CN112161986A - 一种光源角度可调的工件表面检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光源角度可调的工件表面检测装置，包括安装座、光源机构、图像采集机构以及光源驱动机构，图像采集机构以及光源驱动机构均安装于安装座上；所述光源机构可转动的安装于所述安装座上；所述光源驱动机构用于带动光源机构转动；所述光源机构用于发射光线至工件表面；所述图像采集机构用于接收工件表面的反射光线。本发明的光源角度可调的工件表面检测装置，其可在一定范围内改变线光源的照射角度，控制并精确地达到设定的照射角度，以满足检测过程中对于调整光源照明的需要。

Description

一种光源角度可调的工件表面检测装置
技术领域
本发明涉及机械设备技术领域，尤其涉及一种光源角度可调的工件表面检测装置。
背景技术
在机器视觉设备或表面缺陷检测等设备中，需要光源对工件进行照明，并通过图像采集系统或检测设备对工件进行图像采集、检测或探伤等。在活塞杆表面缺陷检测设备中，由于活塞杆件的表面为柱面，因此一般采用线光源与工业线阵扫描相机进行杆件表面的图像采集。
其中，线光源的安装和固定机构是照明部分的关键结构。
目前，线光源的安装和固定机构普遍采用固定的，不可调节的结构。这种结构较为简单，加工容易，成本低廉。但是对于杆件的表面缺陷检测设备，由于杆件表面为光滑的圆柱面，经过反射后的光线区域狭窄，因此在对被测杆件进行照明的过程中，需要光线以特定的角度照射，使反射的光线对准图像采集系统，以满足成像和检测的要求。在检测不同类型的杆件时，杆件的直径等条件变化会造成光源和成像系统相对于被测杆件的位置发生移动，反射后的光线区域也会因此发生偏转，不再能被成像系统采集成像，因此需要根据不同的被测杆件调整不同的光源照射角度，以达到图像采集或检测的要求。采用不可调节结构的线光源安装和固定机构由于光源相对于工件的位置固定，只能以安装时的某一角度进行照射，无法达到上述要求。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种光源角度可调的工件表面检测装置，其可在一定范围内改变线光源的照射角度，控制并精确地达到设定的照射角度，以满足检测过程中对于调整光源照明的需要。
本发明的目的采用以下技术方案实现：
一种光源角度可调的工件表面检测装置，包括安装座、光源机构、图像采集机构以及光源驱动机构，图像采集机构以及光源驱动机构均安装于安装座上；所述光源机构可转动的安装于所述安装座上；所述光源驱动机构用于带动光源机构转动；所述光源机构用于发射光线至工件表面；所述图像采集机构用于接收工件表面的反射光线。
进一步地，所述光源机构包括光源以及光源连杆，光源连杆的一端形成为连接端，光源连杆的另一端形成为安装端；所述连接端可转动安装于安装座上；所述光源为线光源，线光源安装于安装端；所述光源驱动机构用于带动所述连接端转动。
进一步地，所述光源连杆设有两个，两个光源连杆的连接端分别可转动的安装于安装座的两侧；所述线光源安装于两个安装端之间。
进一步地，所述图像采集机构设于安装座远离光源机构的端部；图像采集机构位于两个光源连杆之间。
进一步地，所述光源机构还包括光源支承，所述光源支承固接于安装座上；所述连接端通过转轴枢接于光源支承上；所述光源驱动机构用于带动转轴转动。
进一步地，所述图像采集机构包括相机以及调焦镜头，所述相机的镜头与调焦镜头在工件表面的反射光线的光路上依次间隔设置。
进一步地，所述光源角度可调的工件表面检测装置还包括安装座驱动机构，所述安装座驱动机构用于带动所述安装座沿一调焦方向运动。
进一步地，所述光源驱动机构包括电机、第一齿轮及第二齿轮，电机安装于安装座上，所述第一齿轮与电机的转轴连接，所述第二齿轮与第一齿轮啮合，所述光源机构与第二齿轮同步联接。
进一步地，所述工件为杆状工件。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：其可通过光源驱动机构带动光源机构转动，控制线光源能够在较大的角度范围内转动，可以大范围地改变线光源相对于被测杆件的照射角度，如此，光源的光路经工件表面反射出的角度对应调整，图像采集机构可将根据反射光路进行工件表面检测，高效地改变和调整线光源的照射角度，节省时间，提高生产效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的另一视角结构示意图。
图中：10、安装座；20、图像采集机构；21、相机；22、调焦镜头；30、光源机构；31、线光源；32、光源连杆；33、光源支承；40、光源驱动机构；41、电机；42、第一齿轮；43、第二齿轮；50、工件。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
如图1以及图2所示的一种光源角度可调的工件50表面检测装置，包括安装座10、光源机构30、图像采集机构20以及光源驱动机构40，将图像采集机构20以及光源驱动机构40均安装于安装座10上，具体光源机构30可转动的安装于安装座10上，而光源驱动机构40用于带动光源机构30转动。另外，光源机构30用于发射光线至工件50表面；图像采集机构20用于接收工件50表面的反射光线。
在上述结构基础上，使用发明的光源角度可调的工件50表面检测装置，本实施例以工件为杆状工件进行说明，可将杆状工件50放置于安装座10上靠近光源机构30的端部，光源机构30可发射光线，光线可打在杆状工件50的表面，此后，光线经杆状工件50表面反射，反射的光线可由图像采集机构20接收，图像采集机构20便可进行工件50表面的图像采集、检测或探伤等检测。
具体的是，可通过光源驱动机构40带动光源机构30转动，控制线光源31能够在较大的角度范围内转动，可以大范围地改变线光源31相对于被测杆件的照射角度，如此，光源的光路经工件50表面反射出的角度对应调整，图像采集机构20可将根据反射光路进行工件50表面检测，高效地改变和调整线光源31的照射角度，节省时间，提高生产效率。
进一步地，本实施例中的光源机构30包括光源以及光源连杆32，该光源连杆32的一端形成为连接端，光源连杆32的另一端形成为安装端，将连接端可转动安装于安装座10上，而光源安装于安装端；光源驱动机构40用于带动连接端转动。即，可在改变光源的照射角度时，可通过光源驱动机构40带动光源连杆32的连接端转动，连接端转动，便可带动安装端上的光源转动，使光源的照射角度可调。而光源采用光源连杆32可转动的安装在安装座10上，光源可以光源连杆32为转臂进行转动，可使光源与安装座10具有一定的间隔，防止光源转动时撞到安装座10。
具体的是，上述光源连杆32可设有两个，将两个光源连杆32的连接端分别可转动的安装于安装座10的两侧，而上述光源可选优为线光源31，线光源31安装于两个安装端之间。
以线光源31为直条状灯管为例，将灯管的两端分别安装两个光源连杆32的端部，光源驱动机构40带动其中一个光源连杆32转动，另一个光源连杆32便可随之联动，因而灯管便可以两个光源连杆32为转臂进行转动，转动结构平稳。且灯管两端由光源连杆32为支撑，也可防止灯管出现晃动，光线线路稳定。
需要说明的是，其它形式、适用于对杆状工件进行表面检测的线光源31也可以实现本发明目的，应当落入本发明的保护范围内。当然，在其他情况下，工件也可为具有圆弧表面或者其他结构，在选择光源时根据工件表面结构进行选择即可。
进一步地，可将图像采集机构20设于安装座10远离光源机构30的端部，而图像采集机构20位于两个光源连杆32之间，即两个光源连杆32之间固定的线光源31打光至工件50表面，工件50表面反射的光线可经两个光源连杆32之间的间隔穿过，由图像采集机构20直接接收即可。
进一步地，上述光源机构30还包括光源支承33，将光源支承33固接于安装座10上，而连接端通过转轴枢接于光源支承33上，即光源连杆32可通过转轴可转动的安装在光源支承33上，上述光源驱动机构40用于带动转轴转动，光源驱动机构40便可带动与转轴连接的光源连杆32转动。
本实施例中，上述图像采集机构20包括相机21以及调焦镜头22，具体相机21的镜头与调焦镜头22可在工件50表面的反射光线的光路上依次间隔设置，即经工件50表面反射的光线可先经过调焦镜头22进行焦距调整，以使相机21成像清晰。
具体的是，上述相机21可选用为现有技术中的工业相机21，调焦镜头22可选用为现有技术中的变焦镜头、广角镜头等，进行表面检测成像时，被测杆件绕其杆件的中心轴线以与工业线阵扫描相机21扫描速度相匹配的速度旋转，变焦镜头对焦，使被测的杆件的表面通过镜头在工业线阵扫描相机21上得到清晰的图像。
当然，该光源角度可调的工件50表面检测装置还包括安装座10驱动机构，具体的是，安装座10驱动机构可安装于外部机体上，通过安装座10驱动机构可带动安装座10沿一调焦方向运动，使安装座10上的相机21和调焦镜头22相对镜头靠近或者远离，进行对焦，便于得到更清晰的图像。需要说明的是，上述调焦方向可为安装座10的高度方向，即安装座10上下运动即可。而上述安装座10驱动机构可选用为现有技术中的驱动气缸等。
进一步地，光源驱动机构40包括电机41、第一齿轮42以及第二齿轮43，将电机41安装于安装座10上，第一齿轮42与电机41的转轴连接，第二齿轮43与第一齿轮42啮合，光源机构与第二齿轮43同步联接。如此，可通过电机41驱动，第一齿轮42转动，第一齿轮42转动可带动与之啮合的第二齿轮43转动，进而带动光源机构30转动，经过齿轮组的减速和增大扭矩，达到控制调整光源照射角度的目的。
当然，上述光源驱动机构40也可选用电机41配合皮带同步机构或者蜗轮蜗杆的传动结构来带动光源机构30转动。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种光源角度可调的工件表面检测装置，其特征在于，包括安装座、光源机构、图像采集机构以及光源驱动机构，图像采集机构以及光源驱动机构均安装于安装座上；所述光源机构可转动的安装于所述安装座上；所述光源驱动机构用于带动光源机构转动；所述光源机构用于发射光线至工件表面；所述图像采集机构用于接收工件表面的反射光线。
2.如权利要求1所述的光源角度可调的工件表面检测装置，其特征在于，所述光源机构包括光源以及光源连杆，光源连杆的一端形成为连接端，光源连杆的另一端形成为安装端；所述连接端可转动安装于安装座上；所述光源为线光源，线光源安装于安装端；所述光源驱动机构用于带动所述连接端转动。
3.如权利要求2所述的光源角度可调的工件表面检测装置，其特征在于，所述光源连杆设有两个，两个光源连杆的连接端分别可转动的安装于安装座的两侧；所述线光源安装于两个安装端之间。
4.如权利要求3所述的光源角度可调的工件表面检测装置，其特征在于，所述图像采集机构设于安装座远离光源机构的端部；图像采集机构位于两个光源连杆之间。
5.如权利要求2所述的光源角度可调的工件表面检测装置，其特征在于，所述光源机构还包括光源支承，所述光源支承固接于安装座上；所述连接端通过转轴枢接于光源支承上；所述光源驱动机构用于带动转轴转动。
6.如权利要求1-5任一项所述的光源角度可调的工件表面检测装置，其特征在于，所述图像采集机构包括相机以及调焦镜头，所述相机的镜头与调焦镜头在工件表面的反射光线的光路上依次间隔设置。
7.如权利要求6所述的光源角度可调的工件表面检测装置，其特征在于，所述光源角度可调的工件表面检测装置还包括安装座驱动机构，所述安装座驱动机构用于带动所述安装座沿一调焦方向运动。
8.如权利要求1-3任一项所述的光源角度可调的工件表面检测装置，其特征在于，所述光源驱动机构包括电机、第一齿轮及第二齿轮，电机安装于安装座上，所述第一齿轮与电机的转轴连接，所述第二齿轮与第一齿轮啮合，所述光源机构与第二齿轮同步联接。
9.如权利要求1所述的光源角度可调的工件表面检测装置，其特征在于，所述工件为杆状工件。
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