CN107490580B - 缺陷检查方法及其设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及缺陷检查方法及其设备。缺陷检查设备(10)包括第一细长光源(14)以及其中形成有通孔(30)的机器底座(12)。在通孔(30)内设置有第二细长光源(16)和半反射镜(38)。来自第一细长光源(14)的第一细长光(L1)直接入射到待拍摄对象(20)(例如，汽车车身)上。另一方面，来自第二细长光源(16)的第二细长光(L2)在与第一细长光(L1)的前进方向垂直的方向上前进，此后被半反射镜(38)反射，从通孔(30)导出，并且入射到待拍摄对象(20)上。

Description

缺陷检查方法及其设备
技术领域
本发明涉及缺陷检查方法及其设备，该缺陷检查方法及其设备用于通过用条纹照明照射待拍摄对象来检查所述待拍摄对象上是否存在缺陷。
背景技术
在制造汽车车身的制造过程中，对汽车车身执行喷漆。因此，设置涂覆膜。在这种情形下，在涂覆膜中会形成大约数十微米的突起或者换句话讲喷漆缺陷。如果形成这样的喷漆缺陷并且这些缺陷原样保留下来，则有损汽车车身的美观外观。为此原因，在形成涂覆膜之后，执行检查，以确定是否存在这样的喷漆缺陷。
作为用于执行这种缺陷检查的缺陷检查设备，可存在用于检查突起的存在的引用装置，如日本特许专利公开2000-111490和日本特许专利公开2004-226316中公开的。更具体地，在日本特许专利公开2000-1111490中，公开了一种缺陷检查设备，在该缺陷检查设备中，共轴落射照明装置被构造成包括细长照明源和半反射镜，并且相机通过半反射镜来拍摄形成亮暗图案的照射位置。
虽然在日本特许专利公开2000-111490中没有具体描述，但细长照明源和半反射镜被容纳在壳体中(参照日本特许专利公开2000-111490的图2)。在壳体中形成通孔。条纹照明被壳体内部中的半反射镜折射，此后条纹照明穿过通孔并且被导出到壳体外部，此外还被入射到汽车车身上。
另外，日本特许专利公开2004-226316中公开的缺陷检查设备包括细长照明源，细长照明源产生用于在待拍摄对象上形成条纹状亮暗图案的条纹照明。照射到待拍摄对象上的亮暗图案的反射光穿过在细长照明源之间形成的通孔，并且被入射到半反射镜上。反射光被半反射镜向着相机侧折射。此后，反射光(折射光)经受二值化处理，并且确定是否存在突起。
在以上配置中，细长光源、半反射镜和相机在移位装置的动作下一起一体地移位。更具体地，形成亮暗图案的位置和被拍摄位置连续改变。伴随着此改变，在涂覆膜的整个区域上执行缺陷检查。
发明内容
用其中拍摄已穿过通孔的反射光的这些配置，可在相机的成像范围内投射支撑照明源的机器底座的阴影。在这种情况下，在阴影的范围内没有形成亮暗图案。不可避免地，在此位置，难以确定是否存在缺陷。
本发明的主要目的是提供可以避免将来自机器底座的阴影投射到相机成像范围内的缺陷检查方法。
本发明的另一个目的是提供能够在待拍摄对象上形成条纹状亮暗图案的缺陷检查方法。
本发明的又一个目的是提供用于实施以上提到的缺陷检查方法的缺陷检查设备。
根据本发明的实施方式，提供了一种缺陷检查方法，所述缺陷检查方法通过相对于待拍摄对象照射条纹照明并且基于从所述待拍摄对象得到的图像来检查在所述待拍摄对象上是否存在缺陷，所述缺陷检查方法包括以下步骤：
从设置在机器底座中的第一条纹照明照射单元将第一条纹照明直接照射在所述待拍摄对象上，同时由半反射镜反射来自第二条纹照明照射单元的第二条纹照明，并且将所述第二条纹照明穿过通孔照射到所述待拍摄对象上；以及
由图像获取单元透过所述半反射镜来拍摄用所述第一条纹照明和所述第二条纹照明照射的所述待拍摄对象；
其中，在通过移位装置使所述机器底座、所述第二条纹照明照射单元、所述半反射镜和所述图像获取单元移位的同时，连续地执行照射和拍摄。
根据本发明的实施方式，提供了一种缺陷检查设备，所述缺陷检查设备适于通过相对于待拍摄对象照射条纹照明并且基于从所述待拍摄对象得到的图像来检查在所述待拍摄对象上是否存在缺陷，所述缺陷检查设备包括：
机器底座，在所述机器底座中形成有通孔，并且在所述机器底座中设置有第一条纹照明照射单元，所述第一条纹照明照射单元适于将第一条纹照明直接照射到所述待拍摄对象上；
第二条纹照明照射单元，所述第二条纹照明照射单元适于将第二条纹照明穿过所述通孔照射到所述待拍摄对象上；
半反射镜，所述半反射镜适于将所述第二条纹照明在使得所述第二条纹照明向着所述待拍摄对象前进的方向上反射；
图像捕获单元，所述图像捕获单元适于透过所述半反射镜拍摄用所述第一条纹照明和所述第二条纹照明照射的所述待拍摄对象；以及
移位装置，所述移位装置适于使所述机器底座、所述第二条纹照明照射单元、所述半反射镜和所述图像捕获单元移位。
更具体地，在本发明中，来自第一条纹照明照射单元的第一条纹照明被照射到面向没有形成通孔的位置的待拍摄对象的位置上，进一步地，来自第二条纹照明照射单元的第二条纹照明被照射到面向形成通孔的位置的待拍摄对象的位置上。因此，在面向形成通孔的位置的待拍摄对象的位置上，也形成条纹状亮暗图案。
另外，第二条纹照明照射单元由同轴落射照明装置构成。因此，第二条纹照明难以被机器底座阻挡。换句话讲，容易避免在待拍摄对象上形成阴影。
特别地，第二条纹照明照射单元可设置在形成在机器底座中的通孔中。在这种情况下，第二条纹照明按在相对于第一条纹照明的前进方向交叉的方向上前进这样的方式照射。同时，还在通孔中设置半反射镜。因此，可以更容易地避免在待拍摄对象上形成阴影。
特别地，通孔可具有矩形形状，并且在第二条纹照明照射单元安装在通孔的第一内壁上的同时，第二条纹照明可按向着面向第一内壁的第二内壁前进这样的方式照射。在这种情况下，半反射镜与第二条纹照明照射单元一起闭合通孔。
另选地，第二条纹照明照射单元可设置在形成在机器底座中的通孔的上部开口附近，并且在第二条纹照明被照射成在相对于第一条纹照明的前进方向交叉的方向上前进的同时，半反射镜可设置在通孔上方，并且第二条纹照明可被向着待拍摄对象反射。
按照以上特征，以更大的确定性避免第二条纹照明被机器底座阻挡。更具体地，在待拍摄对象上形成清晰的亮暗图案。
图像捕获装置所捕获的图像被传输到图像分析处理单元。基于图像分析处理单元所执行的预定图像分析处理(例如，二值化处理)的结果，确定在待拍摄对象上是否存在缺陷。在这种情形下，如上所述，在待拍摄对象上形成清晰的条纹亮暗图案。因此，由于可以高度可靠地执行图像分析处理，因此可高度准确地确定在待拍摄对象上是否存在缺陷。
根据本发明，在来自第一条纹照明照射单元的第一条纹照明直接入射到待拍摄对象上的同时，来自由同轴落射照明装置构成的第二条纹照明照射单元的第二条纹照明被半反射镜反射并且入射到待拍摄对象上。因此，由于第二条纹照明变得难以被机器底座阻挡，因此可以避免在待拍摄对象上形成阴影。结果，可得到待拍摄对象上的清晰的亮暗图案。
因此，关于图像分析处理单元所执行的图像分析处理(例如，二值化处理)，可得到高度准确的结果。因此，可高度准确地确定在待拍摄对象中是否存在缺陷。
根据以下结合附图进行的描述，本发明的以上和其他目的、特征和优点将变得更清楚，在附图中，以例示示例的方式示出了本发明的优选实施方式。
附图说明
图1是示出构成根据本发明的实施方式的缺陷检查设备的组成部分的机器底座的主要部分的示意性立体图；
图2是包括图1中示出的机器底座的缺陷检查设备的主要部分的示意性竖直剖视图；
图3是示出作为待拍摄对象的汽车车身上形成的条纹状亮暗图案的平面图；以及
图4是其中半反射镜和第二细长光源设置在通孔上方的缺陷检查设备的主要部分的示意性竖直剖视图。
具体实施方式
以下将参照附图详细描述针对根据本发明的缺陷检查方法和用于实施此方法的缺陷检查设备的优选实施方式。
图1是示出构成根据本发明的实施方式的缺陷检查设备10的组成部分的机器底座12的主要部分的示意性立体图，图2是缺陷检查设备10的主要部分的示意性竖直剖视图。缺陷检查设备10包括机器底座12、第一细长光源14(第一条纹照明照射单元)和设置在机器底座12上的第二细长光源16(第二条纹照明照射单元)。来自第一细长光源14的第一细长光L1(第一条纹照明)和来自第二细长光源16的第二细长光L2(第二条纹照明)都被照明到作为待拍摄对象的汽车车身20上。
如图2所示，在机器底座12上，在面向汽车车身20的下侧形成容纳腔室22，并且在容纳腔室22中容纳多个个体白光发光二极管(白光LED)24。第一细长光源14由白光LED 24构成。白光LED 24所发射的光穿过半透明覆盖件26的半透明部分26a，并且向着汽车车身20的侧面竖直向下前进(下文中，“半透明”意指半透明或透明)。
多个个体光屏蔽线28以条纹形状或图案设置在半透明覆盖件26上。白光LED 24所发射的光在存在光屏蔽线28的位置处受到阻挡。为此原因，入射到汽车车身20上的光具有细长形状(条纹形状)。换句话讲，得到第一细长光L1。
在机器底座12的沿着厚度方向(或者换句话讲，沿着其竖直方向)的大体中心，形成具有大体矩形横截面的通孔30。当然，在形成通孔30的位置处，不存在白光LED24。
通孔30的横截面具有大体矩形形状，因此，通孔30具有作为其内壁的两个长侧壁和两个短侧壁。在这些内壁之中，第二细长光源16沿着长侧壁中的一个(第一内壁)设置。
在这种情形下，第二细长光源16包括其中容纳多个白光LED的半透明覆盖件34和设置在半透明覆盖件34上的光屏蔽线36。另外，从白光LED发射的光的一部分穿过半透明覆盖件34的半透明部分34a，并且此光的一部分被光屏蔽线36阻挡，由此导致细长形状(条纹形状)。换句话讲，得到第二细长光L2。因为第二细长光源16设置在在竖直方向上延伸的长侧壁上，所以第二细长光L2在与第一细长光L1的前进方向(大体竖直方向)交叉的水平方向上前进，并且更具体地，向着面向以上提到的长侧壁的另一个长侧壁(第二内壁)前进。
半反射镜38被固定在通孔30的内部中的位置，相对于竖直方向成倾斜姿势。第二细长光L2被半反射镜38反射在竖直向下方向上。反射后的第二细长光L2被从通孔30导出并且被入射到汽车车身20上。如可根据该事实而理解的，第二细长光源16由同轴落射照明装置构成。
倾斜的半反射镜38的最下端连接在面向设置有第二细长光源16的长侧壁的另一个长侧壁的最下端附近。另一方面，其最上端连接在第二细长光源16的最上端附近。因此，通过第二细长光源16和半反射镜38使通孔30处于闭合状况。
用作图像捕获装置的相机40设置在半反射镜38上方。相机40捕获透过半反射镜38可见的位置的图像，并且更具体地，捕获用第一细长光L1和第二细长光L2照明的位置的图像。
相机40所捕获的图像被传输到未例示的图像分析处理单元，例如，计算机等。计算机执行图像分析处理(例如，二值化处理)，并且基于此分析的结果，确定是否存在缺陷。此图像分析处理和确定方法是熟知的，因此，省略对这些特征的详细描述。
在以上配置中，通过未例示的移位装置(例如，致动器等)将机器底座12和相机40一体地移位。因此，用第一细长光L1和第二细长光L2照射的位置和用相机40拍摄的位置连续改变。
根据本实施方式的缺陷检查设备10基本上按上述方式构成。接下来，将针对根据本实施方式的缺陷检查方法来描述缺陷检查设备10的操作和效果。
为了确定在已经被施用油漆的汽车车身20上是否存在喷漆缺陷，为移位装置提供能量，并且将机器底座12设置在汽车车身20的预定位置处。此后，或者在进行此移位之前，打开第一细长光源14和第二细长光源16二者。
从第一细长光源14发射的光的一部分穿过半透明覆盖件26的半透明部分26a，并且此光的一部分被光屏蔽线28阻挡。因此，形成第一细长光L1，并且使第一细长光L1在竖直向下的方向上直接入射到汽车车身20上。
从第二细长光源16发射的光的一部分穿过半透明覆盖件34的半透明部分34a，并且此光的一部分被光屏蔽线36阻挡。因此，形成第二细长光L2。如上所述，第二细长光L2在水平方向上向着相对的长侧壁前进，并且被入射到半反射镜38上。第二细长光L2被半反射镜38反射，于是第二细长光L2的前进方向变成竖直向下方向。以这种方式被反射的第二细长光L2入射到汽车车身20上。
按以上方式，来自第一细长光源14的第一细长光L1入射到面向没有形成通孔30的位置的汽车车身20的位置上，而来自第二细长光源16的第二细长光L2入射到面向形成通孔30的位置的汽车车身20的位置上。
在这种情况下，根据本实施方式，在第二细长光源16和半反射镜38设置在通孔30内部的同时，第二细长光源16和半反射镜38的大小被设置成使得通孔30可被这二者闭合。因此，第二细长光源16所发射的光没有被通孔30的内壁阻挡。换句话讲，避免了在汽车车身20上形成机器底座12的阴影。因此，在汽车车身20上形成没有中断的条纹状亮暗图案P1，如图3所示。
相机40捕获亮暗图案P1的图像，并且将所捕获的图像作为图像信息传输到计算机(图像分析处理单元)。计算机相对于图像信息执行二值化处理，并且基于此分析的结果，确定是否存在作为喷漆缺陷的突起。如上所述，由于在汽车车身20上没有形成机器底座12的阴影并且连续地形成亮暗图案P1，因此可高度可靠地执行二值化处理，或者换句话讲，可高度准确地确定在汽车车身20上是否存在突起。
移位装置将机器底座12和相机40连续地移位。伴随着机器底座12的移位，第一细长光源14和第二细长光源16也与其一体地移位。因此，用第一细长光L1和第二细长光L2照射的位置和用相机40拍摄的位置(或换句话讲，检查位置)连续改变。结果，可在大范围的汽车车身20上实现缺陷检查。
当确定在对比图案P1内存在突起时，例如，相对于突起执行预定标注处理。如果突起的数量小，则通过研磨等来去除突起。另一方面，如果突起的数量大，则可优选的是，对汽车车身20执行重新喷漆。按以上方式，可得到优异美学外观的汽车车身20。
本发明不特别限于以上讨论的实施方式，并且可在不脱离本发明的精神和主旨的范围内对这些实施方式进行各种修改。
例如，第二细长光源16和半反射镜38的布置位置不限于在通孔30的内部中，并且它们可处于图4中示出的位置处。例如，第二细长光源16设置在通孔30的上部开口的附近，并且半反射镜38布置在通孔30的上方。在这种情况下，同样，来自第二细长光源16的第二细长光L2首先在水平方向上前进。此后，第二细长光L2被半反射镜38反射并且在竖直向下方向上前进，于是第二细长光L2入射到汽车车身20上。因此，得到与图2中示出的情况相同的检查结果。
在这些情况中的任一个情况下，倘若相对于汽车车身20的侧表面执行缺陷检查，可使第一细长光L1在水平方向上前进。在这种情况下，第二细长光L2初始地在竖直方向上前进，然后被半反射镜38反射并且在水平方向上前进。
另外，在本发明中，待检查对象不特别限于油漆材料，并且本发明可应用于其他涂覆材料。在这种情况下，也可以基于是否存在突起来确定是否存在缺陷。
此外，可在半反射镜38上方设置反射镜，并且可用相机40拍摄反射在反射镜上的位置。
另外，无须说，待拍摄对象不限于是汽车车身20。

Claims (6)

1.一种缺陷检查方法，所述缺陷检查方法通过相对于待拍摄对象(20)照射条纹照明并且基于从所述待拍摄对象(20)得到的图像来检查在所述待拍摄对象(20)上是否存在缺陷，所述缺陷检查方法包括以下步骤：
从设置在机器底座(12)中的第一条纹照明照射单元(14)将第一条纹照明(L1)直接照射在所述待拍摄对象(20)上，同时由配置在所述机器底座(12)的通孔(30)内的半反射镜(38)反射来自第二条纹照明照射单元(16)的第二条纹照明(L2)，并且将所述第二条纹照明(L2)穿过所述通孔(30)照射到所述待拍摄对象(20)上；以及
由图像获取单元(40)透过所述半反射镜(38)来拍摄所述待拍摄对象(20)的用所述第一条纹照明(L1)和所述第二条纹照明(L2)照射的部位；
其中，在通过移位装置使所述机器底座(12)、所述第二条纹照明照射单元(16)、所述半反射镜(38)和所述图像获取单元(40)移位的同时，连续地执行照射和拍摄。
2.根据权利要求1所述的缺陷检查方法，其中：
所述第二条纹照明照射单元(16)设置在形成在所述机器底座(12)中的所述通孔(30)中，并且所述第二条纹照明(L2)按在相对于所述第一条纹照明(L1)的前进方向交叉的方向上前进这样的方式照射。
3.根据权利要求2所述的缺陷检查方法，其中：
所述通孔(30)形成为矩形形状，并且所述第二条纹照明照射单元(16)安装在所述通孔(30)的第一内壁上，进一步地，所述第二条纹照明(L2)按向着面向所述第一内壁的第二内壁前进这样的方式照射；并且
所述半反射镜(38)按与所述第二条纹照明照射单元(16)一起闭合所述通孔(30)这样的方式设置，并且设置成使得所述第二条纹照明(L2)被所述半反射镜(38)反射。
4.一种缺陷检查设备(10)，所述缺陷检查设备适于通过相对于待拍摄对象(20)照射条纹照明并且基于从所述待拍摄对象(20)得到的图像来检查在所述待拍摄对象(20)上是否存在缺陷，所述缺陷检查设备包括：
机器底座(12)，在所述机器底座(12)中形成有通孔(30)，并且在所述机器底座(12)中设置有第一条纹照明照射单元(14)，所述第一条纹照明照射单元(14)适于将第一条纹照明(L1)直接照射到所述待拍摄对象(20)上；
第二条纹照明照射单元(16)，所述第二条纹照明照射单元(16)适于将第二条纹照明(L2)穿过所述通孔(30)照射到所述待拍摄对象(20)上；
半反射镜(38)，所述半反射镜(38)配置在所述通孔(30)内，适于将所述第二条纹照明(L2)在使得所述第二条纹照明(L2)向着所述待拍摄对象(20)前进的方向上反射；
图像捕获单元(40)，所述图像捕获单元(40)适于透过所述半反射镜(38)拍摄所述待拍摄对象(20)的用所述第一条纹照明(L1)和所述第二条纹照明(L2)照射的部位；以及
移位装置，所述移位装置适于使所述机器底座(12)、所述第二条纹照明照射单元(16)、所述半反射镜(38)和所述图像捕获单元(40)移位。
5.根据权利要求4所述的缺陷检查设备(10)，其中：
所述第二条纹照明照射单元(16)设置在形成在所述机器底座(12)中的所述通孔(30)中，使得所述第二条纹照明(L2)按在相对于所述第一条纹照明(L1)的前进方向交叉的方向上前进这样的方式照射。
6.根据权利要求5所述的缺陷检查设备(10)，其中：
所述通孔(30)具有矩形形状，并且所述第二条纹照明照射单元(16)安装在所述通孔(30)的第一内壁上，进一步地，所述第二条纹照明(L2)按向着面向所述第一内壁的第二内壁前进这样的方式照射；并且
所述半反射镜(38)与所述第二条纹照明照射单元(16)一起闭合所述通孔(30)。
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