CN116908202A - 一种多面外观检测设备及检测计算方法 - Google Patents

一种多面外观检测设备及检测计算方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116908202A
CN116908202A CN202310991644.0A CN202310991644A CN116908202A CN 116908202 A CN116908202 A CN 116908202A CN 202310991644 A CN202310991644 A CN 202310991644A CN 116908202 A CN116908202 A CN 116908202A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light source
camera
dark
product
field light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310991644.0A
Other languages
English (en)
Inventor
谌承正
林保宏
赵建华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Luxcase Precision Technology Yancheng Co Ltd
Original Assignee
Luxcase Precision Technology Yancheng Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Luxcase Precision Technology Yancheng Co Ltd filed Critical Luxcase Precision Technology Yancheng Co Ltd
Priority to CN202310991644.0A priority Critical patent/CN116908202A/zh
Publication of CN116908202A publication Critical patent/CN116908202A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
    • F16M11/00—Stands or trestles as supports for apparatus or articles placed thereon ; Stands for scientific apparatus such as gravitational force meters
    • F16M11/02—Heads
    • F16M11/04—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand
    • F16M11/06—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting
    • F16M11/12—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting in more than one direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
    • F16M11/00—Stands or trestles as supports for apparatus or articles placed thereon ; Stands for scientific apparatus such as gravitational force meters
    • F16M11/02—Heads
    • F16M11/18—Heads with mechanism for moving the apparatus relatively to the stand
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
    • F16M13/00—Other supports for positioning apparatus or articles; Means for steadying hand-held apparatus or articles
    • F16M13/02—Other supports for positioning apparatus or articles; Means for steadying hand-held apparatus or articles for supporting on, or attaching to, an object, e.g. tree, gate, window-frame, cycle
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8901—Optical details; Scanning details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N2021/0106—General arrangement of respective parts
    • G01N2021/0112—Apparatus in one mechanical, optical or electronic block
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G01N2021/8822—Dark field detection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G01N2021/8845—Multiple wavelengths of illumination or detection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • G01N2021/8887—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges based on image processing techniques

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

本发明提供了一种多面外观检测设备及检测计算方法，包括机台上设置移载平台，移载平台往复驱动龙门架，龙门架上铰接旋转梁，旋转梁上装设摆转驱动器和旋转治具台，移载平台上方架设拍摄检测机构，拍摄检测机构包括横移模组，横移模组上平移驱动升降模组，升降模组上升降驱动升降板，升降板上通过转动器旋转驱动相机，升降板上还装设明场光源、暗场光源和明暗交接光源，明场光源固设于相机正下方，暗场光源于相机的一侧呈倾斜设置，明暗交接光源于相机的另一侧呈倾斜设置，暗场光源与相机之间的倾斜夹角小于明暗交接光源与相机之间的倾斜夹角。配合多角度光源分时频闪拍摄方式，将图像进行综合，获取真实精准的外观瑕疵数据，提升检测准确性。

Description

一种多面外观检测设备及检测计算方法
技术领域
本发明属于外观检测技术领域，特别是一种多面外观检测设备及检测计算方法。
背景技术
随着3C行业的外观严谨性和高产量的要求，需要对产品的外壳进行瑕疵检测。传统技术中完全采用人工目检进行外观检测，但人员长时间重复作业，容易视觉疲劳，且容易受到外界干扰，导致检测效率难以得到保证；另外每个人对于瑕疵的判断都尽不相同，主要依据肉眼检测，难以形成可以量化的质量标准；由此人工目检方式不能满足可靠性要求，稳定性和精确性差，还因主观性太强，检测结果很难令人信服。
为了解决上述技术问题，例如，中国专利文献曾公开了一种外观检测装置【中国专利号：202223307778.6】，本实用新型涉及检测装置技术领域，尤其涉及一种外观检测装置。外观检测装置包括转运模组、第一检测机构和第二检测机构，转运模组能够将产品依次转运至第一检测工位和第二检测工位，并能够在第二检测工位使产品周向旋转。第一检测机构位于第一检测工位的上方且能够检测经过第一检测工位的产品的顶面。第二检测机构位于第二检测工位的上方且能够检测产品的侧面、圆弧边角以及产品的顶面与侧面之间的圆弧边。通过第一检测机构与第二检测机构能够实现产品各个位置的自动检测，统一了产品外观的检测标准，提高了检测效率和准确性。
上述技术方案，仅于第一检测机构的线扫相机下方设置同轴光源，单一方向的光源容易导致光照下产品的周边产生阴影，从而影响拍摄图片的清晰度和真实性，进而降低外观瑕疵检测的真实客观性，导致检测结果误差大，增加成品不良率。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种通过多角度光源的分时频闪拍摄方式，完成不同角度光源的拍摄图像，综合分析判断获得准确高精度瑕疵数据的多面外观检测设备及检测计算方法。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种多面外观检测设备，包括机台，所述机台上设置移载平台，所述移载平台往复驱动龙门架，所述龙门架上铰接旋转梁，所述旋转梁上装设摆转驱动器和旋转治具台，所述移载平台上方架设拍摄检测机构，所述拍摄检测机构包括横移模组，所述横移模组上平移驱动升降模组，所述升降模组上升降驱动升降板，所述升降板上通过转动器旋转驱动相机，所述升降板上还装设明场光源、暗场光源和明暗交接光源，所述明场光源固设于所述相机正下方，所述暗场光源于所述相机的一侧呈倾斜设置，所述明暗交接光源于所述相机的另一侧呈倾斜设置，所述暗场光源与所述相机之间的倾斜夹角小于所述明暗交接光源与所述相机之间的倾斜夹角。
在上述的多面外观检测设备中，所述龙门架包括两片相对的竖立板，两片所述竖立板之间通过轴承铰接所述旋转梁，所述摆转驱动器固装于所述旋转梁的一端，所述摆转驱动器的摆转轴插接其一所述竖立板的铰接点。
在上述的多面外观检测设备中，所述移载平台包括进料伺服电机，所述进料伺服电机转动连接丝杆，所述丝杆的旁侧平行设置导轨，所述丝杆外周螺纹套接螺母块，所述螺母块固连导块，所述导块卡接所述导轨形成导滑连接，所述导块通过连接板固连所述竖立板。
在上述的多面外观检测设备中，所述旋转治具台包括固装于所述旋转梁上的旋转器，所述旋转器连接换向器，所述换向器连接治具盘，所述治具盘上均布若干吸料孔。
在上述的多面外观检测设备中，所述治具盘的顶面中心凸设仿形块，所述治具盘的周边设置若干吸盘。
在上述的多面外观检测设备中，所述移载平台上方设置桁架，所述横移模组包括固装于所述桁架上的水平电缸，所述水平电缸的平移块固连平移板。
在上述的多面外观检测设备中，所述升降模组包括固装于所述平移板上的升降伺服电机，所述升降伺服电机通过同步带传动连接丝杠，所述丝杠的旁侧平行设置竖轨，所述丝杠外周螺纹套接螺母套，所述螺母套固连所述升降板，所述升降板上对应设置竖块，所述竖块卡接竖轨形成导滑连接。
一种多面外观检测设备的检测计算方法，包括以下步骤：
1)、将产品放置于旋转治具台上形成固定，启动移载平台将龙门架由首端移送至拍摄检测机构下方，启动横移模组带动相机、明场光源、暗场光源和明暗交接光源往复平移，启动升降模组带动相机、明场光源、暗场光源和明暗交接光源上下移动，使相机位于产品上方的设定高度；
2)、启动摆转驱动器转动摆转轴，带动旋转梁绕铰接点旋转至90°，启动旋转器带动治具盘自转，产品处于竖直状态使一侧边朝上，开启相机对产品一侧面的若干设定点位依次拍摄取图；
3)、控制明场光源、暗场光源、明暗交接光源依次进行高速亮灭切换，在明场光源/暗场光源/明暗交接光源照亮产品时，相机对应每个设定点位拍摄明场图像、暗场图像、明暗交接图像，收集全部侧面拍摄图像进行目标检测的分类和定位，然后经细颗粒度分类进行轻微瑕疵和严重瑕疵的划分，同时经语义分割进行面积计算，再通过PS、HS测量算法获得瑕疵的面积、数量和距离，当瑕疵面积、数量和距离均小于或等于标准值，则判断产品合格，当面积、数量和距离中任一大于标准值，则判断产品不合格；
4)、启动旋转器带动治具盘自转，顺次转换产品的另一侧边朝上，再次开启相机对产品另一侧面的若干设定点位依次拍摄取图，重复步骤3)计算瑕疵的面积、数量和距离，重复操作直至产品的全部侧面拍摄并判断完毕；
5)、启动摆转驱动器转动摆转轴，带动旋转梁绕铰接点旋转至0°，产品处于水平状态使正面朝上，开启相机进行产品正面拍摄，相机沿产品X、Y向的设定路线平移进行拍摄取图；
6)、控制明场光源、暗场光源、明暗交接光源依次进行高速亮灭切换，在明场光源/暗场光源/明暗交接光源照亮产品时，相机对应每个设定路线拍摄明场图像、暗场图像、明暗交接图像，收集全部正面拍摄图像进行多光源大分辨率图极小目标检测，并基于缺陷随机裁剪瑕疵区域进行训练，经语义分割进行面积计算，再通过简单阀值卡断判断产品合格或不合格；
7)、综合步骤5)和6)的判断结果，两者均为合格，则产品为良品，至少任一者结论为不合格，则产品为不良品。
在上述的多面外观检测设备的检测计算方法中，步骤3)中，当瑕疵出现重叠时，使用重叠区域外接矩形进行面积、数量和距离的判断；当PS、HS测量算法在自动光学检查外屏蔽的情况下，采用单点位图配准算法，将实际拍摄的图像与标准图片进行模版匹配，然后估算变换矩阵，获得校准图片和自动光学检查区域。
在上述的多面外观检测设备的检测计算方法中，步骤2)或5)中，在相机拍摄过程中，启动转动器带动相机自转进行镜头的转角调整。
与现有技术相比，本多面外观检测设备及检测计算方法具有以下有益效果：
1、在三维平移调位的基础上增加了两到三种转向调位，形成五轴联动或六轴联动，增加对产品的拍摄角度，使产品在同一检测工位经过多方向旋转调位，定点实现多面的检测拍摄，减省了检测运移路径，提高检测效率，还节省设备空间及成本；同时采用单点位多面检测避免移料误差累积，提升检测的精准度。
2、在六轴联动中，增加了镜头自身旋转调节，防止出现拍摄死角，提升拍摄的完整性和真实性。
3、五轴联动与六轴联动相互插补，实现不同角度光场转换，使产品侧面采集图像的缺陷检测设备和线扫彩图检测设备并联，一次性把产品的侧面和正面全部检测形成缺陷检测的集成设备。
4、通过光学原理、权值成像差异数据分析原理、颜色提取方法、相似性原理和二值化原理等来执行检测，发现缺陷进行图像比对方法，并通过显示器或自动标志把缺陷显示/标示出来。配合多角度光源分时频闪拍摄方式，分别完成不同角度光源的拍摄图像，再通过有效运算将不同角度光源的图像进行综合，避免单侧光照阴影及拍摄死角形成的误差影响，从而获取真实精准的外观瑕疵数据，提升检测准确性。
附图说明
图1是多面外观检测设备的立体结构图。
图2是多面外观检测设备的主视结构图。
图3是多面外观检测设备中龙门架的结构图。
图4是多面外观检测设备中光源拍摄的原理图。
图中，1、移载平台；2、龙门架；3、旋转梁；4、摆转驱动器；5、旋转器；6、换向器；7、治具盘；8、水平电缸；9、升降伺服电机；10、转动器；11、相机；12、明场光源；13、暗场光源；14、明暗交接光源。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
如图1和图2所示，多面外观检测设备，包括机台，机台上设置移载平台1，移载平台1往复驱动龙门架2，龙门架2上铰接旋转梁3，旋转梁3上装设摆转驱动器4和旋转治具台，移载平台1上方架设拍摄检测机构，拍摄检测机构包括横移模组，横移模组上平移驱动升降模组，升降模组上升降驱动升降板，升降板上通过转动器10旋转驱动相机11，升降板上还装设明场光源12、暗场光源13和明暗交接光源14，明场光源12固设于相机11正下方，暗场光源13于相机11的一侧呈倾斜设置，明暗交接光源14于相机11的另一侧呈倾斜设置，暗场光源13与相机11之间的倾斜夹角小于明暗交接光源14与相机11之间的倾斜夹角。
明场光源12为均匀性线光源，暗场光源13和明暗交接光源14为超高亮线光源。通过明场光源12垂直照射物体的主面，通过暗场光源13倾斜照射物体的侧面，通过明暗交接光源14倾斜照射物体的主面与侧面的交接边。
如图3所示，龙门架2包括两片相对的竖立板，两片竖立板之间通过轴承铰接旋转梁3，摆转驱动器4固装于旋转梁3的一端，摆转驱动器4的摆转轴插接其一竖立板的铰接点。启动摆转驱动器4转动摆转轴，利用反作用力带动旋转梁3绕铰接点旋转至合适的倾斜角度。
移载平台1包括进料伺服电机，进料伺服电机转动连接丝杆，丝杆的旁侧平行设置导轨，丝杆外周螺纹套接螺母块，螺母块固连导块，导块卡接导轨形成导滑连接，导块通过连接板固连竖立板。启动进料伺服电机驱动丝杆正反转，带动导块及竖立板沿导轨往复平移，实现进料、出料输送作业。
如图3所示，旋转治具台包括固装于旋转梁3上的旋转器5，旋转器5连接换向器6，换向器6连接治具盘7，治具盘7上均布若干吸料孔。启动旋转器5带动治具盘7自转，实现治具盘7的周向角度调整。
治具盘7的顶面中心凸设仿形块，治具盘7的周边设置若干吸盘。产品的中心设置特征凹槽，将产品放置在治具盘7上，使仿形块与特征凹槽嵌合将产品定位。通过若干吸盘将产品牢牢吸附。
如图2所示，移载平台1上方设置桁架，横移模组包括固装于桁架上的水平电缸8，水平电缸8的平移块固连平移板。启动水平电缸8带动平移板往复平移，从而同步带动相机11和若干光源往复平移。
升降模组包括固装于平移板上的升降伺服电机9，升降伺服电机9通过同步带传动连接丝杠，丝杠的旁侧平行设置竖轨，丝杠外周螺纹套接螺母套，螺母套固连升降板，升降板上对应设置竖块，竖块卡接竖轨形成导滑连接。启动升降伺服电机9带动相机11和光源上下移动，启动转动器10带动相机11自转。
实施例二
基于实施例一，本实施例的区别点在于：
一种多面外观检测设备的检测计算方法，包括以下步骤：
1)、将产品放置于旋转治具台上形成固定，启动移载平台1将龙门架2由首端移送至拍摄检测机构下方，启动横移模组带动相机11、明场光源12、暗场光源13和明暗交接光源14往复平移，启动升降模组带动相机11、明场光源12、暗场光源13和明暗交接光源14上下移动，使相机11位于产品上方的设定高度；
2)、启动摆转驱动器4转动摆转轴，带动旋转梁3绕铰接点旋转至90°，启动旋转器5带动治具盘7自转，产品处于竖直状态使一侧边朝上，开启相机11对产品一侧面的若干设定点位依次拍摄取图；
3)、如图4所示，控制明场光源12、暗场光源13、明暗交接光源14依次进行高速亮灭切换，在明场光源12/暗场光源13/明暗交接光源14照亮产品时，相机11对应每个设定点位拍摄明场图像、暗场图像、明暗交接图像，收集全部侧面拍摄图像进行目标检测的分类和定位，然后经细颗粒度分类进行轻微瑕疵和严重瑕疵的划分，同时经语义分割进行面积计算，再通过PS、HS测量算法获得瑕疵的面积、数量和距离，当瑕疵面积、数量和距离均小于或等于标准值，则判断产品合格，当面积、数量和距离中任一大于标准值，则判断产品不合格；
4)、启动旋转器5带动治具盘7自转，顺次转换产品的另一侧边朝上，再次开启相机11对产品另一侧面的若干设定点位依次拍摄取图，重复步骤3)计算瑕疵的面积、数量和距离，重复操作直至产品的全部侧面拍摄并判断完毕；
5)、启动摆转驱动器4转动摆转轴，带动旋转梁3绕铰接点旋转至0°，产品处于水平状态使正面朝上，开启相机11进行产品正面拍摄，相机11沿产品X、Y向的设定路线平移进行拍摄取图；
6)、如图4所示，控制明场光源12、暗场光源13、明暗交接光源14依次进行高速亮灭切换，在明场光源12/暗场光源13/明暗交接光源14照亮产品时，相机11对应每个设定路线拍摄明场图像、暗场图像、明暗交接图像，收集全部正面拍摄图像进行多光源大分辨率图极小目标检测，并基于缺陷随机裁剪瑕疵区域进行训练，经语义分割进行面积计算，再通过简单阀值卡断判断产品合格或不合格；
7)、综合步骤5)和6)的判断结果，两者均为合格，则产品为良品，至少任一者结论为不合格，则产品为不良品。
步骤3)中，当瑕疵出现重叠时，使用重叠区域外接矩形进行面积、数量和距离的判断；当PS、HS测量算法在自动光学检查外屏蔽的情况下，采用单点位图配准算法，将实际拍摄的图像与标准图片进行模版匹配，然后估算变换矩阵，获得校准图片和自动光学检查区域。
步骤2)或5)中，在相机11拍摄过程中，启动转动器10带动相机11自转进行镜头的转角调整。
通过移载平台1驱动产品沿Y向移动，通过横移模组带动相机11沿X向移动，通过升降模组带动相机11沿Z向移动；通过摆转驱动器4带动产品周向摆转，为产品侧面的弧面角度翻转轴；通过旋转器5带动产品轴向自转，为产品自身的360°旋转轴；上述五个运动调节方式组成五轴联动结构；再增加一个通过转动器10带动相机11自转形成六轴联动结构，相机11自转调节同轴光用于四分区环形光源存在打光死角的时候进行补光，可以拍摄不同角度的死角位置，提高产品缺陷检测能力。
利用五轴联动以及六轴联动相互插补方式，实现不同角度光场转换。插补运动由软件控制来完成，其作用都是根据给定的信息进行数字计算，不断计算出参与运动的各坐标轴的进给指令，然后分别驱动各自相应的执行部件产生协调运动，以使被控机械部件按理想的路线与速度移动，由此，轨迹插补与坐标轴位置伺服控制是运动控制系统的两个主要环节，简单的说也就是在一个线段的起点和终点之间进行数据点的密化。插补计算就是设备装置根据输入的基本数据，通过计算，把设备所需的行进路线轮廓描述出来，边计算边根据计算结果向各轴发出进给脉冲，对应每个脉冲，设备各轴在响应的坐标方向上移动一个脉冲当量的距离，从而实现各轴之间想要的进行路线。
与现有技术相比，本多面外观检测设备及检测计算方法具有以下有益效果：
1、在三维平移调位的基础上增加了两到三种转向调位，形成五轴联动或六轴联动，增加对产品的拍摄角度，使产品在同一检测工位经过多方向旋转调位，定点实现多面的检测拍摄，减省了检测运移路径，提高检测效率，还节省设备空间及成本；同时采用单点位多面检测避免移料误差累积，提升检测的精准度。
2、在六轴联动中，增加了镜头自身旋转调节，防止出现拍摄死角，提升拍摄的完整性和真实性。
3、五轴联动与六轴联动相互插补，实现不同角度光场转换，使产品侧面采集图像的缺陷检测设备和线扫彩图检测设备并联，一次性把产品的侧面和正面全部检测形成缺陷检测的集成设备。
4、通过光学原理、权值成像差异数据分析原理、颜色提取方法、相似性原理和二值化原理等来执行检测，发现缺陷进行图像比对方法，并通过显示器或自动标志把缺陷显示/标示出来。配合多角度光源分时频闪拍摄方式，分别完成不同角度光源的拍摄图像，再通过有效运算将不同角度光源的图像进行综合，避免单侧光照阴影及拍摄死角形成的误差影响，从而获取真实精准的外观瑕疵数据，提升检测准确性。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了移载平台1；龙门架2；旋转梁3；摆转驱动器4；旋转器5；换向器6；治具盘7；水平电缸8；升降伺服电机9；转动器10；相机11；明场光源12；暗场光源13；明暗交接光源14等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (10)

1.一种多面外观检测设备，包括机台，其特征在于，所述机台上设置移载平台(1)，所述移载平台(1)往复驱动龙门架(2)，所述龙门架(2)上铰接旋转梁(3)，所述旋转梁(3)上装设摆转驱动器(4)和旋转治具台，所述移载平台(1)上方架设拍摄检测机构，所述拍摄检测机构包括横移模组，所述横移模组上平移驱动升降模组，所述升降模组上升降驱动升降板，所述升降板上通过转动器(10)旋转驱动相机(11)，所述升降板上还装设明场光源(12)、暗场光源(13)和明暗交接光源(14)，所述明场光源(12)固设于所述相机(11)正下方，所述暗场光源(13)于所述相机(11)的一侧呈倾斜设置，所述明暗交接光源(14)于所述相机(11)的另一侧呈倾斜设置，所述暗场光源(13)与所述相机(11)之间的倾斜夹角小于所述明暗交接光源(14)与所述相机(11)之间的倾斜夹角。
2.如权利要求1所述的多面外观检测设备，其特征在于，所述龙门架(2)包括两片相对的竖立板，两片所述竖立板之间通过轴承铰接所述旋转梁(3)，所述摆转驱动器(4)固装于所述旋转梁(3)的一端，所述摆转驱动器(4)的摆转轴插接其一所述竖立板的铰接点。
3.如权利要求2所述的多面外观检测设备，其特征在于，所述移载平台(1)包括进料伺服电机，所述进料伺服电机转动连接丝杆，所述丝杆的旁侧平行设置导轨，所述丝杆外周螺纹套接螺母块，所述螺母块固连导块，所述导块卡接所述导轨形成导滑连接，所述导块通过连接板固连所述竖立板。
4.如权利要求1所述的多面外观检测设备，其特征在于，所述旋转治具台包括固装于所述旋转梁(3)上的旋转器(5)，所述旋转器(5)连接换向器(6)，所述换向器(6)连接治具盘(7)，所述治具盘(7)上均布若干吸料孔。
5.如权利要求4所述的多面外观检测设备，其特征在于，所述治具盘(7)的顶面中心凸设仿形块，所述治具盘(7)的周边设置若干吸盘。
6.如权利要求1所述的多面外观检测设备，其特征在于，所述移载平台(1)上方设置桁架，所述横移模组包括固装于所述桁架上的水平电缸(8)，所述水平电缸(8)的平移块固连平移板。
7.如权利要求6所述的多面外观检测设备，其特征在于，所述升降模组包括固装于所述平移板上的升降伺服电机(9)，所述升降伺服电机(9)通过同步带传动连接丝杠，所述丝杠的旁侧平行设置竖轨，所述丝杠外周螺纹套接螺母套，所述螺母套固连所述升降板，所述升降板上对应设置竖块，所述竖块卡接竖轨形成导滑连接。
8.一种多面外观检测设备的检测计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)、将产品放置于旋转治具台上形成固定，启动移载平台(1)将龙门架(2)由首端移送至拍摄检测机构下方，启动横移模组带动相机(11)、明场光源(12)、暗场光源(13)和明暗交接光源(14)往复平移，启动升降模组带动相机(11)、明场光源(12)、暗场光源(13)和明暗交接光源(14)上下移动，使相机(11)位于产品上方的设定高度；
2)、启动摆转驱动器(4)转动摆转轴，带动旋转梁(3)绕铰接点旋转至90°，启动旋转器(5)带动治具盘(7)自转，产品处于竖直状态使一侧边朝上，开启相机(11)对产品一侧面的若干设定点位依次拍摄取图；
3)、控制明场光源(12)、暗场光源(13)、明暗交接光源(14)依次进行高速亮灭切换，在明场光源(12)/暗场光源(13)/明暗交接光源(14)照亮产品时，相机(11)对应每个设定点位拍摄明场图像、暗场图像、明暗交接图像，收集全部侧面拍摄图像进行目标检测的分类和定位，然后经细颗粒度分类进行轻微瑕疵和严重瑕疵的划分，同时经语义分割进行面积计算，再通过PS、HS测量算法获得瑕疵的面积、数量和距离，当瑕疵面积、数量和距离均小于或等于标准值，则判断产品合格，当面积、数量和距离中任一大于标准值，则判断产品不合格；
4)、启动旋转器(5)带动治具盘(7)自转，顺次转换产品的另一侧边朝上，再次开启相机(11)对产品另一侧面的若干设定点位依次拍摄取图，重复步骤3)计算瑕疵的面积、数量和距离，重复操作直至产品的全部侧面拍摄并判断完毕；
5)、启动摆转驱动器(4)转动摆转轴，带动旋转梁(3)绕铰接点旋转至0°，产品处于水平状态使正面朝上，开启相机(11)进行产品正面拍摄，相机(11)沿产品X、Y向的设定路线平移进行拍摄取图；
6)、控制明场光源(12)、暗场光源(13)、明暗交接光源(14)依次进行高速亮灭切换，在明场光源(12)/暗场光源(13)/明暗交接光源(14)照亮产品时，相机(11)对应每个设定路线拍摄明场图像、暗场图像、明暗交接图像，收集全部正面拍摄图像进行多光源大分辨率图极小目标检测，并基于缺陷随机裁剪瑕疵区域进行训练，经语义分割进行面积计算，再通过简单阀值卡断判断产品合格或不合格；
7)、综合步骤5)和6)的判断结果，两者均为合格，则产品为良品，至少任一者结论为不合格，则产品为不良品。
9.如权利要求8所述的多面外观检测设备的检测计算方法，其特征在于，步骤3)中，当瑕疵出现重叠时，使用重叠区域外接矩形进行面积、数量和距离的判断；当PS、HS测量算法在自动光学检查外屏蔽的情况下，采用单点位图配准算法，将实际拍摄的图像与标准图片进行模版匹配，然后估算变换矩阵，获得校准图片和自动光学检查区域。
10.如权利要求8所述的多面外观检测设备的检测计算方法，其特征在于，步骤2)或5)中，在相机(11)拍摄过程中，启动转动器(10)带动相机(11)自转进行镜头的转角调整。
CN202310991644.0A 2023-08-07 2023-08-07 一种多面外观检测设备及检测计算方法 Pending CN116908202A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310991644.0A CN116908202A (zh) 2023-08-07 2023-08-07 一种多面外观检测设备及检测计算方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310991644.0A CN116908202A (zh) 2023-08-07 2023-08-07 一种多面外观检测设备及检测计算方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116908202A true CN116908202A (zh) 2023-10-20

Family

ID=88360179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310991644.0A Pending CN116908202A (zh) 2023-08-07 2023-08-07 一种多面外观检测设备及检测计算方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116908202A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119000719A (zh) * 2024-10-24 2024-11-22 宁波德伟电器有限公司 一种电表壳生产管理方法、系统、智能终端及存储介质

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119000719A (zh) * 2024-10-24 2024-11-22 宁波德伟电器有限公司 一种电表壳生产管理方法、系统、智能终端及存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN204718970U (zh) 产品外观检测装置
CN109060827A (zh) 一种智能视觉检测识别设备
CN102680478A (zh) 一种基于机器视觉的机械零部件表面缺陷检测方法及装置
CN110018178A (zh) 一种手机曲面玻璃典型缺陷在线检测装置与方法
CN114252452A (zh) 一种小型回转体外观缺陷和轮廓尺寸在线检测装置及方法
CN110567973B (zh) 一种基于图像采集的活塞检测平台及方法
CN110044909B (zh) 一种基于图像处理的电机转子焊点缺陷检测装置及方法
CN109142381B (zh) 一种高速视觉检测识别设备
CN101261234A (zh) 表面缺陷检测装置
CN110501347A (zh) 一种快速自动化光学检测系统及方法
CN203824934U (zh) 商标镜面外观检验光学系统
CN108489394A (zh) 一种大尺寸薄板金属工件几何质量自动检测装置及方法
CN109342457A (zh) 一种双面视觉检测识别设备
CN109829897B (zh) 一种齿轮毛刺检测方法及齿轮高精度视觉测量系统
CN113358070A (zh) 一种汽车刹车片平整度及销钉高度检测系统及其检测方法
CN113670923B (zh) 一种笔记本电脑外壳缺陷的全方位高精度检测装置与方法
CN112697804A (zh) 一种手机中框视觉检测系统及其检测方法
CN109085179A (zh) 一种木板表面缺陷检测装置及检测方法
CN104931506A (zh) 一种手机外壳质量检测方法
CN116908202A (zh) 一种多面外观检测设备及检测计算方法
CN104931507B (zh) 一种手机外壳边沿质量检测系统及检测方法
CN116359228A (zh) 一种单晶硅棒表面瑕疵检测装置及检测系统
CN114509442A (zh) 应用于物品表面缺陷检测的3d形貌获取方法及装置
CN112013799A (zh) 内螺纹孔检测方法及装置
CN115494064A (zh) 一种七轴多功能视觉检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination