CN216696101U

CN216696101U - 一种检测系统

Info

Publication number: CN216696101U
Application number: CN202123248452.6U
Authority: CN
Inventors: 邹波; 陈宏燊; 王寅赫
Original assignee: Dongguan Wordop Automation Technology Co ltd
Current assignee: Dongguan Wordop Automation Technology Co ltd
Priority date: 2021-12-22
Filing date: 2021-12-22
Publication date: 2022-06-07
Anticipated expiration: 2031-12-22

Abstract

本实用新型公开了一种检测系统，包括用于放置待测工件的检测工位，以及用于照射所述检测工位的光源；还包括：校准机构，包括校准元件；当所述校准机构置于检测工位时，所述校准元件在所述光源的照射下能够形成暗区；其中，所述暗区的所在位置用于确定所述光源照射方向的偏转角，基于所述偏转角能够使所述光源调整至目标照射方向。本实用新型能够快速地确定光源的偏转角，从而在光源的照射方向存在偏差时能够快捷高效地将其调整至目标照射方向，省去了反复调试的过程，有利于缩短检测时长以提高检测效率。此外，通过设置校准机构，能够降低对于光源产品组装精度的要求，因此能够降低光源成本，有利于实现面向市场的推广。

Description

一种检测系统

技术领域

本实用新型涉及视觉检测技术领域，尤其涉及一种检测系统。

背景技术

光度立体法是一种从不同的方向照射物体，并利用静态相机进行成像的检测方法，每个图像的光源方向不同，而不同的光源方向能够形成不同的表面反射率，从而能够在每个图像中捕获不同的特征点。当将这些图像进行处理后，能够生成具有较高对比度的图像，以实现细微特征的检测。

由于光源照射方向的分布均匀性会影响到光度立体法检测的可靠性，因此光源的分布一致性成为光度立体法发挥检测价值的障碍；为了提高光度立体法检测的可靠性，在检测前需要对光源的照射方向进行反复调试，该过程耗费时间过长，导致基于光度立体法的检测系统组装缓慢，使得检测效率过低，难以满足生产需求。同时，对光源产品的组装精度提出了更高的要求，因而应用于光度立体法的光源产品成本较高，难以实现市场推广。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种检测系统，解决现有技术中基于光度立体法的检测系统组装缓慢，且对于光源产品组装精度要求较高，导致光度立体法的检测效率较低、成本居高不下的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供以下的技术方案：

一种检测系统，包括用于放置待测工件的检测工位，以及用于照射所述检测工位的光源；还包括：

校准机构，包括校准元件；当所述校准机构置于检测工位时，所述校准元件在所述光源的照射下能够形成暗区；

其中，所述暗区用于确定所述光源照射方向的偏转角，基于所述偏转角能够使所述光源调整至目标照射方向。

可选地，所述校准机构还包括标定元件，所述标定元件具有与所述待测工件相同的表面特征；

所述校准元件连接于所述标定元件。

可选地，所述标定元件设有定位槽，所述校准元件设于所述定位槽内。

可选地，所述定位槽的截面形状为倒锥形。

可选地，所述校准元件为圆锥体、棱锥体、圆台或棱台。

可选地，所述校准元件的侧表面均匀分布有台阶结构。

可选地，所述的检测系统，还包括成像装置，所述成像装置对准于所述检测工位；

当所述光源照射于所述校准元件时，所述成像装置用于采集包含有所述暗区的校准图像。

可选地，所述的检测系统，还包括安装架；

所述光源设有多个，多个所述光源均可活动地安装于所述安装架上，且多个所述光源于所述安装架上呈均匀分布。

可选地，所述安装架上设有调节滑槽，所述光源可滑动地安装于所述调节滑槽内，所述光源能够沿所述调节滑槽滑动以靠近或远离所述检测工位；

所述安装架上还设有第一驱动件，所述第一驱动件用于驱动所述光源沿所述调节滑槽滑动。

可选地，所述光源通过一连接件可滑动地安装于所述调节滑槽内，所述光源与所述连接件之间为旋转连接；

所述安装架上还设有第二驱动件，所述第二驱动件用于驱动所述光源相对于所述连接件旋转。

可选地，所述安装架上设有用于检测光源调整角度的位置感应器，以及用于根据所述位置感应器的感应结果发出到位信号的声光报警器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供了一种检测系统，通过将校准机构设置于检测工位上，当光源照射于该校准机构时，校准元件能够形成一暗区，暗区的所在位置用于确定光源照射方向的偏转角，基于偏转角能够使光源调整至目标照射方向。本实用新型能够快速地确定光源的偏转角，从而在光源的照射方向存在偏差时能够快捷高效地将其调整至目标照射方向，省去了反复调试的过程，有利于缩短检测时长以提高检测效率。此外，通过设置校准机构，能够降低对于光源产品组装精度的要求，因此能够降低光源成本，有利于实现面向市场的推广。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型提供的一种检测系统的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种检测系统的又一结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种检测系统中于第一方向下暗区的位置分布示意图；

图4为本实用新型提供的一种检测系统中于第二方向下暗区的位置分布示意图；

图5为本实用新型提供的一种检测系统中于第三方向下暗区的位置分布示意图；

图6为本实用新型提供的一种检测系统中于第四方向下暗区的位置分布示意图；

图7为本实用新型提供的一种检测系统中校准元件的结构示意图。

上述图中：10、安装架；11、光源；20、成像装置；31、标定元件；32、校准元件；321、台阶结构；33、紧固件。

具体实施方式

为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本实用新型的限制。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

请结合参考图1和图2，本实用新型实施例提供了一种检测系统，包括用于放置待测工件的检测工位，以及用于照射检测工位的光源11；具体地，光源11设有多个，多个光源11分别从不同的方向照射于检测工位，以实现对置于检测工位上的待测工件的缺陷检测。

本实施例中，该检测系统还包括：

校准机构，包括校准元件32；该校准机构用于在检测前实现对光源11照射方向的检测，并为光源11照射方向的校准提供依据。

具体地，该校准元件32的高度与光源11高度及照射角度相关。同时，该校准元件32由金属或玻璃等便于取得及加工的材质制成，这些材质不易受时间、温度或湿度的影响，具有较低的膨胀率。

请参考图3至图6，当校准机构置于检测工位时，校准元件32在光源11的照射下能够形成暗区S，且在不同方向的光源照射下，暗区S的所处位置不同；其中，暗区S的所在位置用于确定光源11照射方向的偏转角，基于偏转角能够使光源11调整至目标照射方向。此外，还可以通过暗区S的灰度值以确定照射方向的偏转角；具体地，可以设置标准暗区，并将暗区S的灰度参数与标准暗区内的灰度参数进行比对，借此确定光源11照射方向的偏转角。可以理解的是，灰度参数可以是灰度值变化量，也可以是特定位置之间的灰度差值。

可以理解的是，可以在检测工位上设置刻度，以判断暗区S的所在位置是否为标准区域，若否，则光源11的当前照射方向存在偏差，参照刻度获取偏转角及偏转方向对光源11的照射方向进行调整即可。

本实施例中，校准机构还包括标定元件31，标定元件31具有与待测工件相同的表面特征；校准元件32通过如螺钉等紧固件33连接于标定元件31。其中，该标定元件31上设有明显的特征标识，以实现与待测工件之间的区分。

可选地，标定元件31设有定位槽，校准元件32设于定位槽内，利用该定位槽能够实现对校准元件32的固定及定位。

为了匹配不同尺寸的校准元件32，定位槽的截面形状为倒锥形。

检测时，通过流水线或机械手等设备将校准机构置于检测工位上，并使各个光源分别调整至指定角度范围内，即实现各个光源的预定位，有利于提高光源照射方向的调整效率。例如，光源的指定角度范围为10～20°，则预先将光源调整至15°。

请参考图7，本实施例中，校准元件32为圆锥体、棱锥体、圆台或棱台，校准元件32的侧表面均匀分布有台阶结构321，该台阶结构321能够时校准图像具有多个棱角，有利于校准系数的精确获取，从而提高光源11照射方向的精准调节。

其中，当校准元件32为棱锥体或棱台时，其棱边的数量可以根据光源11的数量对应设置，如设置有四个光源11，则该校准元件32为四棱锥或四棱台。

本实施例中，该检测系统还包括成像装置20，成像装置20对准于检测工位；当光源11照射于校准元件32时，成像装置20用于采集包含有暗区S的校准图像。

其中，校准元件32的长度和宽度，与成像装置20视野范围的长度和宽度相关；优选地，校准元件32的长度和宽度的比例与成像装置20视野范围的长度和宽度的比例相等。

可以理解的是，可以通过对校准图像进行分析处理，以实现对光源11照射方向的检测及调节。

在不同方向的照射方向下获得的校准图像中，暗区S的所处位置不同；通过计算暗区S的当前位置参数(如中心坐标或边缘坐标)，然后将计算所得的当前位置参数与预先设定的标准位置参数比对，从而获得光源11照射方向的偏转角。

此外，还可以通过获取校准图像的质心或等亮度线，以实现光源11照射方向偏转角的获取。

具体地，将校准图像按照等亮度线进行划分，按照亮度的从高到低进行划分，然后基于以下关系式计算第一光源11偏转角E1：

E1＝arctan((C1+d)/A1)；其中，A1为对应光源11的中心高度，C1为最高亮度中心与校准图像边缘的距离，d为校准图像边缘到光源中心的水平距离；基于该第一光源11偏转角E1以及理想状态下的第一标准偏转角度G1，判断光源11的当前照射方向是否为目标照射方向，若否，采用逐次逼近法对光源11的照射角度进行调整，直至第一光源11偏转角E1与第一标准偏转角度G1之间的差值为零。

可以理解的是，在高角度的情况下时只有一个亮度中心，为最高亮度中心；在低角度时有可能出现两个亮度中心，此时除了最高亮度中心外，还获取亮度次于最高亮度中心的次级亮度中心。

在低角度时，基于以下关系式实现光源11照射角度的微调，以进一步确保光源11照射角度的准确性：F1＝arctan((D1+d)/A1)；D1为次级亮度中心与图像边缘的距离；基于该第二光源11偏转角F1以及理想状态下的第二标准偏转角度G2，判断光源11的当前照射方向是否为目标照射方向，若否，采用逐次逼近法对光源11的照射角度进行调整，直至第二光源11偏转角F1与第二标准偏转角度G2之间的差值为零。

此外，还可以以相同的方法，获取再次级亮度中心，基于再次级亮度中心计算第三光源11偏转角，并根据理想状态下的第三标准偏转角度进行相应的微调，在此不作过多赘述。

本实施例中，该检测系统还包括安装架10；

其中，多个光源11均可活动地安装于安装架10上，且多个光源11于安装架10上呈均匀分布。

进一步地，安装架10上设有调节滑槽，光源11可滑动地安装于调节滑槽内，光源11能够沿调节滑槽滑动以靠近或远离检测工位；利用调节滑槽能够调节光源11的高度。

具体地，安装架10上还设有第一驱动件，第一驱动件用于驱动光源11沿调节滑槽滑动。可以理解的是，该第一驱动件可以为气缸、直线模组或电机。

进一步地，光源11通过一连接件可滑动地安装于调节滑槽内，光源11与连接件之间为旋转连接；基于该结构能够调节光源11的角度调节。

其中，安装架10上还设有第二驱动件，第二驱动件用于驱动光源11相对于连接件旋转。可以理解的是，该第二驱动件可以为旋转电机。

本实施例中，安装架10上设有用于检测光源11的调整角度的位置感应器，以及根据所述位置感应器的感应结果发出到位信号的声光报警器。

在第一驱动件和/或第二驱动件对光源11的位置及角度进行调整时，利用位置感应器以检测光源11的移动路径，并在光源11到达目标调整位置时利用声光报警器发出到位信号。

本实用新型能够快速地确定光源11的偏转角，从而能够在光源11的照射方向存在偏差时，快捷高效地将其调整至目标照射方向，省去了反复调试的过程，有利于缩短检测时长以提高检测效率。此外，通过设置校准机构，能够降低对于光源11产品组装精度的要求，因此能够降低光源11成本，有利于实现面向市场的推广。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种检测系统，包括用于放置待测工件的检测工位，以及用于照射所述检测工位的光源；其特征在于，还包括：

2.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述校准机构还包括标定元件，所述标定元件具有与所述待测工件相同的表面特征；

所述校准元件连接于所述标定元件。

3.根据权利要求2所述的检测系统，其特征在于，所述标定元件设有定位槽，所述校准元件设于所述定位槽内。

4.根据权利要求3所述的检测系统，其特征在于，所述定位槽的截面形状为倒锥形。

5.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述校准元件为圆锥体、棱锥体、圆台或棱台；

所述校准元件的侧表面均匀分布有台阶结构。

6.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，还包括成像装置，所述成像装置对准于所述检测工位；

7.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，还包括安装架；

8.根据权利要求7所述的检测系统，其特征在于，所述安装架上设有调节滑槽，所述光源可滑动地安装于所述调节滑槽内，所述光源能够沿所述调节滑槽滑动以靠近或远离所述检测工位；

9.根据权利要求8所述的检测系统，其特征在于，所述光源通过一连接件可滑动地安装于所述调节滑槽内，所述光源与所述连接件之间为旋转连接；

10.根据权利要求8所述的检测系统，其特征在于，所述安装架上设有用于检测光源调整角度的位置感应器，以及用于根据所述位置感应器的感应结果发出到位信号的声光报警器。