CN209764751U - 表面缺陷检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种表面缺陷检测系统，属于缺陷检测技术领域。该系统中，至少两个光源和第一图像采集设备位置相对固定；检测台，用于放置待检测表面；至少两个光源，每个光源点亮时射入待检测表面的光束的角度不同；在同步信号发生器控制下，每个光源按照分时控制器脉冲信号依次点亮，第一图像采集设备获取每个光源照射时的待检测表面的图像；处理器将图像进行合成，检测待检测表面的缺陷。在进行物件的表面缺陷时，将待检测表面放置于检测台上，至少两个光源在不同角度分别照射待检测表面，利用时分的方式，减少相机数量，节约检测成本，为镜面提供稳定的、角度全面的、利于暴露细微缺陷的光照方案，解决了现有技术中存在的无法准确检测镜面微缺陷问题。

Description

表面缺陷检测系统

技术领域

本实用新型属于缺陷检测技术领域，具体涉及一种表面缺陷检测系统。

背景技术

随着科技的飞速发展，视觉图像技术得到了广泛的应用。作为视觉图像技术的重要组成部分，缺陷检测系统得到了全面的发展。目前缺陷检测系统通常被应用于金属表面、玻璃表面、纸张表面、电子元器件表面等对外观有严格要求又有明确指标的物品。

通常在进行物件的表面缺陷检测时，往往采用通过拍摄物件表面图像，通过对图像进行分析，从而得到物件表面缺陷的方法。在对物件表面进行拍照的过程中，需要光源照射。但是，针对镜面微缺陷的检测，例如，电镀表面或者镜面的细微反射性划痕，由于其缺陷表面也是镜面，会对光线产生反射、折射，这就使得所拍图像不能真实的反映出所拍物件的缺陷。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的无法准确检测镜面微缺陷问题，本实用新型提供了一种表面缺陷检测系统，其具有能够准确检测镜面微缺陷等特点。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种表面缺陷检测系统，包括：检测台、至少两个光源、同步信号发生器、第一图像采集设备和处理器，所述至少两个光源和所述第一图像采集设备位置相对固定；

所述检测台，用于放置待检测表面；

所述至少两个光源，每个所述光源点亮时射入所述待检测表面的光束的角度不同；

在所述同步信号发生器控制下，每个所述光源按照分时控制器脉冲信号依次点亮，所述第一图像采集设备获取每个所述光源照射时的待检测表面的图像；

处理器，用于将所述图像进行合成，检测所述待检测表面的缺陷。

进一步可选地，所述相对固定的所述至少两个光源和所述第一图像采集设备与所述待检测表面做相对运动，以获取所述待检测表面不同区域的图像。

进一步可选地，所述检测台可移动，以使所述相对固定的所述至少两个光源和所述第一图像采集设备与所述待检测表面做相对运动。

进一步可选地，还包括机械臂，所述至少两个光源和所述第一图像采集设备固定在所述机械臂上，所述机械臂移动带动所述至少两个光源和所述第一图像采集设备移动，以使相对固定的所述至少两个光源和所述第一图像采集设备与所述待检测表面做相对运动。

进一步可选地，所述待检测表面是透明的，所述系统还包括：第二图像采集设备和背景板，所述背景板包括深色背景板和浅色背景板；

所述第二图像采集设备和所述第一图像采集设备并排设置在所述待检测表面一侧，所述背景板设置在所述待检测表面另一侧，所述浅色背景板置于所述第一图像采集设备拍摄视场内，所述深色背景板置于所述第二图像采集设备拍摄视场内；

在所述同步信号发生器控制下，所述第二图像采集设备获取每个所述光源照射时的待检测表面的图像。

进一步可选地，所述背景板放置于所述检测台台面上；和/或，

所述背景板与所述检测台呈预设夹角。

进一步可选地，还包括：第三图像采集设备，所述第三图像采集设备与所述至少两个光源和所述第一图像采集设备相对位置固定；

所述第三图像采集设备用于采集所述待检测表面的反射光。

进一步可选地，所述图像采集设备为SK线阵相机。

进一步可选地，所述光源下方设置有反射板。

进一步可选地，所述光源为线阵光源。

本实用新型实施例提供的表面缺陷检测系统，用于检测光洁表面，包括：检测台、至少两个光源、同步信号发生器和第一图像采集设备，至少两个光源和第一图像采集设备位置相对固定；检测台，用于放置待检测表面；至少两个光源，每个光源点亮时射入待检测表面的光束的角度不同；在同步信号发生器控制下，每个光源按照分时控制器脉冲信号依次点亮，第一图像采集设备获取每个光源照射时的待检测表面的图像；处理器将图像进行合成，检测待检测表面的缺陷。在进行物件的表面缺陷时，将待检测表面放置于检测台上，至少两个光源在不同角度分别照射待检测表面，利用时分的方式，以及光照方式，为镜面提供稳定的、角度全面的、利于暴露细微缺陷的光照方案，解决了现有技术中存在的无法准确检测镜面微缺陷问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种表面缺陷检测系统结构示意图；

图2为本实施例提供的时分控制器脉冲示意图；

图3为本实用新型又一实施例提供的一种表面缺陷检测系统结构示意图；

图4为本实用新型又一实施例提供的时分控制器脉冲示意图；

图5为本实用新型又一实施例提供的一种表面缺陷检测系统结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

图1为本实用新型实施例提供的一种表面缺陷检测系统结构示意图。参见图1，本实施例的表面缺陷检测系统包括：检测台1、至少两个光源2、同步信号发生器3、第一图像采集设备41、处理器5。

其中，至少两个光源2和第一图像采集设备41位置相对固定。检测台1用于放置待检测表面。至少两个光源2，每个光源点亮时摄入待检测表面的光束的角度不同。在同步信号发生器3的控制下，每个光源按照分时控制器脉冲信号依次点亮，第一图像采集设备41获取每个光源照射时的待检测表面的图像。处理器5，用于将图像进行合成，检测待检测表面的缺陷。

具体地，将待检测表面放置于检测台上，用至少两个光源对其进行照射。两个光源在同步信号发射器的控制器下，每个光源按照分时控制器脉冲信号依次点亮，进行照射，第一图像采集设备在每个光源点亮时，获取待检测表面的图像，处理器将上述图像进行合成，检测合成后图像中待检测表面的缺陷。

例如，在本实施例中，采用SK线阵相机作为第一图像采集设备，光源采用线阵光源。线阵相机顾名思义就是取像是成线性的，它的传感器是成线型的。比如面阵相机的分辨率是640*480，就是说这个相机横向有640个像元，纵向有480个像元。而线阵相机分辨率只体现在横向，比如2048像素的线阵相机就是说横向有2048个像元，纵向大多数为1，RGB相机和TDI相机除外。

作为对比，我们通常接触的民用相机都是面阵相机，对于面阵相机，我们表达他的分辨率都是长乘宽，例如1920x1080，而对于面阵相机，每次扫描仅仅获得一条线的像素，比如8K相机，扫描意思得到8000个像素点。配合被测物体的匀速运动，可以得到8000x任意长度的图像。线阵相机得到图像，要控制线阵相机按照一个固定的频率周期性扫描，从而聚线成面。线阵相机可以接受一个外部方波信号，然后按照方波信号的频率进行图像采集。

本实施例中，线阵光源可以配备专业的工业光源，其中LED光源同样可以根据输入电频，实现高频闪烁。

进一步地，本实施例中，相对固定的所述至少两个光源和第一图像采集设备与待检测表面做相对运动，以获取所述待检测表面不同区域的图像。

例如，参见图1，检测台承载待检测表面与SK线阵相机41做相对匀速运动，SK线阵相机41与光源21和22，相对固定。图2为本实施例提供的时分控制器脉冲示意图。参见图2，在待检测表面进入检测区域后，光源21在第一控制脉冲下点亮后，相机同步脉冲控制SK线阵相机1采集待检测表面的图像，随后，光源21熄灭后，光源21在第二控制脉冲控制下点亮，相机同步脉冲控制SK线阵相机1再次采集待检测表面的图像。当待检测表面进入检测区域后，SK线阵相机在控制脉冲作用下采集待检测表面图像，处理器将采集到的图像进行合成，检测合成户图像的缺陷。

进一步地，在本实施中，相对固定的至少两个光源和第一图像采集设备与待测表面做相对运动，包括但是不限于以下方式：

检测台可移动，以使相对固定的至少两个光源和述第一图像采集设备与待检测表面做相对运动。

包括机械臂，至少两个光源和第一图像采集设备固定在机械臂上，机械臂移动带动至少两个光源和所述第一图像采集设备移动，以使相对固定的至少两个光源和第一图像采集设备与待检测表面做相对运动。

值得说明的是，此处只是对相对运行进行的列举，并不是限定，一切使得相对固定的至少两个光源和第一图像采集设备与待检测表面做相对运行的实现方式，均属于本实用新型的保护范围。

本实施例提供的表面缺陷检测系统，用于检测光洁表面，包括：检测台、至少两个光源、同步信号发生器和第一图像采集设备，至少两个光源和第一图像采集设备位置相对固定；检测台，用于放置待检测表面；至少两个光源，每个光源点亮时射入待检测表面的光束的角度不同；在同步信号发生器控制下，每个光源按照分时控制器脉冲信号依次点亮，第一图像采集设备获取每个光源照射时的待检测表面的图像；处理器将图像进行合成，检测待检测表面的缺陷。在进行物件的表面缺陷时，将待检测表面放置于检测台上，至少两个光源在不同角度分别照射待检测表面，利用时分的方式，以及光照方式，为镜面提供稳定的、角度全面的、利于暴露细微缺陷的光照方案，解决了现有技术中存在的无法准确检测镜面微缺陷问题。同时，至少两个光源与第一图像采集设备与待检测表面做相对运行，使得第一图像采集设备可以采集不同位置的表面图像，使得可以将待检测表面设计成一个流水线，降低了检测成本，提高了检测效率。

为了进一步对本技术方案进行解释说明，本实用新型还提供又一实施例。图3为本实用新型又一实施例提供的一种表面缺陷检测系统结构示意图。

本实施例应用于待检测表面为透明时，检测光洁表面缺陷。光洁表面指材质的表面光滑程度达到或接近镜面，如常见的玻璃制品、有机玻璃制品、金属镀层、金属水磨表面等，例如，本实施例中，检测透明光洁表面，玻璃制品的表面缺陷。

参见图3，本实施例的表面缺陷检测系统，还包括：第二图像采集设备42和背景板6。其中，背景板包括深色背景板61和浅色背景板62。

第二图像采集设备42和第一图像采集设备41并排设置在待检测表面的一侧，背景板62设置在待检测表面的另一侧。浅色背景板置于第一图像采集设备41拍摄市场内，深色背景板置于第二图像采集设备42拍摄市场内。在同步信号发生器控制下，第二图像采集设备42获取每个光源照射时的待检测表面的图像。

具体地，当待检测表面进入到检测区域时，首先经过浅色背景板61，然后经过深色背景板62。第一图像采集设备41和第二图像采集设备42，在浅色背景板61上，在同步脉冲的控制下，采集不同光源不同角度照射时的图像。同理，当待检测表面进入到深色背景板62时，第一图像采集设备41和第二图像采集设备42采集图像。将采集完成的图像合并在一起，检测待检测表面的缺陷。

例如，在本实施例中，选用3个线阵光源作为发光照射光源，检测玻璃制品的表面缺陷。由于玻璃上可能存在暗的缺陷，也可能存在亮的缺陷，为了充分凸显玻璃表面的缺陷，本实施例中，选取深色背景板为黑色背景板，浅色背景板为白色背景板，分别在不同的背景上凸显对应的缺陷。

图4为本实施例脉冲控制信号示意图。本实施例中，采用两套线阵相机，光源与相机时分同步，当玻璃制品经过检测区域时，在图4控制脉冲的控制下，两个线阵相机分别在黑色背景板和白色背景板上采集6张图片，其中每个相机的3张图在原始数据上位1张整体图，按照拍摄顺序，可以拆分为3张图，分别对应光源21、光源22、光源23各自角度照射时的玻璃表面图像信息。处理器通过合成6张图像，在合成的图像是检测玻璃表面的缺陷。

值得说明的是，此处对相机数量、光源数量的说明只是列举，并不是限定。具体有几个光源，分别什么角度，甚至光源的类型，都可根据实际效果调节。任何在本原理范围内的缺陷检测均属于本实用新型的保护范围。

本实施例提供的缺陷检测系统，利用时分控制，减少了相机个数，同一套相机，可以得到多张不同光线环境的图，降低了检测成本。利用线阵相机的特点，被测物移动，被测点则全部具备相同的光线条件，保证了采集的一致性，不会因为一致性问题忽略某些部位的缺陷，提高了检测效果的精确度。另外，本实施例的缺陷检测技术方案，可将待检测表面设计成一个流水线，在镜面微缺陷领域，因为常常需要得到各种角度的采集数据，往往需要把被测件一个一个的放到检测位，检测完成后再拿走，再放下一个件。采用本实施例的缺陷检测系统，可以用流水线的形式，进一步降低了成本，提高了效率。

进一步地，本实施例中，背景板可设置于检测台台面上，和/或，背景板与检测台呈预设夹角。

例如，为了方便检测，背景板平铺于检测台上，待检测玻璃从背景板上经过；或，将背景板作为检测台，待检测玻璃在机械臂的控制下，在背景板上匀速运动；和/或，待检测玻璃与检测台呈预设夹角，设置背景板与检测台呈预设夹角。值得说明的是，此处对背景板位置的说明只是列举，并不是限定。任何能够实现凸显待检测物体缺陷的设计位置，均属于本实用新型的保护范围。

为了对本实用新型技术方案做进一步解释说明，本实用新型还提供又一实施例。图5为本实用新型又一实施例提供的一种表面缺陷检测系统结构示意图。

参见图5，本实施例的缺陷检测系统，还包括：第三图像采集设备43、反射板。其中，第三图像采集设备与上述至少两个光源和上述第一图像采集设备相对位置固定，第三图像采集设备用于采集待检测表面的反射光。

具体地，第三图像采集设备用于采集反射光，当待检测表面进入到检测区域后，第三图像采集设备根据同步脉冲信号的控制，采集被检测表面的图像。具体检测方法与上述实施例相同，此处不做赘述。

进一步地，为了提高光源照射效果，本实施例光源下方还设置有反射板。例如，如果玻璃制品周边的翘起部位角度过大，在光源周边安排反射镜，增加采集的角度。反射镜的位置可根据需求进行调节，此处不做限定。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

此外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种表面缺陷检测系统，其特征在于，包括：检测台、至少两个光源、同步信号发生器、第一图像采集设备和处理器，所述至少两个光源和所述第一图像采集设备位置相对固定；

所述检测台，用于放置待检测表面；

所述至少两个光源，每个所述光源点亮时射入所述待检测表面的光束的角度不同；

在所述同步信号发生器控制下，每个所述光源按照分时控制器脉冲信号依次点亮，所述第一图像采集设备获取每个所述光源照射时的待检测表面的图像；

处理器，用于将所述图像进行合成，检测所述待检测表面的缺陷。

2.根据权利要求1所述的表面缺陷检测系统，其特征在于，所述相对固定的所述至少两个光源和所述第一图像采集设备与所述待检测表面做相对运动，以获取所述待检测表面不同区域的图像。

3.根据权利要求2所述的表面缺陷检测系统，其特征在于，所述检测台可移动，以使所述相对固定的所述至少两个光源和所述第一图像采集设备与所述待检测表面做相对运动。

4.根据权利要求2所述的表面缺陷检测系统，其特征在于，还包括机械臂，所述至少两个光源和所述第一图像采集设备固定在所述机械臂上，所述机械臂移动带动所述至少两个光源和所述第一图像采集设备移动，以使相对固定的所述至少两个光源和所述第一图像采集设备与所述待检测表面做相对运动。

5.根据权利要求1所述的表面缺陷检测系统，其特征在于，所述待检测表面是透明的，所述系统还包括：第二图像采集设备和背景板，所述背景板包括深色背景板和浅色背景板；

所述第二图像采集设备和所述第一图像采集设备并排设置在所述待检测表面一侧，所述背景板设置在所述待检测表面另一侧，所述浅色背景板置于所述第一图像采集设备拍摄视场内，所述深色背景板置于所述第二图像采集设备拍摄视场内；

在所述同步信号发生器控制下，所述第二图像采集设备获取每个所述光源照射时的待检测表面的图像。

6.根据权利要求5所述的表面缺陷检测系统，其特征在于，所述背景板放置于所述检测台台面上；和/或，

所述背景板与所述检测台呈预设夹角。

7.根据权利要求1所述的表面缺陷检测系统，其特征在于，还包括：第三图像采集设备，所述第三图像采集设备与所述至少两个光源和所述第一图像采集设备相对位置固定；

所述第三图像采集设备用于采集所述待检测表面的反射光。

8.根据权利要求1所述的表面缺陷检测系统，其特征在于，所述图像采集设备为SK线阵相机。

9.根据权利要求1所述的表面缺陷检测系统，其特征在于，所述光源下方设置有反射板。

10.根据权利要求1-9任意一条权利要求所述的表面缺陷检测系统，其特征在于，所述光源为线阵光源。