CN109580638A - 一种小型光面注塑件的外观检测系统及方法 - Google Patents
一种小型光面注塑件的外观检测系统及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于视觉检测相关技术领域,其公开了一种小型光面注塑件的外观检测系统及方法,外观检测系统包括固定基台、传送带、点光源、相机及支架,支架及传送带分别设置在固定基台上;多个支架分别位于传送带相背的两侧,点光源及相机分别设置在支架上,且点光源及相机相对于传送带对称;传送带用于传送待检测的小型光面注塑件;相机设置及点光源分别设置有定焦镜头及光源镜头,定焦镜头及光源镜头上分别设置有起偏器及检偏器,光源镜头用于将点光源发射的光线折射为水平光,水平光经过起偏器后形成振动的偏振光,偏振光经小型光面铸件反射后依次经过检偏器及定焦镜头后被相机接受并采集成像。本发明提高了成像质量及检测精度,降低了复杂度。
Description
技术领域
本发明属于视觉检测相关技术领域,更具体地,涉及一种小型光面注塑件的外观检测系统及方法。
背景技术
塑料产品在生活中是最常见的基础原料之一,随着资源的短缺以及塑料硬度、强度、光泽度等性能的增强,塑料已经开始逐步取代常用的金属材料,所占的材料比重越来越大,随之而来的注塑件产品外观检测需求也是巨大的。注塑生产技术虽然在长期的自动化过程中早已逐步成熟,但是塑料产品的品质检测却依然靠大量人工检测,严重制约了注塑的生产效率,因此,工业上迫切需要一种可靠的、可现代化的、自动化的外观检测系统及检测方法。
视觉外观检测主要流程是获取产品的图像,然后通过计算机算法计算出图像中出现的缺陷、判断缺陷类型、缺陷大小及缺陷位置,因此获取高质量、清晰的包含缺陷外观的产品图像是视觉外观检测的基础。但是对于光面注塑件,光源在产品表面形成的光斑容易掩盖待检测的缺陷,更糟糕的是这种情况无法通过调整光源光强来保证曝光完全而又不过曝。相应地,本领域存在着发展一种能够提高成像质量的小型光面注塑件的外观检测系统及方法的技术需求。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种小型光面注塑件的外观检测系统及方法,其基于光面注塑件的外观检测特点,研究及设计了一种能够提高成像质量的小型光面注塑件的外观检测系统及方法。本发明采用双偏振片来控制光源发出的光线路径及相机接收的光线路径,过滤掉非必要的光线的干扰,消除成像时产生的斑噪声,提高了成像质量,进而提高了视觉检测的准确度,降低了算法复杂度,尤其适用于小型光滑表面的微小凹坑类缺陷的拍摄。
为实现上述目的,按照本发明的一个方面,提供了一种小型光面注塑件的外观检测系统,所述外观检测系统包括固定基台、传送带、点光源、相机及支架,所述支架的一端设置在所述固定基台上,所述传送带也设置在所述固定基台上;多个所述支架分别位于所述传送带相背的两侧,所述点光源及所述相机分别设置在所述支架上,且所述点光源及所述相机相对于所述传送带对称;所述传送带用于传送待检测的小型光面注塑件;
所述相机设置有定焦镜头,所述点光源设置有光源镜头,所述定焦镜头及所述光源镜头上分别设置有起偏器及检偏器,所述光源镜头用于将所述点光源发射的光线折射为水平光,所述水平光经过所述起偏器后在固定方向上形成振动的偏振光,所述偏振光经所述小型光面铸件反射后依次经过所述检偏器及所述定焦镜头,接着被所述相机接受并采集成像。
进一步地,所述检偏器用于接受单一偏振方向上的偏振光,并滤掉噪声光线。
进一步地,所述起偏器及所述检偏器均为线偏振片。
进一步地,所述支架的角度及高度均能调节,由此通过调节所述支架的高度及角度来调节所述点光源或者所述相机相对于待检测的小型光面注塑件的位姿。
进一步地,所述外观检测系统还包括工控机及到位信号触发组件,所述相机及所述到位信号触发组件分别连接于所述工控机。
进一步地,所述到位信号触发组件设置在所述传送带下方,其用于检测所述小型光面注塑件是否到达检测工位,当所述小型光面注塑件达到检测工位时,所述到位信号触发组件发送到位信号给所述工控机,所述工控机接受到到位信号后发送拍照信号给对应的相机以控制所述相机对所述小型光面注塑件进行拍照取像。
进一步地,所述相机用于拍摄到达检测工位的所述小型光面注塑件的图像,并将拍摄的图像传输给所述工控机,所述工控机对接受到的图像进行分析、存储及统计。
进一步地,所述外观检测系统还包括显示屏,所述显示屏连接于所述工控机,所述工控机将分析到的检测结果实时传输给所述显示屏,所述显示屏对接受到的检测结果进行实时显示。
按照本发明的另一个方面,提供了一种小型光面注塑件的外观检测方法,该外观检测方法包括以下步骤:
(1)提供如上所述的小型光面注塑件的外观检测系统,并将待检测的小型光面注塑件放置在所述传送带上;
(2)所述相机对到达检测工位的所述小型光面注塑件进行拍照取像,并将拍摄到的图像传输给工控机;
(3)所述工控机对接受到的图像进行分析、存储及统计,由此完成外观检测。
进一步地,步骤(3)后还包括所述外观检测系统依据分析到的检测结果发出分拣信号给分拣机械手以使分拣机械手对当前的小型光面注塑件进行分拣处理的步骤。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,本发明提供的小型光面注塑件的外观检测系统及方法主要具有以下有益效果:
1.所述相机设置有定焦镜头,所述点光源设置有光源镜头,所述定焦镜头及所述光源镜头上分别设置有起偏器及检偏器,所述光源镜头用于将所述点光源发射的光线折射为水平光,所述水平光经过所述起偏器后在固定方向上形成振动的偏振光,所述偏振光经所述小型光面铸件反射后依次经过所述检偏器及所述定焦镜头,接着被所述相机接受并采集成像,所述相机设置有定焦镜头,所述点光源设置有光源镜头,所述定焦镜头及所述光源镜头上分别设置有起偏器及检偏器,所述光源镜头用于将所述点光源发射的光线折射为水平光,所述水平光经过所述起偏器后在固定方向上形成振动的偏振光,所述偏振光经所述小型光面铸件反射后依次经过所述检偏器及所述定焦镜头,接着被所述相机接受并采集成像。
2.所述支架的角度及高度均能调节,由此通过调节所述支架的高度及角度来调节所述点光源或者所述相机相对于待检测的小型光面注塑件的位姿,如此使得所述相机能够从多个角度对小型光面注塑件进行拍摄。
3.所述外观检测系统的结构简单,易于操作,成本较低。
4.所述检偏器用于接受单一偏振方向上的偏振光,并滤掉噪声光线,由此有利于提高成像质量。
附图说明
图1是本发明提供的小型光面注塑件的外观检测系统处于使用状态时的结构示意图。
图2是图1中的小型光面注塑件的外观检测系统的主要部件的框图。
图3是本发明另一实施方式提供的小型光面注塑件的外观检测系统处于使用状态时的示意图。
图4是图3中的小型光面注塑件的外观检测系统沿另一个角度的示意图。
在所有附图中,相同的附图标记用来表示相同的元件或结构,其中:1-点光源,2-支架,3-传送带,4-到位信号触发组件,5-相机。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请参阅图1及图2,本发明提供的小型光面注塑件的外观检测系统,所述外观检测系统包括工控机、显示屏、点光源1、支架2、传送带3、到位信号触发组件4及相机5,所述显示屏连接于所述工控机。所述传送带3用于传送待检测的小型光面注塑件。所述支架2分别用于支撑所述点光源1及所述相机5,所述点光源1及所述相机5分别位于所述传动带3相背的两侧,且两者相对于所述传送带3对称。所述到位信号触发组件4设置在所述传送带3的下方,其用于检测待检测的小型光面注塑件是否到达检测工位,并发送拍照信号给所述相机5,所述相机5接收到所述拍照信号后对对应的待检测的小型光面注塑件进行拍照取像。
所述相机5为普通相机,本实施方式采用的是500W的CCD相机;所述相机5配备有普通的光学镜头,本实施方式中配备的光学镜头是焦距为25mm的定焦镜头。本实施方式中,所述相机5的数量为两个,两个所述相机5间隔设置,所述点光源1的数量也为两个,两个所述点光源1的位置分别与两个所述相机5的位置相对应;所述相机5通过相机夹具设置在所述支架2上,所述点光源1通过光源夹具设置在所述支架2上,所述支架2的数量为四个,四个所述支架2分别两两位于所述传送带3相背的两侧,所述支架2的高度可调,其设置在固定基台上。
所述点光源1为纯色光源,本实施方式采用红色光源。所述光源1上设置有远心镜头,所述远心镜头用于使所述光源1发出较为平行的光线。所述远心镜头称为光源镜头。
所述定焦镜头及所述光源镜头均设置有偏振镜片,设置在所述光源镜头上的偏振片称为起偏器,所述起偏器用于产生单一方向上振动的偏振光。设置在所述定焦镜头上的偏振片称为检偏器,所述检偏器用于接受单一偏振方向上的偏振光,并且滤掉噪声光线,即其他偏振方向上的光线。本实施方式中,所述偏振片为线偏振片。
本实施方式中,所述点光源1及所述相机5关于中轴线基本对称,与中轴线成一定角度,该角度为60°左右,待检测的小型光面注塑件位于中轴线上。
所述支架2的高度及角度均可以调整,其可以进行三个角度的旋转及两个方向上的滑动,由此所述支架2能够带动对应的所述点光源1或者所述相机5进行转动及移动,以改变所述点光源1或者所述相机5相对于待检测的小型光面注塑件的位姿,使得所述相机5能够从多个角度拍摄小型光面注塑件。
所述点光源1发出的光线经光源镜头折射后趋于水平,产生的水平光线经过所述起偏器后在固定方向上形成振动的偏振光,所述偏振光经待检测的小型光面注塑件反射后依次进入所述检偏器及所述定焦镜头,最后被所述相机5接受采集成像。光线经过所述起偏器及所述检偏器时,非必要的干扰光线被滤除,图像中的光斑噪声得到抑制。
所述到位信号触发组件4检测到待检测的小型光面注塑件到达检测工位后发送到位信号给所述工控机,所述工控机接受到所述到位信号后给所述相机发送拍照信号以控制所述相机5对小型光面注塑件进行拍照取像。所述工控机内预存有软件,所述相机5将拍摄到的图像传输给所述工控机,所述软件依据所述到位信号的类型自动选择检测算法,继而对接受到的图像进行分析、存储及统计,并将检测结果传输给所述显示屏。所述显示屏用于对接受到的所述检测结果进行实时显示。
请参阅图3及图4,在另一个实施方式中,所述点光源的数量及所述相机的数量均为一个,所述支架的数量为两个。
本发明还提供了一种小型光面注塑件的外观检测方法,该外观检测方法包括以下步骤:
S1,提供如上所述的小型光面注塑件的外观检测系统,并调试所述点光源及相机的工作位置。具体地,还包括设置所述点光源及所述相机的参数。
S2,启动所述相机及所述点光源,并检测所述工控机内的软件。
S3,将待检测的小型光面注塑件放在所述传送带上。
S4,待检测的小型光面注塑件到达检测工位时,所述到位信号触发组件发送到位信号给所述工控机,所述工控机接受到所述到位信号后发送拍照信号给所述相机,以控制所述相机对待检测的小型光面注塑件进行拍照取像。
S5,所述相机将拍摄到的图像实时传输给所述工控机的软件。
S6,所述软件依据接受到的所述到位信号的类型自动选择检测算法,以对所述图像进行分析、存储、统计,并将检测结果发送给显示屏,所述显示屏对接受到的所述检测结果进行实时显示。
S7,所述外观检测系统依据所述检测结果发出分拣信号给分拣机械手以使分拣机械手对当前的小型光面注塑件进行分拣处理。
本发明提供的小型光面注塑件的外观检测系统及方法,其通过两个偏振片来调整光线路径,由此提高成像质量及缺陷检测精度,且可实现小型光面注塑件的外观缺陷的检测,包括针眼、模凹、拉凹等缺陷的检测,适用性较强。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种小型光面注塑件的外观检测系统,其特征在于:
所述外观检测系统包括固定基台、传送带、点光源、相机及支架,所述支架的一端设置在所述固定基台上,所述传送带也设置在所述固定基台上;多个所述支架分别位于所述传送带相背的两侧,所述点光源及所述相机分别设置在所述支架上,且所述点光源及所述相机相对于所述传送带对称;所述传送带用于传送待检测的小型光面注塑件;
所述相机设置有定焦镜头,所述点光源设置有光源镜头,所述定焦镜头及所述光源镜头上分别设置有起偏器及检偏器,所述光源镜头用于将所述点光源发射的光线折射为水平光,所述水平光经过所述起偏器后在固定方向上形成振动的偏振光,所述偏振光经所述小型光面铸件反射后依次经过所述检偏器及所述定焦镜头,接着被所述相机接受并采集成像。
2.如权利要求1所述的小型光面注塑件的外观检测系统,其特征在于:所述检偏器用于接受单一偏振方向上的偏振光,并滤掉噪声光线。
3.如权利要求1所述的小型光面注塑件的外观检测系统,其特征在于:所述起偏器及所述检偏器均为线偏振片。
4.如权利要求1所述的小型光面注塑件的外观检测系统,其特征在于:所述支架的角度及高度均能调节,由此通过调节所述支架的高度及角度来调节所述点光源或者所述相机相对于待检测的小型光面注塑件的位姿。
5.如权利要求1-4任一项所述的小型光面注塑件的外观检测系统,其特征在于:所述外观检测系统还包括工控机及到位信号触发组件,所述相机及所述到位信号触发组件分别连接于所述工控机。
6.如权利要求5所述的小型光面注塑件的外观检测系统,其特征在于:所述到位信号触发组件设置在所述传送带下方,其用于检测所述小型光面注塑件是否到达检测工位,当所述小型光面注塑件到达检测工位时,所述到位信号触发组件发送到位信号给所述工控机,所述工控机接受到所述到位信号后发送拍照信号给对应的相机以控制所述相机对所述小型光面注塑件进行拍照取像。
7.如权利要求6所述的小型光面注塑件的外观检测系统,其特征在于:所述相机用于拍摄到达检测工位的所述小型光面注塑件的图像,并将拍摄到的图像传输给所述工控机,所述工控机对接受到的图像进行分析、存储及统计。
8.如权利要求7所述的小型光面注塑件的外观检测系统,其特征在于:所述外观检测系统还包括显示屏,所述显示屏连接于所述工控机,所述工控机将分析到的检测结果实时传输给所述显示屏,所述显示屏对接受到的检测结果进行实时显示。
9.一种小型光面注塑件的外观检测方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
(1)提供如权利要求1-8任一项所述的小型光面注塑件的外观检测系统,并将待检测的小型光面注塑件放置在所述传送带上;
(2)所述相机对到达检测工位的所述小型光面注塑件进行拍照取像,并将拍摄到的图像传输给工控机;
(3)所述工控机对接受到的图像进行分析、存储及统计,由此完成外观检测。
10.如权利要求9所述的小型光面注塑件的外观检测方法,其特征在于:步骤(3)后还包括所述外观检测系统依据分析到的检测结果发出分拣信号给分拣机械手以使分拣机械手对当前的小型光面注塑件进行分拣处理的步骤。
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