CN211785186U - 一种多面向光学检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多面向光学检测装置，包括夹持模块、光罩照明模块和视觉取像模块：所述夹持模块用于夹持待测物；所述光罩照明模块围绕设置在所述夹持模块外，所述光罩照明模块用于照明所述待测物；所述视觉取像模块设置在所述光罩照明模块的一侧，所述视觉取像模块用于扫描所述待测物的表面。本实用新型所提供的多面向光学检测装置实现了对待测物多面向检测的功能，提升了光学检测的效率与质量。

Description

一种多面向光学检测装置

技术领域

本实用新型涉及到检测设备领域，具体涉及到一种多面向光学检测装置。

背景技术

光学检测是工业制程中常用的技术手段。光学检测是一种利用视觉检测仪器取得待测物表面状态，再以处理器影像技术检出异物或图案异常等瑕疵的技术，属于非接触式检查，因此可以在不破坏待测物的情况下，有效地对待测物的缺陷进行检测。

然而，现阶段下的光学检测，通常只能进行单面向物体表面检测，如要进行不同表面的检测，则需通过人工检测或增加检测设备的方式，如此一来，往往会花费更多的时间，同时也增加了人力成本。

如何能有效地提升光学检测的效率，并能针对多个表面进行检查，将有助于提高光学检测的准确性，并提升检测的效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多面向光学检测装置，以提升光学检测的效率与质量。

相应的，本实用新型提供了一种多面向光学检测装置，包括夹持模块、光罩照明模块和视觉取像模块：

所述夹持模块用于夹持待测物；

所述光罩照明模块围绕设置在所述夹持模块外，所述光罩照明模块用于照明所述待测物；

所述视觉取像模块设置在所述光罩照明模块的一侧，所述视觉取像模块用于扫描所述待测物的表面。

可选的实施方式，所述夹持模块包括夹具，所述夹具用于夹持所述待测物。

可选的实施方式，所述夹持模块还包括旋转轴；

所述旋转轴连接在所述夹具上，所述旋转轴用于旋转所述待测物。

可选的实施方式，所述夹持模块还包括机械手臂；

所述机械手臂连接在所述旋转轴上，所述机械手臂用于移动所述待测物。

可选的实施方式，所述光罩照明模块包括两个以上的光源，所述两个以上的光源用于均匀照亮所述待测物。

可选的实施方式，所述两个以上的光源中的任一光源包括若干个发光二极管灯珠。

可选的实施方式，所述光罩照明模块还包括环形光学扩散板；

所述环形光学扩散板围绕设置在所述夹持模块外，所述环形光学扩散板用于均匀导引并反射所述两个以上的光源的光线。

可选的实施方式，所述光罩照明模块还包括上光学扩散板，所述上光学扩散板设置在所述环形光学扩散板的上方，所述上光学扩散板用于均匀导引并反射所述两个以上的光源的光线。

可选的实施方式，所述多面向光学检测装置还包括输送带，所述输送带用于运送所述待测物。

可选的实施方式，所述视觉取像模块包括第一取像器和第二取像器；

所述第一取像器和第二取像器用于扫描所述待测物的表面并传送至计算机主机，所述计算机主机用于分析所述待测物的缺陷。

本实用新型所公开的一种多面向光学检测装置，根据待测物的尺寸配合使用不同曲率的光罩设备，同时搭配多段式可调式光源，使待测物之表面能均匀受光，消除环境光带来的影响；同时能够产生高亮度且均匀反射的光源，以提供足够亮度的光线平均照射于待测物之上；通过使用具有旋转轴的机器手臂，并搭配夹具的使用，最终实现在单一检测区域中，实现物体多面向的表面瑕疵检测，有效地将不符合规范之瑕疵检出。

本实用新型的多面向光学检测装置可通过单一检测站进行多面向的检测，有效地降低待测物检测的繁琐程度，提高效率。此外，如果需要检测由夹具所抓取的抓取面上的表面瑕疵时，仅需利用机器手臂和夹具配合，反转并再次抓取待测物，即可进行二次检测。

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它的附图。

图1为本实用新型实施例的多面向光学检测装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例的上光学扩散板爆炸状况下的多面向光学检测装置的立体结构示意图；

图3为本实用新型实施例的多面向光学检测装置的剖面结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型公开的内容更加详尽与完备，下文针对了本实用新型的具体实施例提出了说明性的描述，但这并非实施或运用本实用新型的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以构建与操作这些具体实施例的方法步骤及其顺序。此外，还可以利用其他具体实施例来达成相同的功能与步骤顺序。

除非本说明书另有定义，本说明书所用的科学词汇与技术词汇的含义与本实用新型所属技术领域中惯用的意义相同。此外，在不和上下文冲突的情形下，本说明书所用的单数名词涵盖该名词的复数型；而所用的复数名词时也涵盖该名词的单数型。

图1为本实用新型实施例的多面向光学检测装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例的上光学扩散板爆炸状况下的多面向光学检测装置的立体结构示意图，在图2中将上光学扩散板移除，以示出多面向光学检测装置的内部结构；

图3为本实用新型实施例的多面向光学检测装置的剖面结构示意图。

参考图1至图3，如图所示，本实用新型实施例的多面向光学检测装置100包括有夹持模块110、光罩照明模块120和视觉取像模块150。

所述夹持模块110用于夹持一待测物130；所述光罩照明模块120围绕在所述夹持模块110外，用于照明待测物130的表面；视觉取像模块150则设置在光罩照明模块120的一侧，如位于光罩照明模块120的下方开口128处，用于扫描待测物130的表面。

视觉取像模块150可以是摄影机等光学摄影模块。视觉取像模块150固定在光罩照明模块120下方，视觉取像模块150可以是电荷耦合组件(Charge-coupled Device，CCD)类型或互补式金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)类型的摄影机，通过对待测物130进行影像扫描以获取待测物130的若干个影像。

可选的，所述夹持模块110还包括夹具116，夹具116可以用来夹持待测物130。夹具116可以是吸盘或机械夹持装置等夹具，任意类型的夹具均不脱离本实用新型的保护范围。

可选的，所述夹持模块110还包括旋转轴114，旋转轴114连接于夹具116，旋转轴114可以用于旋转待测物130；通过旋转待测物130调整待测物130在检测位置上的姿态，可实现多角度与多面向的物体检测。

可选的，夹持模块110还包括机械手臂112，所述机械手臂112连接在旋转轴114上，所述机械手臂112用于移动待测物130，从而调整待测物130在检测位置的位置，例如进行平移及上下移动，以更好地实现多角度与多面向的物体检测。

可选的，光罩照明模块120还包括有两个以上的光源126，以均匀照亮待测物130。每一个光源126可以包括若干个(一个或两个以上)发光二极管灯珠。

可选的，光罩照明模块120还包括环形光学扩散板122，所述环形光学扩散板122围绕设置在所述夹持模块110外，以均匀导引并反射光源126的光线。光源126可以设置在环形光学扩散板122的上端面127上，并利用环形光学扩散板122对光线均匀引导并反射至待测物130的表面。

可选的，光源126还可以设置在所述环形光学扩散板122的内侧表面，以更进一步地为待测物130的表面提供均匀的光线。

可选的，光罩照明模块120还包括上光学扩散板124，所述上光学扩散板124设置于环形光学扩散板122的上方，例如设置在环形光学扩散板122的上方开口129处，所述上光学扩散板124用于均匀导引并反射光源126的光线。

可选的，上光学扩散板124也可以包括有若干个(一个或两个以上)发光二极管灯珠，该实施方式同样纳入本实用新型的保护范围。

具体的，光源126可以是点光源、环形光源、条形光源等，针对不同种类的待测物130，可以采用不同频谱的光源照明，以增加对比程度，凸显待测物130的特征。

此外，根据待测物130的尺寸、材质，可以选择合适的光罩扩散板与光源。光罩扩散板的材料可以是聚甲基丙烯酸甲酯(亚克力，poly(methyl methacrylate)，PMMA)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚丙烯(Polypropylene，PP)或聚苯乙烯(Polystyrene，PS)等材质。

此外，可选的，若待测物130为蓝色对象，可使用白光或蓝光对其进行表面检测，一般而言蓝光的效果较好。在另一些实施例中，若待测物130为透明材质，则可使用红色光源。

可选的，环形光学扩散板122以及上光学扩散板124可以根据待测物的尺寸，并配合使用不同曲率的光罩设备。光罩设备的反射面形状可以是圆形、蛋形、菱形或多角形的等各种反射面形状，并可搭配多段式可调式光源，使待测物的表面能够均匀受光，进而消除环境光所带来的影响，以产生高亮度且均匀反射的光源，使足够亮度的光线均匀照射于待测物之上，因此能够在单一检测区域中，实现物体多面向的表面瑕疵检测，有效地将不符合规范的瑕疵检出。

可选的，多面向光学检测装置100还包括输送带140，输送带140用于运送待测物130至检测位置，然后利用夹持模块110在光罩照明模块120内对待测物130进行夹取并移动，以便更清楚地进行表面检测。检测完毕后，夹持模块110放开待测物130，使待测物130落于输送带上，完成表面检验。

可选的，视觉取像模块150还包括第一取像器152和第二取像器154，所述第一取像器152和第二取像器154用于扫描待测物130的表面，并传送至计算机主机160，计算机主机160用于分析待测物130的缺陷。

综上所述，本实用新型提供一种多面向光学检测装置，根据待测物的尺寸配合使用不同曲率的光罩设备，同时搭配多段式可调式光源，使待测物之表面能均匀受光，消除环境光带来的影响；同时能够产生高亮度且均匀反射的光源，以提供足够亮度的光线平均照射于待测物之上；通过使用具有旋转轴的机器手臂，并搭配夹具的使用，最终实现在单一检测区域中，实现物体多面向的表面瑕疵检测，有效地将不符合规范之瑕疵检出。

此外，光源可以包括有多个设置在扩散板内侧的发光组件，发光组件可根据需求调整照射光谱波段，如调整为白光、蓝光、红光等不同波长的光线，并照射至检测区域中的待测物。

此外，机械手臂可将待测物移动至检测区域中，让视觉取像模块获取影像，最后利用计算机判读所获取的影像，并根据影像的特征或图形来检测相关信息，所述信息类型可以为污渍、斑点、刮痕及颜色等。

此外，待测物在检测位置中，可进行旋转、平移及上下移动，有效地实现多角度与多面向的物体检测。

因此，本实用新型的多面向光学检测装置可通过单一检测站实现多面向的检测，有效地降低待测物检测之繁琐程度，提高效率。如果需要检测由夹具所抓取的抓取面的表面瑕疵时，仅需利用机器手臂并和夹具的配合，反转并再次抓取待测物，以进行二次检测。

此外，本实用新型的多面向光学检测装置，通过使用光罩扩散板，采用间接照明的方式，入射光先行照到扩散板，然后反射光与散射光再照到物体表面，让光线平均分布于待测物表面，有效地消除光源中央的亮度比边缘亮度高的问题。针对待测物的材质特性属于表面反光强的材料，例如是金属或玻璃等，容易造成眩光的材质，也可以利用本实用新型的多面向光学检测装置有效地检测出表面缺陷。当需要检测由夹具所抓取的抓取面的表面瑕疵时，仅需反转待测物即可进行二次检测。

以上对本实用新型实施例所提供的多面向光学检测装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变的处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种多面向光学检测装置，其特征在于，包括夹持模块、光罩照明模块和视觉取像模块：

所述夹持模块用于夹持待测物；

所述光罩照明模块围绕设置在所述夹持模块外，所述光罩照明模块用于照明所述待测物；

所述视觉取像模块设置在所述光罩照明模块的一侧，所述视觉取像模块用于扫描所述待测物的表面。

2.如权利要求1所述的多面向光学检测装置，其特征在于，所述夹持模块包括夹具，所述夹具用于夹持所述待测物。

3.如权利要求2所述的多面向光学检测装置，其特征在于，所述夹持模块还包括旋转轴；

所述旋转轴连接在所述夹具上，所述旋转轴用于旋转所述待测物。

4.如权利要求3所述的多面向光学检测装置，其特征在于，所述夹持模块还包括机械手臂；

所述机械手臂连接在所述旋转轴上，所述机械手臂用于移动所述待测物。

5.如权利要求1所述的多面向光学检测装置，其特征在于，所述光罩照明模块包括两个以上的光源，所述两个以上的光源用于均匀照亮所述待测物。

6.如权利要求5所述的多面向光学检测装置，其特征在于，所述两个以上的光源中的任一光源包括若干个发光二极管灯珠。

7.如权利要求6所述的多面向光学检测装置，其特征在于，所述光罩照明模块还包括环形光学扩散板；

所述环形光学扩散板围绕设置在所述夹持模块外，所述环形光学扩散板用于均匀导引并反射所述两个以上的光源的光线。

8.如权利要求7所述的多面向光学检测装置，其特征在于，所述光罩照明模块还包括上光学扩散板，所述上光学扩散板设置在所述环形光学扩散板的上方，所述上光学扩散板用于均匀导引并反射所述两个以上的光源的光线。

9.如权利要求6所述的多面向光学检测装置，其特征在于，所述多面向光学检测装置还包括输送带，所述输送带用于运送所述待测物。

10.如权利要求1所述的多面向光学检测装置，其特征在于，所述视觉取像模块包括第一取像器和第二取像器；

所述第一取像器和第二取像器用于扫描所述待测物的表面并传送至计算机主机，所述计算机主机用于分析所述待测物的缺陷。

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