CN106018413A - 产品外观检测装置及其检测方法 - Google Patents

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    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
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Abstract

本发明提供了一种产品外观检测装置及其检测方法。所述产品外观检测装置包括检测模块和分析控制模块，所述检测模块包括依次连接且同轴心设置的CCD相机、镜头、照明系统，所述分析控制模块包括与所述CCD相机数据信号连接的数据分析系统和控制系统，所述照明系统包括球积分光源、同轴光源、连接器及距离调节器，所述同轴光源与所述镜头连接，所述连接器连接所述球积分光源和同轴光源，所述距离调节器用于调节所述照明系统的高度，所述球积分光源底部具开口，所述开口覆盖于待检测产品。本发明提供的产品外观检测装置及其检测方法采用双远心镜头、高精度CCD相机、组合漫反射照明系统解决喷砂材质对缺陷的干扰。

Description

产品外观检测装置及其检测方法
【技术领域】
本发明涉及表面缺陷检测，特别的，涉及一种产品外观检测装置及其检测方法。
【背景技术】
现有技术对于手机外壳喷砂材质的检测，需要清晰呈现出喷砂手机外壳表面的缺陷，同时要避免喷砂颗粒对检测的影响，最小缺陷检测精度需要达到0.008mm。
但是因为手机尺寸、材质、形状不统一，现有检测装置无法同时完成多种不同尺寸、不同材质、不同形状的高精度检测问题，并且无法完成一幅图像中多种类型缺陷一次性检测的问题。
因此，有必要提供一种产品外观检测装置及其检测方法。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种产品外观检测装置及其检测方法。
本发明的技术方案如下：一种产品外观检测装置，包括检测模块和分析控制模块，所述检测模块包括依次连接且同轴心设置的CCD相机、镜头、照明系统，所述分析控制模块包括与所述CCD相机数据信号连接的数据分析系统和控制系统，所述照明系统包括球积分光源、同轴光源、连接器及距离调节器，所述同轴光源与所述镜头连接，所述连接器连接所述球积分光源和同轴光源，所述距离调节器用于调节所述照明系统的高度，所述球积分光源底部具开口，所述开口覆盖于待检测产品。
优选的，所述镜头为双远心镜头。
优选的，所述CCD相机连接于远心镜头上，其采用3000W黑白CCD相机。
优选的，所述镜头自身物距为263mm，景深为9mm，所以检测物表面需要距离镜头在267.5mm-258.5mm之间。
优选的，所述开口大小为72mm*92mm，所述同轴光源发光面大小为70mm*90mm。
优选的，所述球积分光源共包括5通道，分别为位于最底部的球积分正常通道，及其它分别按照角度为15°、30°、45°、85°进行排布的通道。
优选的，所述球积分光源包括补光带，所述补光带环设于所述球积分光源的底部。
本发明还提供一种产品外观检测方法，包括如下步骤：
步骤1：提供待检测产品，将其置于所述开口底部；
步骤2：所述控制系统控制所述CCD相机对所述待检测产品的待检测表面进行区域划分；
步骤3：所述控制系统控制所述检测模块对所述待检测表面按照已划分的区域依次进行拍摄；
步骤4：所述CCD相机将拍摄结果传输至数据分析系统，所述数据分析系统对拍摄结果进行数据分析，输出检测结果。
优选的，所述控制系统控制所述照明系统在相同区域采用用三种光源不同亮暗度和组合方式进行输出。
本发明具有如下有益效果：
1、采用双远心镜头、高精度CCD相机、组合漫反射照明系统解决喷砂材质对缺陷的干扰。
2、主要采用多工位拍摄和分区域拍摄解决不同尺寸的检测。
3、采用组合照明系统，在光源内部采用多通道独立控制光源，针对不同材质采用不同光强和角度照明。
4、球积分底部增加补光光带，组成360°圆环进行补光，根据检测物进入球积分高度光源可进行角度调节，保证照明的均匀性。
5、同一位置采用连拍方式，每次拍照光源发光角度和亮度进行变化，可以多角度、多亮度进行成像，确保缺陷没有遗漏。
6、采用了逐层扫描检测技术，用户可以根据实际检测需要选择检测模块，对于同一幅图片可以选择多个检测模块组合。
【附图说明】
图1为本发明产品外观检测装置的结构图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
请参阅图1，本发明公开一种产品外观检测装置100,包括检测模块1和分析控制模块(图未视)。
所述检测模块1包括依次连接且同轴心设置的CCD相机11、镜头13、照明系统15。所述照明系统15包括球积分光源151、同轴光源153、连接器155及距离调节器157，所述同轴光源153与所述镜头13连接，所述连接器155连接所述球积分光源151和所述同轴光源153，所述距离调节器157用于调节所述照明系统15的高度，所述球积分光源151底部具开口1511，所述开口1511覆盖于待检测产品。
具体的，所述球积分光源151和所述同轴光源153之间的间隙不能大于1mm，所述球积分光源151顶端内部为球面，外部为一个平面，所述开口1511大小为72mm*92mm，同轴光发光面大小为70mm*90mm。
在本实施例中，所述镜头13为双远心镜头；所述CCD相机11连接于远心镜头上，其采用3000W黑白CCD相机，分辨率为6576*4384，最小像元尺寸为5.5μm，采用1/2亚像元精度可达到0.007mm。
所述镜头13自身物距为263mm，景深为9mm，所以检测物表面需要距离镜头13在267.5mm-258.5mm之间。
所述球积分光源151共包括5通道，分别为位于最底部的球积分正常通道，及其它分别按照角度为15°、30°、45°、85°进行排布的通道，在光源内部采用多通道独立控制光源，针对不同材质采用不同光强和角度照明。
在弧面检测中，所述球积分光源151在底部会存在2个光源通道，1#光源通道与水平轴呈15°夹角，灯珠发射面积为30°，2#光源与水平轴呈现一个45°夹角，灯珠发射角度为30°，这两个通道会把弧面与平面相交部分及上部打亮，使其照明均匀，再通过3#光及顶部的同轴光源153照明，确保侧边整体照明均匀；同时在侧边处9mm景深的远心镜头可以保证边缘的清晰成像。
同时在所述照明系统15上，采用波长为700nm的红色光作为主照明光源，根据光的波粒二象性里面的光波特性，喷砂颗粒之间的小缝隙可以有效的避免过去，同时微小缺陷确可以成像出来。
所述球积分光源151包括补光带1513，所述补光带1513环设于所述球积分光源151的底部。型成360°圆环进行补光，根据检测物进入所述球积分光源151可进行角度调节，保证照明的均匀性。
所述分析控制模块包括与所述CCD相机11数据信号连接的数据分析系统和控制系统。
所述数据分析系统在现有模块里增了Script模块，此部分处于半开放状态，算法工程师或者非算法工程师都可在此部分进行编辑，算法模块以text文档显示，可以直接在里面进行编辑，编辑后加载到现有算法模块即可使用。
针对外表缺陷检测中遇到的一幅图片多种缺陷的问题，所述数据分析系统采用了逐层扫描检测技术，用户可以根据实际检测需要选择检测模块，对于同一幅图片可以选择多个检测模块组合，只需要在前面打对勾即可，具体每个模块参数都可以独立进行设置，不同工位也可以设置不同的参数。
在算法框架程序中拥有一个算法模块接口，可以在里面进行算法模块添加，添加成功后可以直接在框架里面进行算法验证，，在程序框架Script里面可以根据实际需求把算法模块放置在text文本里面，文本里面的内容需要按照正常软件程序模块方式编写，Halcon现成算法模块可以直接调用模块名称就可实现相应模块的编写。即使是非算法人员也可以按照算法工程师的要求在里面写入相应的代码。根据测试情况再决定对算法模块是否进行封装。
在算法模块部分添加算法模块检测级别选项，可以根据检测需要在相应的部位进行打对勾，在打对勾后点击保存按钮，在软件目录下会出现相应的text脚本，双击text的脚本就可以在里面对目前算法模块的参数进行修改，如果不需要目前的检测模块，去掉对勾即可，在实际检测过程中系统根据实际选择的算法模块的先后顺序进行检测，当前一个模块检测到NG的位置，在下一个模块里面对此部分不进行检测，依次完成所有相应模块检测。
本发明还公开一种产品外观检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：提供待检测产品，将其置于所述开口底部。
步骤2：所述控制系统控制所述CCD相机对所述待检测产品的待检测表面进行区域划分。
步骤3：所述控制系统控制所述检测模块对所述待检测表面按照已划分的区域依次进行拍摄。
本次使用的远心镜头远心度小于0.06，畸变小于0.08％，视场范围94mm*64mm，拍摄4.7英寸的手机外壳2次可以拍摄完成，拍摄5.5英寸的手机外壳3次可完成；
同一位置采用一次3连拍方式，每次拍照光源发光角度和亮度进行变化，可以多角度、多亮度进行成像，确保缺陷没有遗漏；
具体的，先对第一区域进行拍照，在对图片处理的过程中，设备同时移动到第二区域，再次对其进行拍照，依次检测完成整个手机的检测。
步骤4：所述CCD相机将拍摄结果传输至数据分析系统，所述数据分析系统对拍摄结果进行数据分析，输出检测结果；
所述控制系统控制所述照明系统在相同区域采用用三种光源不同亮暗度和组合方式进行输出；
具体的，对不同缺陷一次性检测，会采用三种光源不同亮暗度和组合方式进行检测，在均匀正常亮度下主要解决常规碰压伤、碰刮伤、残胶等检测；在均匀高亮度进行Split缺陷检测，主要为间隙、黑线等；在低亮度暗场进行轻微缺陷检测，例如轻微碰伤、刮伤、沙粒等。检测物通过设备运动到检测视场范围后，相机会进行三次拍照，每次拍照完成后自动进行光源变化，三次拍照完成后进行一次性检测输出检测结果。
综上所述，本发明具有如下有益效果：
1、采用双远心镜头、高精度CCD相机、组合漫反射照明系统解决喷砂材质对缺陷的干扰。
2、主要采用多工位拍摄和分区域拍摄解决不同尺寸的检测。
3、采用组合照明系统，在光源内部采用多通道独立控制光源，针对不同材质采用不同光强和角度照明。
4、球积分底部增加补光光带，组成360°圆环进行补光，根据检测物进入球积分高度光源可进行角度调节，保证照明的均匀性。
5、同一位置采用连拍方式，每次拍照光源发光角度和亮度进行变化，可以多角度、多亮度进行成像，确保缺陷没有遗漏。
6、采用了逐层扫描检测技术，用户可以根据实际检测需要选择检测模块，对于同一幅图片可以选择多个检测模块组合。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种产品外观检测装置,其特征在于，包括检测模块和分析控制模块，所述检测模块包括依次连接且同轴心设置的CCD相机、镜头、照明系统，所述分析控制模块包括与所述CCD相机数据信号连接的数据分析系统和控制系统，所述照明系统包括球积分光源、同轴光源、连接器及距离调节器，所述同轴光源与所述镜头连接，所述连接器连接所述球积分光源和同轴光源，所述距离调节器用于调节所述照明系统的高度，所述球积分光源底部具开口，所述开口覆盖于待检测产品。
2.根据权利要求1所述的产品外观检测装置，其特征在于：所述镜头为双远心镜头。
3.根据权利要求2所述的产品外观检测装置，其特征在于：所述CCD相机连接于远心镜头上，其采用3000W黑白CCD相机。
4.根据权利要求1所述的产品外观检测装置，其特征在于：所述镜头自身物距为263mm，景深为9mm，所以检测物表面需要距离镜头在267.5mm-258.5mm之间。
5.根据权利要求2所述的产品外观检测装置，其特征在于：所述开口大小为72mm*92mm，所述同轴光源发光面大小为70mm*90mm。
6.根据权利要求1所述的产品外观检测装置，其特征在于：所述球积分光源共包括5通道，分别为位于最底部的球积分正常通道，及其它分别按照角度为15°、30°、45°、85°进行排布的通道。
7.根据权利要求1所述的产品外观检测装置，其特征在于：所述球积分光源包括补光带，所述补光带环设于所述球积分光源的底部。
8.一种产品外观检测方法，应用权利要求1至权利要求6中任意一项所述的产品外观检测装置，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：提供待检测产品，将其置于所述开口底部；
步骤2：所述控制系统控制所述CCD相机对所述待检测产品的待检测表面进行区域划分；
步骤3：所述控制系统控制所述检测模块对所述待检测表面按照已划分的区域依次进行拍摄；
步骤4：所述CCD相机将拍摄结果传输至数据分析系统，所述数据分析系统对拍摄结果进行数据分析，输出检测结果。
9.根据权利要求8所述的产品外观检测方法，所述控制系统控制所述照明系统在相同区域采用用三种光源不同亮暗度和组合方式进行输出。
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