CN116297464B - 一种划片机切割刀痕图像采集装置及划片机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种划片机切割刀痕图像采集装置及划片机，涉及图像采集技术领域。该划片机切割刀痕图像采集装置包括相机以及环形光路，相机用于采集工件表面的刀痕图像，环形光路设置于相机的底部，且环形光路用于和光源连通，环形光路在第一夹角满足第一照射条件且第二夹角满足第二照射条件的情况下，第一极限光线照射在切割道的左外缘，第二极限光线照射在切割道的右外缘，且照射进刀痕的光线的落点位于刀痕的侧壁，从而使得工件表面、刀痕的宽度以及切割道的宽度之间的对比度更加明显，使得相机采集到的工件表面的刀痕图像更加清晰，确保采集的图像准确度。

Description

一种划片机切割刀痕图像采集装置及划片机

技术领域

本发明涉及图像采集技术领域，具体而言，涉及一种划片机切割刀痕图像采集装置及划片机。

背景技术

划片机在工作时，切割件切割工件，工件切割完毕后图像采集装置对工件的切割刀痕进行图像采集，图像采集对于划片机切割工件的精度而言至关重要，现有技术中的图像采集装置的光路开放并且环光与镜筒分离会导致环光光路分散，不利于窄浅状态的切割刀痕清晰图像获取，并且容易受其他光源的干扰。

现有技术中的图像采集装置存在采集的图像清晰度低，图像成像稳定性差的问题。

发明内容

本发明提供了一种划片机切割刀痕图像采集装置及划片机，其能够提高采集的图像清晰度，确保采集的图像准确度，提高图像成像的稳定性。

本发明的实施例可以这样实现：

本发明的实施例提供了一种划片机切割刀痕图像采集装置，其包括：

相机，所述相机用于采集工件表面的刀痕图像；

环形光路，所述环形光路设置于所述相机的底部，且所述环形光路用于和光源连通，所述环形光路射出的环光包括第一极限光线和第二极限光线；

其中，所述第一极限光线所在的平面和水平方向之间具有第一夹角，所述第二极限光线所在的平面和竖直方向之间具有第二夹角，在所述第一夹角满足第一照射条件且所述第二夹角满足第二照射条件的情况下，所述第一极限光线照射在切割道的左外缘，所述第二极限光线照射在切割道的右外缘，且照射进所述刀痕的光线的落点位于所述刀痕的侧壁。

可选地，所述环形光路包括第一出口和第二出口，所述第一出口和所述第二出口间隔设置，所述第一极限光线从所述第一出口射出，所述第二极限光线从所述第二出口射出。

可选地，所述第一照射条件为：

tanθ＞h/(d₂/2- d₃/2)

式中：θ为所述第一夹角；h为所述环形光路的出口与工件表面之间的距离；d₂为所述环形光路的外环直径；d₃为所述切割道的宽度。

可选地，所述第二照射条件为：

tanα＞（d₁/2+ d₃/2) /h

式中：α为第二夹角；d₁为所述环形光路的内环直径；h为所述环形光路的出口与工件表面之间的距离；d₃为所述切割道的宽度。

可选地，所述环形光路内设有多个灯珠，所述多个灯珠沿圆周方向间隔设置，位于所述刀痕的外部的部分灯珠用于在相机采集刀痕的图像的情况下发亮。

可选地，所述划片机切割刀痕图像采集装置还包括环形吹气通道，所述环形吹气通道设置于所述环形光路的内环的外壁围成的环形区域中，所述环形吹气通道用于朝向工件的表面吹气，所述环形吹气通道吹出的气流用于在工件的上方交叉，并形成封闭气幕。

可选地，所述环形吹气通道的出口方向所在的平面和所述相机的拍摄方向所在的平面呈夹角设置。

可选地，所述划片机切割刀痕图像采集装置还包括吹干气管，所述吹干气管设置于所述环形光路的外部，并与所述环形光路连接，所述吹干气管用于朝向工件进行吹气，所述吹干气管的吹气方向位于所述封闭气幕的外部。

可选地，所述划片机切割刀痕图像采集装置还包括防水罩，所述防水罩套设于所述环形光路的底部，并与所述环形光路可拆卸地连接。

本发明的实施例还提供了一种划片机，包括切割件以及划片机切割刀痕图像采集装置，所述切割件和所述划片机切割刀痕图像采集装置间隔设置。

本发明实施例的划片机切割刀痕图像采集装置及划片机的有益效果包括，例如：

该划片机切割刀痕图像采集装置包括相机以及环形光路，相机用于采集工件表面的刀痕图像，环形光路设置于相机的底部，且环形光路用于和光源连通，环形光路射出的环光包括第一极限光线和第二极限光线；第一极限光线所在的平面和水平方向之间具有第一夹角，第二极限光线所在的平面和竖直方向之间具有第二夹角，在第一夹角满足第一照射条件且第二夹角满足第二照射条件的情况下，第一极限光线照射在切割道的左外缘，第二极限光线照射在切割道的右外缘，且照射进刀痕的光线的落点位于刀痕的侧壁。该划片机切割刀痕图像采集装置在使用时，在第一夹角满足第一照射条件且第二夹角满足第二照射条件的情况下，第一极限光线照射在切割道的左外缘，第二极限光线照射在切割道的右外缘，且照射进刀痕的光线的落点位于刀痕的侧壁，从而使得工件表面、刀痕的宽度以及切割道的宽度之间的对比度更加明显，使得相机采集到的工件表面的刀痕图像更加清晰，该划片机切割刀痕图像采集装置能够提高采集的图像清晰度，确保采集的图像准确度，提高图像成像的稳定性。

该划片机包括切割件以及划片机切割刀痕图像采集装置，切割件和划片机切割刀痕图像采集装置间隔设置。该划片机切割刀痕图像采集装置在使用时，在第一夹角满足第一照射条件且第二夹角满足第二照射条件的情况下，第一极限光线照射在切割道的左外缘，第二极限光线照射在切割道的右外缘，且照射进刀痕的光线的落点位于刀痕的侧壁，从而使得工件表面、刀痕的宽度以及切割道的宽度之间的对比度更加明显，使得相机采集到的工件表面的刀痕图像更加清晰，该划片机切割刀痕图像采集装置能够提高采集的图像清晰度，确保采集的图像准确度，提高图像成像的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1为本实施例提供的划片机切割刀痕图像采集装置的第一视角的结构示意图；

图2为本实施例提供的划片机切割刀痕图像采集装置的第二视角的结构示意图；

图3为本实施例提供的划片机切割刀痕图像采集装置的光路以及气路示意图；

图4为本实施例提供的划片机切割刀痕图像采集装置的光路示意图；

图5为本实施例提供的划片机切割刀痕图像采集装置的第三视角的结构示意图；

图6为本实施例提供的划片机切割刀痕图像采集装置采集的第一图像示意图；

图7为本实施例提供的划片机切割刀痕图像采集装置采集的第二图像示意图。

图标：10-相机；20-环形光路；21-第一出口；22-第二出口；30-环形吹气通道；40-吹干气管；50-防水罩；60-连接件；70-远心镜头；80-灯珠；100-划片机切割刀痕图像采集装置；101-工件；102-刀痕；103-切割道；104-第一极限光线；105-第二极限光线。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

划片机在工作时，切割件切割工件，工件切割完毕后图像采集装置对工件的切割刀痕进行图像采集，图像采集对于划片机切割工件的精度而言至关重要，现有技术中的图像采集装置的光路开放并且环光与镜筒分离会导致环光光路分散，不利于窄浅状态的切割刀痕清晰图像获取，并且容易受其他光源的干扰。

相关技术中的图像采集装置存在采集的图像清晰度低，图像成像稳定性差的问题。

请参考图1-图7，本实施例提供了一种划片机，该划片机包括切割件（图未示）以及划片机切割刀痕图像采集装置100，切割件和划片机切割刀痕图像采集装置100间隔设置，切割件对工件101进行切割，划片机切割刀痕图像采集装置100对工件101表面的刀痕102图像进行采集。该划片机可以有效改善上述提到的技术问题，能够提高采集的图像清晰度，确保采集的图像准确度，提高图像成像的稳定性。

请参考图1-图2，该划片机切割刀痕图像采集装置100包括相机10以及环形光路20，相机10用于采集工件101表面的刀痕102图像，环形光路20设置于相机10的底部，且环形光路20用于和光源连通，环形光路20射出的环光包括第一极限光线104和第二极限光线105；其中，第一极限光线104所在的平面和水平方向之间具有第一夹角，第二极限光线105所在的平面和竖直方向之间具有第二夹角，在第一夹角满足第一照射条件且第二夹角满足第二照射条件的情况下，第一极限光线104照射在切割道103的左外缘，第二极限光线105照射在切割道103的右外缘，且照射进刀痕102的光线的落点位于刀痕102的侧壁。

具体地，目前划片机切割刀图像采集装置在采集刀痕图像时，无法准确区分刀痕、切割道以及工件表面，尤其是拍摄窄浅的刀痕时更加困难，目前图像采集装置的光路开放并且环光与镜筒分离会导致环光光路分散，不利于窄浅状态的切割刀痕102清晰图像获取，并且容易受其他光源的干扰。为了解决上述技术问题，本实施例提供的划片机切割刀痕图像采集装置100在使用时，在第一夹角满足第一照射条件且第二夹角满足第二照射条件的情况下，第一极限光线104照射在切割道103的左外缘，第二极限光线105照射在切割道103的右外缘，且照射进刀痕102的光线的落点位于刀痕102的侧壁，从而使得工件101表面、刀痕102的宽度以及切割道103的宽度之间的对比度更加明显，请结合图6和图7，在采集到的图片中，由于第一极限光线104照射在切割道103的左外缘，第二极限光线105照射在工件101的表面并位于切割道103的右外缘，因此工件101的表面被照射到的部分和切割道103的外缘均呈现白色，进一步的，由于激光划切的切割道103的表面是不平整的，因此切割道103的表面的光线亮度不同，导致图片上的切割道103会存在斑驳，进一步的，由于照射进刀痕102的光线的落点位于刀痕102的侧壁，因此光线无法进入刀痕102的底部，图片上的刀痕102呈现黑色，使得相机10采集到的工件101表面的刀痕102图像更加清晰，该划片机切割刀痕图像采集装置100能够提高采集的图像清晰度，确保采集的图像准确度，提高图像成像的稳定性。

在本实施例中，环形光路20包括第一出口21和第二出口22，第一出口21和第二出口22间隔设置，第一极限光线104从第一出口21射出，第二极限光线105从第二出口22射出。

请参考图3和图4，在本实施例中，第一照射条件为：

tanθ＞h/(d₂/2- d₃/2)

式中：θ为第一夹角；h为环形光路20的出口与工件101表面之间的距离；d₂为环形光路20的外环直径；d₃为切割道103的宽度。

第二照射条件为：

tanα＞（d₁/2+ d₃/2) /h

式中：α为第二夹角；d₁为环形光路20的内环直径；h为环形光路20的出口与工件101表面之间的距离；d₃为切割道103的宽度。

需要进行说明的是，在第一夹角满足第一照射条件且第二夹角满足第二照射条件的情况下，第一极限光线104、第二极限光线105以及第一极限光线104与第二极限光线105之间的光线所组成的照射范围能够完全覆盖切割道的两侧。

更多地，为了避免环形光路20射出的所有光线中存在垂直照射于刀痕102的光线，环形光路20的内环直径远大于刀痕102的宽度，从而保证采集到的刀痕102的图像中刀痕102的内部为暗色，从而清晰的显示出刀痕102的宽度。

优选地，环形光路20的外环直径大约是刀痕102的宽度的150倍或以上。

在本实施例中，第一夹角为45度，第二夹角为45度。

请参考图3，第一极限光线104照射在切割道103的左外缘，第二极限光线105照射在切割道103的右外缘，且照射进刀痕102的光线的落点位于刀痕102的侧壁，相较于工件101、切割道103以及刀痕102上没有被照射到的位置而言，工件101、切割道103以及刀痕102上被照射的位置的光最亮，因此，在拍摄的图像照片上，刀痕102的侧壁以及切割道103的外缘位置与其他位置之间的对比度更加明显，能够更清楚的看出刀痕102的宽度以及切割道103的宽度，图像成像的清晰度更高。

请参考图3，具体地，现有技术中的图像采集装置的吹气部分为不可调结构，落点不正确容易导致切割道中的水吹不干净，同时快速且强烈的气流经过显微镜的图像下方，会导致气流扰动，从而导致图像产生轻微的低频变化，而且气缸带动挡板遮挡水气不能完全阻挡水气的上升，容易污染镜头。为了解决上述技术问题，本实施例提供的划片机切割刀痕图像采集装置100还包括环形吹气通道30，环形吹气通道30设置于环形光路20的内环的外壁围成的环形区域中，环形吹气通道30用于朝向工件101的表面吹气，环形吹气通道30吹出的气流用于在工件101的上方交叉，并形成封闭气幕。图3中相互交叉的虚线为气流的流动方向。具体地，环形吹气通道30位于环形光路20的中间位置，且吹出的气能够在到达工件101表面之前提前交叉，从而形成封闭气幕，封闭气幕能够抵挡刀痕102以及切割道103正上方的空气扰动，确保刀痕102以及切割道103正上方的空气不抖动，从而形成均匀的气压场，进而确保刀痕102以及切割道103的拍摄清晰度，同时环形吹气通道30吹出的气能够在到达工件101表面之前提前交叉能够有效防止因为吹气溅起的水向上移动从而污染镜头，确保镜头始终处于干净的状态，从而确保镜头拍摄出的图片的清晰度。

在本实施例中，环形吹气通道30的出口方向所在的平面和相机10的拍摄方向所在的平面呈夹角设置。使得环形吹气通道30吹出的气能够在到达工件101表面之前提前交叉。

需要进行说明的是，环形吹气通道30的出口方向所在的平面和相机10的拍摄方向所在平面之间的夹角不需要进行特定设置，只要确保环形吹气通道30吹出的气能够在到达工件101表面之前提前交叉即可。

更多地，该划片机切割刀痕图像采集装置100设置在工件101的正上方，且划片机切割刀痕图像采集装置100与工件101表面之间的距离为15cm。

请继续参考图3，划片机切割刀痕图像采集装置100还包括吹干气管40，吹干气管40设置于环形光路20的外部，并与环形光路20连接，吹干气管40用于朝向工件101进行吹气，吹干气管40的吹气方向位于封闭气幕的外部。其中，图3中从吹干气管40延伸出的虚线为吹干气管40吹出的气流的流动方向。

在本实施例中，吹干气管40为可调节的结构件，通过调节吹干气管40从而调节从吹干气管40吹出的气的落点，从而提升吹气效果和吹气质量。

在本实施例中，吹干气管40为弯折管，吹干气管40的弯折角度为图3中的角度α，该角度为130度。

请参考图5，环形光路20内设有多个灯珠80，多个灯珠80沿圆周方向间隔设置，位于刀痕102的外部的部分灯珠80用于在相机10采集刀痕102的图像的情况下发亮。

需要进行说明的是，与刀痕102的位置重叠的灯珠80不发亮，位于刀痕102的外部的部分灯珠80发亮，从而避免产生与刀痕102平行的光线照进刀痕102的底部，从而降低刀痕102内部与刀痕102的边缘的对比度，导致采集的图像上看不清刀痕102的宽度。

在其他实施例中，若需要对工件101的表面的其他位置进行观察或采集图像的情况下，全部灯珠80均发亮，从而保证图像以及观察的明亮清晰。

更多地，划片机切割刀痕图像采集装置100还包括防水罩50，防水罩50套设于环形光路20的底部，并与环形光路20可拆卸地连接。其中，防水罩50用于防止吹气溅起的水向上移动影响镜头。同时由于防水罩50和环形管路可拆卸地连接，更加方便防水罩50的维护。

除此之外，该划片机切割刀痕图像采集装置100还包括连接件60和远心镜头70，远心镜头70的顶部和相机10连接，连接件60和远心镜头70的底部连接，连接件60和环形光路20连接，环形光路20通过连接件60和远心镜头70连接。

综上所述，本发明实施例提供了一种划片机切割刀痕图像采集装置100及划片机，该划片机切割刀痕图像采集装置100包括相机10以及环形光路20，相机10用于采集工件101表面的刀痕102图像，环形光路20设置于相机10的底部，且环形光路20用于和光源连通，环形光路20射出的环光包括第一极限光线104和第二极限光线105；其中，第一极限光线104所在的平面和水平方向之间具有第一夹角，第二极限光线105所在的平面和竖直方向之间具有第二夹角，在第一夹角满足第一照射条件且第二夹角满足第二照射条件的情况下，第一极限光线104照射在切割道103的左外缘，第二极限光线105照射在切割道103的右外缘，且照射进刀痕102的光线的落点位于刀痕102的侧壁。该划片机切割刀痕图像采集装置100在使用时，在第一夹角满足第一照射条件且第二夹角满足第二照射条件的情况下，第一极限光线104照射在切割道103的左外缘，第二极限光线105照射在切割道103的右外缘，且照射进刀痕102的光线的落点位于刀痕102的侧壁，从而使得工件101表面、刀痕102的宽度以及切割道103的宽度之间的对比度更加明显，使得相机10采集到的工件101表面的刀痕102图像更加清晰，该划片机切割刀痕图像采集装置100能够提高采集的图像清晰度，确保采集的图像准确度，提高图像成像的稳定性。

该划片机包括切割件以及划片机切割刀痕图像采集装置100，切割件和划片机切割刀痕图像采集装置100间隔设置。该划片机切割刀痕图像采集装置100在使用时，在第一夹角满足第一照射条件且第二夹角满足第二照射条件的情况下，第一极限光线104照射在切割道103的左外缘，第二极限光线105照射在切割道103的右外缘，且照射进刀痕102的光线的落点位于刀痕102的侧壁，从而使得工件101表面、刀痕102的宽度以及切割道103的宽度之间的对比度更加明显，使得相机10采集到的工件101表面的刀痕102图像更加清晰，该划片机切割刀痕图像采集装置100能够提高采集的图像清晰度，确保采集的图像准确度，提高图像成像的稳定性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种划片机切割刀痕图像采集装置，其特征在于，包括：

相机（10），所述相机（10）用于采集工件（101）表面的刀痕（102）图像；

环形光路（20），所述环形光路（20）设置于所述相机（10）的底部，且所述环形光路（20）用于和光源连通，所述环形光路（20）射出的环光包括第一极限光线（104）和第二极限光线（105）；

其中，所述第一极限光线（104）所在的平面和水平方向之间具有第一夹角，所述第二极限光线（105）所在的平面和竖直方向之间具有第二夹角，所述第一夹角和所述第二夹角均为锐角，在所述第一夹角满足第一照射条件且所述第二夹角满足第二照射条件的情况下，所述第一极限光线（104）照射在切割道（103）的左外缘，所述第二极限光线（105）照射在切割道（103）的右外缘，且照射进所述刀痕（102）的光线的落点位于所述刀痕（102）的侧壁；

其中，所述第一照射条件为：

tanθ＞h/(d₂/2- d₃/2)

式中：θ为所述第一夹角；h为所述环形光路（20）的出口与工件表面之间的距离；d₂为所述环形光路（20）的外环直径；d₃为所述切割道（103）的宽度；

所述第二照射条件为：

tanα＞（d₁/2+ d₃/2) /h

式中：α为第二夹角；d₁为所述环形光路（20）的内环直径；h为所述环形光路（20）的出口与工件表面之间的距离；d₃为所述切割道（103）的宽度。

2.根据权利要求1所述的划片机切割刀痕图像采集装置，其特征在于，所述环形光路（20）包括第一出口（21）和第二出口（22），所述第一出口（21）和所述第二出口（22）间隔设置，所述第一极限光线（104）从所述第一出口（21）射出，所述第二极限光线（105）从所述第二出口（22）射出。

3.根据权利要求1所述的划片机切割刀痕图像采集装置，其特征在于，所述环形光路（20）内设有多个灯珠，所述多个灯珠沿圆周方向间隔设置，位于所述刀痕的外部的部分灯珠用于在相机采集刀痕（102）的图像的情况下发亮。

4.根据权利要求1所述的划片机切割刀痕图像采集装置，其特征在于，所述划片机切割刀痕图像采集装置（100）还包括环形吹气通道（30），所述环形吹气通道（30）设置于所述环形光路（20）的内环的外壁围成的环形区域中，所述环形吹气通道（30）用于朝向工件（101）的表面吹气，所述环形吹气通道（30）吹出的气流用于在工件（101）的上方交叉，并形成封闭气幕。

5.根据权利要求4所述的划片机切割刀痕图像采集装置，其特征在于，所述环形吹气通道（30）的出口方向所在的平面和所述相机（10）的拍摄方向所在的平面呈夹角设置。

6.根据权利要求4所述的划片机切割刀痕图像采集装置，其特征在于，所述划片机切割刀痕图像采集装置（100）还包括吹干气管（40），所述吹干气管（40）设置于所述环形光路（20）的外部，并与所述环形光路（20）连接，所述吹干气管（40）用于朝向工件（101）进行吹气，所述吹干气管（40）的吹气方向位于所述封闭气幕的外部。

7.根据权利要求1-6任一项所述的划片机切割刀痕图像采集装置，其特征在于，所述划片机切割刀痕图像采集装置（100）还包括防水罩（50），所述防水罩（50）套设于所述环形光路（20）的底部，并与所述环形光路（20）可拆卸地连接。

8.一种划片机，其特征在于，包括切割件以及权利要求1-7任一项所述的划片机切割刀痕图像采集装置，所述切割件和所述划片机切割刀痕图像采集装置（100）间隔设置。