面。
从以下附图、说明书以及权利要求书中本领域技术人员将容易了解其他的技术优点。此外，虽然已经枚举了多个特定优点，但不同的实施例可以包括这些枚举的优点的全部、一些或并不包括这些优点。
附图的简要说明
图1是一种用于光学检查零件的高速3D系统的至少一个实施例的一个环境透视图；
图2是图1的系统的部分剖开的一个放大的顶侧的、透视的、框图的视图；
图3是图1和图2的系统的部分剖开的并且与图2的那侧相反的一个顶侧的、透视的、框图的视图；
图4是图1、图2和图3的系统的一个背侧的、透视的、框图的视图；
图5是图2至图4的系统的一个框图示意图，其中该系统的计量轮处在检查站、装料站以及卸料站位置；
图6是一个超中心的或近中心的透镜和受支撑的环形灯的一个部分剖开的示意性侧视图，其中一个物体被定位在该透镜的近视角锥形(NVC)内；并且
图7示出了当一个物体(在此为骰子)在通过图6的透镜成像之后将出现在一个光学检测器或相机的一个像平面时该物体的顶部和侧部的会聚视图。
详细说明
按照要求，在此披露了本发明的多个详细实施例，然而将理解的是披露的这些实施例仅是本发明的示例，这些实施例可以按不同的和替代的形式来实施。这些附图不一定是按比例的，一些特征可能被夸大或最小化以便示出具体部件的细节。因此在此披露的具体结构和功能上的细节不得理解为进行限制，而仅是作为用于传授本领域技术人员去按不同方式采用本发明的代表性基础。
总体上，本发明的高速3D方法和系统的一个实施例光学检查制造件、例如图2至图6中示出的紧固件或螺栓。然后典型地基于这些检查来对这些检查过的零件进行分类。该系统被设计成用于检查这类螺栓的头部的分裂和/或裂纹。然而，该系统还适用于涉及外部分裂和裂纹的其他小型大规模生产的制造件。可用于零件搬运和递送的多个子系统可以根据零件尺寸和形状以及所要进行什么样的检查而从一种应用到另一种应用变化很大。最终被选择用于零件搬运和递送的这些子系统对进行该光学检查的子系统或系统的性质具有一些影响。
起初，多个零件、例多个如螺栓10(图2至图6)被放置到一个具有扇形边缘14的喂料钵12中。该钵12被支撑在一个可调节的框架结构11上。在边缘14周围的工具利用这些螺栓10的非对称质量分布来将这些螺栓10喂送到一个向下倾斜振动喂料输送机或装料机16上。相应地，离开该钵12的每个螺栓10都由输送机11接纳并且如图2和图3中所示出地被定向在相同的方向上。由一个振动器控制器(图5)控制的一个或多个振动器使钵12和输送机11振动以便帮助将这些螺栓10以单列移动到一个装料站(图5)。在该装料站处这些螺栓10的纵向轴线基本上是平行的。
在该装料站处，一个用于光学检查零件的高速3D系统20的总体以18表示的一个零件传送子系统被提供用于将来自该装料站的这些螺栓传送到一个检查站并且然后到达一个卸料站。子系统18包括一个计量轮22形式的传送机构，该传送机构优选地是由一种光学透明的塑料材料(例如丙烯酸系)制成，从而如以下详细说明地使得在成像过程中这些螺栓10的头部13(图5和图6)可以仅是背光或者同时背光/顺光。如果这种检查应用需要一个黑色的或白色的背景，则可以选择一个不同的轮来用于不同着色的螺栓头部。
轮22具有围绕其外周边表面形成的多个开口24，这些开口被适配成在该装料站处接纳和支撑这些螺栓10并且传送这些被支撑的螺栓10，使得这些螺栓10沿以一个箭头25表示的一条第一路径行进，该第一路径从该装料站延伸至一个检查站(图5)，每个螺栓10在该检查站具有一个预定的位置和取向以用于光学检查。在轮旋转的过程中这些螺栓10通过一个静止的引导件26而被支撑在轮22上。由一个电动机28在一个电动机控制器30的控制下使轮22旋转以便围绕一条轴线34旋转(图5)。
如以下描述的，在该检查站处，每条螺栓轴线都与一个超中心的或近中心的透镜的一条光轴对准。相应地，提供了轴向的或轴上的机器视觉观察。在检查之后，轮22将这些螺栓10传送离开该检查站，使得这些检查过的螺栓10沿一条第二路径行进，该第二路径从该检查站延伸至一个卸载站，在那里这些现在未受支撑的螺栓10在重力的作用下降落。
系统20还包括一个照明组件，以便同时照亮每个螺栓头部13的一个末端表面36和每个螺栓头部13的一个外周边表面38。该照明组件典型地包括在一个总体以42表示的并且具有一条光轴的透镜和检测器组件之上的或与其相邻的一个LED环形灯40(图6)。该照明组件典型地还包括一个背光源44，该背光源通过光学透明的轮22照亮这些螺栓头部13。
该透镜和检测器组件42形成这个照亮的末端表面36的一个光学图像和螺栓头部13的照亮的周边表面38的一个会聚光学图像。该组件42包括一个图像传感器形式的具有一个像平面的检测器以便检测这些光学图像。
该组件42优选地具有一个近中心的或超中心的透镜子系统46，其中该透镜子系统提供了每个螺栓头部13的外周边表面38的一个会聚的3D全景视图。该表面38围绕螺栓头部13延伸360度。仅仅出于说明目的，图7示出了一个色子的一个成像的周边表面，该色子具有围绕该色子的一个顶表面、面“6”的多个面“3”、“5”、“4”和“2”。
系统20还包括一个视频处理器50以便处理这些检测的光学图像来获得螺栓头部13的末端视图和该螺栓头部13的周边表面38的3D全景视图。这些检测出的光学图像是由处理器50来处理以确定头部裂纹或分裂。处理器50通过观察该裂纹位置相对应的一个位置处的成像光是否是不连续的来确定是否存在明显的裂纹或分裂。
系统20还包括一个系统控制器52，该系统控制器控制并且使该检查站处的螺栓10的检查与这些螺栓10和离开该检查站的传送相协调来控制这些螺栓10的移动和这些螺栓10的检查。处理器50处理的结果被输出到系统控制器52，该系统控制器基于该光学检查的结果来控制系统20。多个传感器54为控制器52提供了不同的正时或位置信号以便帮助控制系统20。例如，一种类型的传感器可以在这些螺栓10被定位在系统20中的检查站处或靠近该检查站时向控制器52发信号，使得控制器52可以控制透镜和检测器组件42来拍摄该检查站处的这些螺栓头部13的“照片”。
系统20还可以包括一个显示器和一个用户界面(图5)以便允许用户与系统20双向交互。
在该检查站处检查之后，这些螺栓10可以被落到一个轨道56上，该轨道可以采取一个以35度角取向的AMPCO 18的形式。当这些螺栓10沿轨道56向下滑动时，它们可以穿过其他检查站以便被逐个地检查。可以由位于轨道56底部的一个零件转向器或翻转器(未示出)主动地接受通过这些检查中的每一种检查的螺栓10。
现在参见图6，展示了从俄亥俄州托莱多(Toledo，Ohio)的LightWorks有限责任公司可获得的命名为“Hyper-Eye”的一种类型的超中心透镜子系统的规格。Hyper-Eye超中心透镜提供了好像针对一个称作汇聚点(CP)的单一点的一个会聚视图。该透镜还可以提供一个俯视图。到达这个点的距离被称作会聚点距离(CPD)。
实际上可以很好成像的容积是包含在一个假想的称作新视角锥形(NVC)的截头锥形内。这个截头锥形是图6中的阴影区域。这个区域的尺寸为T、B和Max WD；WD是从透镜46到螺栓头部13的顶表面36的距离；这些尺寸将根据不同的透镜模型而改变。
Hyper-Eye透镜的一个额外的参数是最大视角(MVA)。这个最大视角是NVC的最大角度。在一个宽的角度范围上收集来自一个物体的光线，直至MVA的极限值。在这个角度之外，什么都不会成像。
从螺栓头部13收集的光线被成像在该检测器处。越大的光线角度对应于越大的图像半径。这种对应或角度图像映射(AIM)随着透镜模型而改变。显然，还可以使用其他类型的超中心透镜。
虽然以上描述了多个示例性实施例，但这些实施例并不旨在描述本发明的所有可能形式。而是，在本说明书中使用的词语是描述性词语而并非限制性词语，并且可以理解的是可以做出不同修改而不脱离本发明的精神和范围。此外，可以组合不同实现的实施例的特征以形成本发明的另外的实施例。

Claims (25)

1.一种光学检查零件的高速3D方法，该方法包括：
将一个有待检查的零件支撑在一个装料站处；
传送这个受支撑的零件，使得该零件沿从该装料站延伸至一个检查站的一条第一路径行进，该零件在该检查站处具有一个预定的位置和取向以用于检查；
在该检查站处同时照亮该零件的一个末端表面和该零件的一个周边表面；
在一个单一像平面处同时形成这个被照亮的末端表面的一个光学图像和该零件的周边表面的一个光学图像；
在该像平面处检测这些光学图像；
对这些检测过的光学图像进行处理以便获得该零件的一个末端视图和该零件的周边表面的一个3D全景视图；以及
在该检查站检查之后传送该零件，使得这个检查过的零件沿从该检查站延伸至一个卸料站的一条第二路径行进。
2.如权利要求1所述的方法，其中这个被照亮的末端表面的光学图像被形成在该像平面的一个中央部分处并且在该像平面处围绕该中央部分形成该周边表面的光学图像。
3.如权利要求1所述的方法，其中该周边表面是围绕该零件延伸360度的一个外周边表面。
4.如权利要求1所述的方法，其中该装料站与该卸料站间隔开。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括使在该检查站处检查该零件与该零件的传送和离开该检查站相配合的步骤，以便控制该零件的移动和该零件的检查。
6.如权利要求1所述的方法，其中该第一路径和第二路径限定一条完全的路径，并且其中这些站中的每一个都是沿该弯曲路径来定位的。
7.如权利要求1所述的方法，进一步包括处理这些检测过的图像以便识别出一个有缺陷的零件。
8.如权利要求1所述的方法，其中这种照射是可见光照射。
9.如权利要求1所述的方法，其中这些零件具有头部，并且其中该末端表面是该头部的一个顶表面，并且其中该周边表面是该头部的一个周边表面。
10.如权利要求9所述的方法，其中该头部的这些检测过的光学图像被处理以确定头部裂纹或分裂。
11.如权利要求1所述的方法，其中这些零件是紧固件。
12.一种用于光学检查零件的高速3D系统，该系统包括：
一个零件传送子系统，该零件传送子系统包括一个传送机构，该传送机构被适配成在一个装料站处接纳和支撑一个零件并且传送这个受支撑的零件使得该零件沿从该装料站延伸至一个检查站的一条第一路径行进，在该检查站处该零件具有一个预定的位置和取向以用于检查，并且被适配成在该检查站处检查之后传送该零件使得这个检查过的零件沿从该检查站延伸至一个卸料站的一条第二路径行进；
一个照明组件，以便同时照亮该零件的一个末端表面和该零件的一个周边表面；
一个透镜和检测器组件，以便形成这个照亮的末端表面的一个光学图像和该零件的被照亮的周边表面的一个光学图像并且以便检测这些光学图像；以及
一个处理器，以便对这些检测过的光学图像进行处理以获得该零件的一个末端视图和该零件的周边表面的一个3D全景视图。
13.如权利要求12所述的系统，其中该透镜和检测器组件包括一个超中心的或近中心的透镜子系统，并且其中该透镜子系统提供了该零件的周边表面的一个会聚的3D全景视图。
14.如权利要求12所述的系统，其中该周边表面是围绕该零件延伸360度的一个外周边表面。
15.如权利要求12所述的系统，其中该检测器包括具有一个像平面的一个图像传感器以便检测这些光学图像。
16.如权利要求12所述的系统，其中该照明组件包括至少一个照射源。
17.如权利要求12所述的系统，其中这些零件具有头部，并且其中该末端表面是该头部的一个顶表面，并且其中该周边表面是该头部的一个周边表面。
18.如权利要求17所述的系统，其中这些检测过的光学图像被处理以确定头部裂纹或分裂。
19.如权利要求12所述的系统，其中这些零件是紧固件。
20.如权利要求15所述的系统，其中这个被照亮的末端表面的光学图像被形成在该像平面的一个中央部分处并且在该像平面处围绕该中央部分形成该周边表面的光学图像。
21.如权利要求20所述的系统，其中该传送机构包括一个计量轮。
22.如权利要求21所述的系统，其中该至少一个照射源包括一个背光源，其中该传送机构在该检查站处被设置在该透镜和检测器组件与该背光源之间。
23.如权利要求22所述的系统，其中该计量轮是光学透明的以便允许由该背光源通过该计量轮使该零件成像。
24.一种用于光学检查多个紧固件的高速3D系统，这些紧固件中的每一个都具有一个头部，该系统包括：
一个紧固件传送子系统，该紧固件传送子系统包括一个传送机构，该传送机构被适配成在一个装料站处接纳和支撑多个紧固件，它们的头部处于间隔开的关系，并且被适配成传送这些受支撑的紧固件使得这些紧固件沿从该装料站延伸至一个检查站的一条第一路径行进，在该检查站处这些紧固件具有一个预定的位置和取向以用于检查，并且被适配成在该检查站处检查之后传送这些紧固件使得这些检查过的紧固件沿从该检查站延伸至一个卸料站的一条第二路径行进；
一个照明组件，以便在该紧固件被定位在该检查站时同时照亮该头部的一个顶表面和该头部的整个周边表面；
一个超中心的或近中心的透镜和检测器组件，以便形成这个照亮的顶表面的一个光学图像和该头部的整个周边表面的一个光学图像并且以便检测这些光学图像；以及
一个处理器，以便对这些检测过的光学图像进行处理以获得该头部的一个俯视图和该头部的整个周边表面的一个3D全景视图搬迁以便确定头部裂纹或分裂。
25.如权利要求24所述的系统，其中该周边表面是一个外周边表面。
CN201380011133.2A 2012-03-07 2013-03-01 用于光学检查零件的高速3d方法和系统 Pending CN104136916A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/414,081 2012-03-07
US13/414,081 US10209200B2 (en) 2012-03-07 2012-03-07 High-speed, 3-D method and system for optically inspecting parts
PCT/US2013/028591 WO2013134064A1 (en) 2012-03-07 2013-03-01 High-speed, 3-d method and system for optically inspecting parts

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104136916A true CN104136916A (zh) 2014-11-05

Family

ID=49113863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380011133.2A Pending CN104136916A (zh) 2012-03-07 2013-03-01 用于光学检查零件的高速3d方法和系统

Country Status (4)

Country Link
US (2) US10209200B2 (zh)
EP (1) EP2823289A4 (zh)
CN (1) CN104136916A (zh)
WO (1) WO2013134064A1 (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10094785B2 (en) 2011-05-17 2018-10-09 Gii Acquisition, Llc Method and system for optically inspecting headed manufactured parts
US9372160B2 (en) 2011-05-17 2016-06-21 Gii Acquisition, Llc Method and system for optically inspecting the ends of a manufactured part at a single inspection station having a measurement axis
US9228957B2 (en) 2013-05-24 2016-01-05 Gii Acquisition, Llc High speed method and system for inspecting a stream of parts
US10088431B2 (en) 2011-05-17 2018-10-02 Gii Acquisition, Llc Method and system for optically inspecting headed manufactured parts
US9486840B2 (en) 2013-05-24 2016-11-08 Gii Acquisition, Llc High-speed, triangulation-based, 3-D method and system for inspecting manufactured parts and sorting the inspected parts
US8896844B2 (en) * 2012-12-14 2014-11-25 Gii Acquisition, Llc High-speed, 3-D method and system for optically measuring a geometric dimension of manufactured parts
US8993914B2 (en) 2012-12-14 2015-03-31 Gii Acquisition, Llc High-speed, high-resolution, triangulation-based, 3-D method and system for inspecting manufactured parts and sorting the inspected parts
US10207297B2 (en) 2013-05-24 2019-02-19 GII Inspection, LLC Method and system for inspecting a manufactured part at an inspection station
US9539619B2 (en) 2013-05-24 2017-01-10 Gii Acquisition, Llc High speed method and system for inspecting a stream of parts at a pair of inspection stations
JP6341485B2 (ja) * 2014-05-27 2018-06-13 株式会社藤製作所 頭部付き軸体の首元検査装置
CN104142341A (zh) * 2014-07-21 2014-11-12 重庆颖泉标准件有限公司 一种基于机器视觉的标准紧固件检测装置
US10300510B2 (en) 2014-08-01 2019-05-28 General Inspection Llc High speed method and system for inspecting a stream of parts
WO2017002468A1 (ja) * 2015-06-29 2017-01-05 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 外観検査装置および外観検査方法
JP6495118B2 (ja) * 2015-06-29 2019-04-03 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 外観検査装置および外観検査方法
WO2020230023A1 (en) * 2019-05-14 2020-11-19 Musashi Seimitsu Industry Co., Ltd. System and method for inspection of components with rotational symmetry
US11045842B2 (en) 2019-05-16 2021-06-29 General Inspection, Llc Method and system for inspecting unidentified mixed parts at an inspection station having a measurement axis to identify the parts
US11162906B2 (en) 2019-05-16 2021-11-02 General Inspection, Llc High-speed method and system for inspecting and sorting a stream of unidentified mixed parts
US11543364B2 (en) 2019-05-16 2023-01-03 General Inspection, Llc Computer-implemented method of automatically generating inspection templates of a plurality of known good fasteners
CN112427320B (zh) * 2020-10-30 2022-06-10 浙江云鸣科技有限公司 一种轴类零件检测设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6252661B1 (en) * 1999-08-02 2001-06-26 James L. Hanna Optical sub-pixel parts inspection system
US6313948B1 (en) * 1999-08-02 2001-11-06 James I. Hanna Optical beam shaper
US7245759B2 (en) * 2003-10-30 2007-07-17 Illinois Tool Works Inc Method of inspecting threaded fasteners and a system therefor
US7649690B2 (en) * 2004-02-06 2010-01-19 Interscience, Inc. Integrated panoramic and forward optical device, system and method for omnidirectional signal processing

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3035082A1 (de) * 1980-09-17 1982-04-22 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren und anordnung zur optischelektronischen erfassung von oberflaechenstrukturen an rotationssymmetrischen koerpern
US4923066A (en) 1987-10-08 1990-05-08 Elor Optronics Ltd. Small arms ammunition inspection system
US4831251A (en) 1988-04-18 1989-05-16 Mectron Engineering Company, Inc. Right and left-hand screw thread optical discriminator
US5383021A (en) 1993-04-19 1995-01-17 Mectron Engineering Company Optical part inspection system
US6956963B2 (en) * 1998-07-08 2005-10-18 Ismeca Europe Semiconductor Sa Imaging for a machine-vision system
US6285034B1 (en) 1998-11-04 2001-09-04 James L. Hanna Inspection system for flanged bolts
US6787724B2 (en) 2001-08-24 2004-09-07 Attica Automation Sorting machine
US6959108B1 (en) 2001-12-06 2005-10-25 Interactive Design, Inc. Image based defect detection system
TWI267623B (en) 2002-08-01 2006-12-01 Ming-Liau Yang Component monitoring method
WO2004065903A1 (ja) 2003-01-24 2004-08-05 Nihon Yamamura Glass Co., Ltd. 容器の口部検査装置
JP4437672B2 (ja) * 2003-05-06 2010-03-24 株式会社ユタカ 頭部付きネジの検査方法
US7336299B2 (en) 2003-07-03 2008-02-26 Physical Optics Corporation Panoramic video system with real-time distortion-free imaging
WO2005022076A2 (en) 2003-08-23 2005-03-10 General Inspection, Llc Part inspection apparatus
US20050174567A1 (en) 2004-02-09 2005-08-11 Mectron Engineering Company Crack detection system
US6995837B1 (en) 2004-02-10 2006-02-07 Retina Systems Inc. Optical inspection system and method of use
US20050226489A1 (en) 2004-03-04 2005-10-13 Glenn Beach Machine vision system for identifying and sorting projectiles and other objects
US20060236792A1 (en) * 2005-04-22 2006-10-26 Mectron Engineering Company Workpiece inspection system
US7669707B2 (en) 2006-06-29 2010-03-02 Dunkley International, Inc. Material handling apparatus with integrated part sorter
US20080013820A1 (en) * 2006-07-11 2008-01-17 Microview Technology Ptd Ltd Peripheral inspection system and method
JP5008933B2 (ja) * 2006-09-25 2012-08-22 日東精工株式会社 部品検査装置
US20080182008A1 (en) * 2007-01-31 2008-07-31 Snow Gerald F Apparatus and method for coating and inspecting objects
US7403872B1 (en) 2007-04-13 2008-07-22 Gii Acquisition, Llc Method and system for inspecting manufactured parts and sorting the inspected parts
US8237935B2 (en) * 2007-10-23 2012-08-07 Gii Acquisition, Llc Method and system for automatically inspecting parts and for automatically generating calibration data for use in inspecting parts
US7801692B2 (en) 2008-03-12 2010-09-21 Te Hung En Enterprise Co., Ltd. Apparatus for fastener inspection and sorting
US7491319B1 (en) 2008-03-17 2009-02-17 Te Hung En Enterprise Co., Ltd. Inspecting apparatus with eddy current inspection
US8154683B2 (en) 2008-11-26 2012-04-10 Ccs Inc. Illumination device and method for manufacturing the same
US8004694B2 (en) 2009-03-27 2011-08-23 Gll Acquistion LLC System for indirectly measuring a geometric dimension related to an opening in an apertured exterior surface of a part based on direct measurements of the part when fixtured at a measurement station
US8213702B2 (en) * 2009-04-30 2012-07-03 Yea-Yih Yang Automated testing device for fastener
US8416403B2 (en) 2010-10-29 2013-04-09 GII Acquisitiom, LLC Method and system for high-speed, high-resolution 3-D imaging of manufactured parts of various sizes
US8390826B2 (en) 2011-04-20 2013-03-05 Gii Acquisition, Llc Method and system for optically inspecting parts

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6252661B1 (en) * 1999-08-02 2001-06-26 James L. Hanna Optical sub-pixel parts inspection system
US6313948B1 (en) * 1999-08-02 2001-11-06 James I. Hanna Optical beam shaper
US7245759B2 (en) * 2003-10-30 2007-07-17 Illinois Tool Works Inc Method of inspecting threaded fasteners and a system therefor
US7649690B2 (en) * 2004-02-06 2010-01-19 Interscience, Inc. Integrated panoramic and forward optical device, system and method for omnidirectional signal processing

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANDREW WILSON: "Lens designs tackle novel vision applications-Vision systems design", 《HTTP://WWW.VISION-SYSTEMS.COM/ARTICLES/PRINT/VOLUME-16/ISSUE-7/FEATURES/LENS-DESIGNS-TACKE-NOVEL-VISION-APPLICATIONS.HTML》 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013134064A1 (en) 2013-09-12
EP2823289A1 (en) 2015-01-14
EP2823289A4 (en) 2015-10-07
US20130235371A1 (en) 2013-09-12
US20150253259A1 (en) 2015-09-10
US10352871B2 (en) 2019-07-16
US10209200B2 (en) 2019-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104136916A (zh) 用于光学检查零件的高速3d方法和系统
CN103170459B (zh) 镜片瑕疵检测系统
US7414716B2 (en) Machine for inspecting glass containers
CN102539443B (zh) 基于机器视觉的瓶身缺陷自动检测方法
US7626158B2 (en) Machine for inspecting glass containers
CN202974886U (zh) 一种机器视觉罐身卷封缺陷检测系统
CN203502363U (zh) 反射成像检测设备
CA2907523C (en) Method and system for checking the color quality of unordered preforms
US20120268748A1 (en) Method and system for optically inspecting parts
CN102555195A (zh) 检测塑料材料预制件的旋转设定的设备与方法
US20080116358A1 (en) Machine for inspecting glass containers
CN103706575A (zh) 一种基于两级图像采集的镜片在线分级分拣装置及方法
CN206981462U (zh) 基于三维视觉的冲压件表面缺陷检测装置
KR20170090697A (ko) 볼트 측면 비전 검사 수단을 포함하는 회전 낙하식 볼트 선별장치
CN103886311A (zh) 一种用于识别瓶体侧部编码的识别系统
CN103994735A (zh) 同心度测定装置、套管分类装置和同心度测定方法
US7541572B2 (en) Machine for inspecting rotating glass containers with light source triggered multiple times during camera exposure time
CN202471610U (zh) 基于机器视觉的瓶身缺陷自动检测装置
CN204007531U (zh) 一种活塞环智能综合检验系统
KR101554712B1 (ko) 비전 검사 장치 및 방법
US7876951B2 (en) Machine for inspecting glass containers
CN204924960U (zh) 一种软质包装识别码检测系统
CN105865512A (zh) 双头字符视觉检测系统
CN212341027U (zh) 一种基于计算机视觉的珍珠检测装置
CN104406986A (zh) 一种药瓶机器视觉检测系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20141105