CN210571921U - 一种用于表面检测的光源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机器视觉设备技术领域，具体涉及一种用于表面检测的光源装置，包括发光组件、聚光组件及导光组件，聚光组件安装于发光组件的上方，导光组件罩设于聚光组件，导光组件用于同时检测工件表面的横向划痕和纵向划痕。本实用新型不仅能够同时检测工件上的同一平面内的相互垂直的横向划痕和纵向划痕，避免了在工件的缺陷检测中出现检测不全面或需要分多次检测的情况，提高了检测效率和检测质量。

Description

一种用于表面检测的光源装置

技术领域

本实用新型属于机器视觉设备技术领域，具体涉及一种用于表面检测的光源装置。

背景技术

机器视觉已经广泛应用在工业生产中。在一些应用场合中，比如工件表面的划痕、裂纹检测，需要专门的光源照射在划痕、裂纹的表面，便于相机获取信息，进行测量和判断。

但是，申请人发现：传统的线性光源装置只能出射平行光，只能检测出沿光源装置长度方向延伸的横向划痕，当一个工件上同时存在相互垂直的横向划痕和纵向划痕时，往往会出现对纵向划痕的检测效果不明显或出现对纵向划痕漏检等的缺陷；因此，传统检测两个不同方向的划痕缺陷的做法是分两次或多次检测，当两个划痕相互垂直时，对工件的其中一个划痕检测完后，需将工件转动90°，或者将光源转动90°，再进行第二次检测，这种做法常常需要调节各机构的位置，检测效率低，检测的工作量大，不利于控制检测的成本和检测的过程。因此，对传统光源装置的改良和对工件检测方式的改良尤为迫切。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种用于表面检测的光源装置，不仅能够同时检测工件上的同一平面内的相互垂直的横向划痕和纵向划痕，避免了在工件的缺陷检测中出现检测不全面或需要分多次检测的情况，简化了检测的过程，还可以有效地提高光源对工件的检测效率和检测质量。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于表面检测的光源装置，包括发光组件、聚光组件及导光组件，所述聚光组件安装于所述发光组件的上方，所述导光组件罩设于所述聚光组件，所述导光组件用于同时检测工件的横向划痕和纵向划痕，并且，所述横向划痕和所述纵向划痕位于所述工件的同一平面，并相互垂直。

进一步地，所述导光组件包括透光板和若干个反射片，若干个所述反射片设置于所述透光板的表面，所述透光板为透光性强的透明平板，所述透光板的材料包括PMMA，所述反射片可以与所述透光板一体成型，所述反射片也可以拆卸，所述反射片用于调节光线的出射方向。

进一步地，若干个所述反射片的距离相等。

进一步地，所述反射片与所述透光板形成锐角α，45°≤α<90°。

进一步地，所述反射片的反射率大于或等于0.9，所述反射片包括反射镜、金属片。

进一步地，所述导光组件包括透光板和光学膜，所述光学膜设置于所述透光板的表面，所述透光板为透光性强的透明平板，所述透光板的材料包括PMMA，所述光学膜用于调节光线的出射方向。

进一步地，所述导光组件仅为所述光学膜。

进一步地，所述发光组件包括电路板和若干个发光元件，若干个所述发光元件均匀排布于所述电路板，所述电路板用于驱动所述发光元件的发光，所述发光元件包括贴片式LED和草帽式LED中的其中一种，所述发光元件之间的距离为5-10mm之间。

进一步地，所述聚光组件包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜安装于所述发光组件的上方，所述第二透镜安装于所述第一透镜的上方，所述第一透镜和所述第二透镜均为长条状，所述第一透镜和所述第二透镜的材料包括PMMA。

进一步地，所述第一透镜和所述第二透镜均为柱面透镜，所述第二透镜用于沿所述第一透镜的垂直方向聚焦光线。

进一步地，所述光源装置还包括外壳，所述外壳包括承托座、第一安装板、第二安装板、第一侧板及第二侧板，所述承托座、所述第一安装板、所述第二安装板、所述第一侧板及所述第二侧板形成一框架结构，所述发光组件安装于所述承托座的表面，所述第一安装板、所述第二安装板、所述第一侧板及所述第二侧板用于固定所述聚光组件，所述第一安装板、所述第二安装板、所述第一侧板及所述第二侧板的端面上均设置有用于固定所述导光组件的固定槽，所述承托座设置有散热槽，所述散热槽安装有风扇，有利于光源装置的散热。

进一步地，所述外壳上还设置有电源线。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型包括发光组件、聚光组件及导光组件，所述聚光组件安装于所述发光组件的上方，所述导光组件罩设于所述聚光组件，所述导光组件用于同时检测工件的横向划痕和纵向划痕。发光组件用于出射光线，聚光组件用于线性聚光，导光组件用于控制和调节光线的出射方向，实现光源两侧光线的倾斜照射，两侧的光线直接照亮划痕的两侧，能够将整个纵向划痕照亮，实现纵向检测的效果，达到所需的检测目的。因此，本实用新型不仅能够同时检测工件上的同一平面内的相互垂直的横向划痕和纵向划痕，避免了在工件的缺陷检测中出现检测不全面或需要分多次检测的情况，简化了检测的过程，还可以有效地提高光源对工件的检测效率和检测质量。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的爆炸图。

图2为本实用新型实施例1的正视图。

图3为本实用新型实施例2的爆炸图。

图4为本实用新型实施例2的正视图。

图5为本实用新型实施例2的侧视图。

图6为本实用新型光学膜的凹凸型导光单元的放大图。

图7为本实用新型光学膜的锯齿型导光单元的放大图。

图8为本实用新型的检测操作示意图。

图9为本实用新型纵向划痕的放大图。

其中：1-发光组件；11-电路板；12-发光元件；2-聚光组件；21-第一透镜；22-第二透镜；3-导光组件；31-透光板；32-反射片；33-光学膜；4-外壳；41-承托座；42-第一安装板；43-第二安装板；44-第一侧板；45-第二侧板；46-散热槽；5-风扇；6-电源线；7 -横向划痕；8-纵向划痕；9-摄像头。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件，本领域技术人员应可理解，制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1~2所示，一种用于表面检测的光源装置，包括发光组件1、聚光组件2及导光组件3，聚光组件2安装于发光组件1的上方，导光组件3罩设于聚光组件2，导光组件3用于同时检测工件的横向划痕7和纵向划痕8。

优选地，导光组件3为透光板31和若干个反射片32，若干个反射片32设置于透光板31的表面，形成一体。

优选地，反射片32的反射面与透光板31的表面形成锐角夹角α，α优选为60~85°，本实施例的α为70°，若干个反射片32倾斜地设置于透光板31的表面，并以光源装置的中轴线为对称轴沿光源装置的长度方向对称分布，若干个反射片32以光源装置的中轴线分为第一反射片与第二反射片，第一反射片与第二反射片均向光源装置的中轴线倾斜，使光源装置两侧的光线达到倾斜照射的效果。

优选地，反射片32的反射率为0.95，反射片32具有反射面和不透光面，反射面用于对光线的反射，光源装置1两侧的光线经过所述反射面的反射能够形成30~60°的夹角，反射片32的反射面为金属银。

优选地，发光组件1包括电路板11和若干个发光元件12，若干个发光元件12均匀排布于电路板11，电路板11为PCB板，发光元件12为LED灯珠，LED灯珠采用大功率的贴片LED，贴片LED呈线性均匀排布，LED之间的距离为10mm，PCB板用于驱动贴片LED发光。

优选地，聚光组件2包括第一透镜21和第二透镜22，第一透镜21和第二透镜22均为平凸柱面透镜，第一透镜21安装于发光组件1的上方，第二透镜22安装于第一透镜21的上方，贴片LED所组成的线性光源通过柱面透镜的轴向子午线时不会出现聚散度的改变，有利于光线的聚焦。

优选地，光源装置还包括外壳4，外壳4包括承托座41、第一安装板42、第二安装板43、第一侧板44及第二侧板45，承托座41、第一安装板42、第二安装板43、第一侧板44及第二侧板45形成一个框架结构，发光组件1安装于承托座41的表面，第一安装板42、第二安装板43、第一侧板44及第二侧板45用于固定聚光组件2，第一侧板44及第二侧板45均设置有安装固定聚光组件2的安装槽，第一安装板42、第二安装板43、第一侧板44及第二侧板45的端面上均设置有用于固定导光组件3的固定槽，承托座41设置有散热槽46，散热槽46安装有风扇5，有利于光源装置的散热，外壳4上还设置有电源线6，光源装置由电源线6输送电流驱动。

实施例2

如图3~5所示，与实施例1不同的是，本实施例的导光组件3为透光板31和光学膜33，光学膜33设置于透光板31的表面。

其他结构均与实施例1相同，这里不再赘述。

如图6~7所示，光学膜33具有阵列排布的凸起高度一致的导光单元，导光单元用于抑制与光学膜33表面垂直的出射光线，图6中的光学膜33具有凹凸型的导光单元，图7中的光学膜33具有锯齿型的导光单元，由图6和图7可知，光学膜33中的导光单元的结构并不唯一，由于存在上述的导光单元，平行光经过光学膜33后会改变光线的传播方向，从而使光源装置两侧的光线达到倾斜照射的效果。

光学膜33包括光栅膜，在光栅膜中，导光单元的直径为10-200um。

光学膜33也可以直接镀在聚光组件2的表面。

本实用新型还提供了一种检测操作方式，如图8所示，光源装置与摄像头9架设在划痕的上方，光源装置的导光组件3用于控制和调节光线的出射方向，实现光源装置两侧光线的倾斜照射，两侧的光线直接照亮划痕的两侧。

如图9所示，来自两侧的光线能够将整个纵向划痕8照亮，因此，本实用新型能够同时检测工件上的同一平面内的相互垂直的横向划痕7和纵向划痕8，实现对工件表面的检测。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种用于表面检测的光源装置，其特征在于：包括发光组件(1)、聚光组件(2)及导光组件(3)，所述聚光组件(2)安装于所述发光组件(1)的上方，所述导光组件(3)罩设于所述聚光组件(2)，所述导光组件(3)用于同时检测工件的横向划痕(7)和纵向划痕(8)。

2.如权利要求1所述的用于表面检测的光源装置，其特征在于：所述导光组件(3)包括透光板(31)和若干个反射片(32)，若干个所述反射片(32)设置于所述透光板(31)的表面。

3.如权利要求2所述的用于表面检测的光源装置，其特征在于：所述反射片(32)与所述透光板(31)形成锐角α，45°≤α<90°。

4.如权利要求2或3所述的用于表面检测的光源装置，其特征在于：所述反射片(32)的反射率大于或等于0.9。

5.如权利要求1所述的用于表面检测的光源装置，其特征在于：所述导光组件(3)包括透光板(31)和光学膜(33)，所述光学膜(33)设置于所述透光板(31)的表面。

6.如权利要求5所述的用于表面检测的光源装置，其特征在于：所述导光组件(3)仅为所述光学膜(33)。

7.如权利要求1所述的用于表面检测的光源装置，其特征在于：所述发光组件(1)包括电路板(11)和若干个发光元件(12)，若干个所述发光元件(12)均匀排布于所述电路板(11)。

8.如权利要求1所述的用于表面检测的光源装置，其特征在于：所述聚光组件(2)包括第一透镜(21)和第二透镜(22)，所述第一透镜(21)安装于所述发光组件(1)的上方，所述第二透镜(22)安装于所述第一透镜(21)的上方。

9.如权利要求8所述的用于表面检测的光源装置，其特征在于：所述第一透镜(21)和所述第二透镜(22)均为柱面透镜，所述第二透镜(22)用于沿所述第一透镜(21)的垂直方向聚焦光线。

10.如权利要求1所述的用于表面检测的光源装置，其特征在于：所述光源装置还包括外壳(4)，所述外壳(4)包括承托座(41)、第一安装板(42)、第二安装板(43)、第一侧板(44)及第二侧板(45)，所述承托座(41)、所述第一安装板(42)、所述第二安装板(43)、所述第一侧板(44)及所述第二侧板(45)形成一框架结构，所述发光组件(1)安装于所述承托座(41)的表面，所述第一安装板(42)、所述第二安装板(43)、所述第一侧板(44)及所述第二侧板(45)用于固定所述聚光组件(2)，所述第一安装板(42)、所述第二安装板(43)、所述第一侧板(44)及所述第二侧板(45)的端面上均设置有用于固定所述导光组件(3)的固定槽，所述承托座(41)设置有散热槽(46)，所述散热槽(46)安装有风扇(5)。

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