CN220603332U - 漆面缺陷检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种漆面缺陷检测装置，包括：外壳主体、2D取像传感器、距离检测部、光偏振板、显示屏和控制装置。通过将2D取像传感器、距离检测部、光偏振板、显示屏和控制装置均设置在外壳主体上，距离检测部用于调整装置位置，外壳主体上设置有突出部，光偏振板设置在突出部的前侧和底部，2D取像传感器设置在光偏振板后，显示屏设置在突出部底部并发出纹路投影到待测表面，由2D取像传感器进行检测，在检测特定表面时显示屏发出的光不适宜2D取像传感器直接检测，光偏振板滤除曝光影响使2D取像传感器正常检测，控制装置进行控制和数据分析，根据本申请的漆面缺陷检测装置的各方面既能够满足占地面积小的要求，又能够同时对不同漆面进行有效检测。

Description

漆面缺陷检测装置

技术领域

本申请涉及机器视觉检测领域，尤其涉及一种漆面缺陷检测装置。

背景技术

每年全世界生产的汽车有六千多万辆，又以中国每年生产量约三千多万辆为产量最大的国家，在汽车的生产工艺里包含了冲压、焊装、总装和涂装，又以涂装车间里，喷涂面漆烘干后，皆需要大量人工做漆面的目视检查，才可符合生产总量需求，原因在于涂装的工艺流程里，会因为各式各样的原因如:环境温度、干燥过快、面漆覆盖不良、潮气、涂装前车体抛光不当等等，造成前后保杆或整车车体的漆面出现颗粒、缩孔、流挂、气泡等等数十种缺陷出现。尤其在现今的汽车市场上，消费者对于所购买的汽车外观质量尤为其重视，越是高单价的车款，对于漆面外观质量越重视，如何解决车企在涂装目视质检站的问题是现今车厂急为迫切的需求。

因为漆面缺陷种类复杂且细微，目前大多数车厂主要以人工目视检查为主，但因为人的主观判定因素、及大部份汽车漆皆为高反光漆，需人工在高亮环境下容易作业，容易产生眼睛疲劳及不可逆的伤害。

近年为解决此问题，有些厂家提出了拱门式站体的漆面检测站(申请号202110117975.2)，该装置占地面积大，另有少数厂家提供显示屏加上多2D取像相机之装置(申请号202022686999.3)，解决了装置占地大的问题，但对于车厂来说同个涂装车间里可能同时须兼容素色漆、金属漆、珠光漆及哑光漆的喷涂工艺，现有的检测装置均不能实现同一装置能够对不同漆面进行有效检测。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提出了一种漆面缺陷检测装置，其占地面积小，且能够同时对不同漆面进行有效检测。

根据本申请的一方面，提供了一种漆面缺陷检测装置，包括：外壳主体、2D取像传感器、距离检测部、光偏振板、显示屏和控制装置。

所述外壳主体为中空的长方体结构，且所述外壳主体的前侧开设有与所述距离检测部设置位置相对应的开孔；所述外壳主体的前侧设置有突出部，所述突出部的前侧和底部交接位置设置有倾斜处，所述倾斜处设置有开口；所述光偏振板设置在所述开口位置，所述光偏振板为可视结构，且所述光偏振板与所述倾斜处位于同一平面；所述2D取像传感器设置在所述外壳主体内，且所述2D取像传感器靠近所述光偏振板；所述显示屏和所述距离检测部设置在所述外壳主体的前侧，其中所述显示屏设置在所述突出部的底部；所述控制装置设置在所述外壳主体的后侧，所述控制装置与所述2D取像传感器、距离检测部和显示屏电连接。

在一种可能的实现方式中，所述2D取像传感器设置在所述光偏振板的后侧，且所述2D取像传感器具有角度旋转微调结构；所述2D取像传感器沿所述光偏振板的长度方向设置有多个。

在一种可能实现的方式中，所述倾斜处与所述外壳主体的前侧面之间的角度为第一预设角度α，所述第一预设角度α的取值范围为：15°≤α≤45°。

在一种可能实现的方式中，所述距离检测部包括：3D传感器和测距传感器；所述3D传感器和所述测距传感器均设置在所述外壳主体的前侧；所述测距传感器的数量为两个，两个所述测距传感器分别设置在所述外壳主体前侧的顶部边角位置。

在一种可能实现的方式中，还包括：限位传感器、握把和散热部；所述限位传感器为直杆状结构，均设置在所述外壳主体的前侧，且所述限位传感器凸出于所述外壳主体前侧，其凸出长度大于所述突出部的长度；所述握把和所述散热部均为两个，分别设置在所述外壳主体的左右两侧。

在一种可能实现的方式中，所述外壳主体的靠近上端和下端部分在长度方向向两侧延长设置有延长部，所述延长部的高度占所述外壳主体高度的1/3；上端的所述延长部高度大于下端的所述延长部高度。

在一种可能实现的方式中，所述限位传感器的数量为四个，四个所述限位传感器分别设置在所述延长部的前侧，且所述限位器传感器的前端圆滑设置。

在一种可能实现的方式中，所述握把和所述散热部设置在所述外壳主体两侧未延伸的部分，所述散热部设置在所述握把的底部，且所述外壳主体上开设有散热孔。

在一种可能实现的方式中，所述安装部设置在所述外壳主体的底部或顶部，所述安装部为法兰安装孔。

在一种可能实现的方式中，所述控制装置与所述显示屏、2D取像传感器、3D传感器、测距传感器和限位传感器电连接。

本申请的有益效果：通过将外壳主体设置为内部中空的长方体结构，并将2D取像传感器、距离检测部、光偏振板、显示屏和控制装置均设置在外壳主体上，距离检测部用于在测量前调整装置位置，使其与待测表面达到合适状态，在外壳主体的前侧设置有突出部，突出部的前侧和底部的交接位置倾斜设置有倾斜处，倾斜处上设置有开口，并在开口位置设置有光偏振板，2D取像传感器设置在外壳主体内并靠近光偏振板，方便2D取像传感器对待测表面进行检测，显示屏设置在突出部的底部，通过显示屏发出的纹路投影到待测表面后，由2D取像传感器进行检测，在检测特定表面时显示屏发出的光不适宜2D取像传感器直接进行检测，光偏振板能够滤除曝光影响，使2D取像传感器正常检测，还包括有控制装置，控制装置能够对各部件进行控制测量和数据分析，根据本申请的一种漆面缺陷检测装置的各方面既能够满足占地面积小的要求，又能够同时对不同漆面进行有效检测。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本申请的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本申请的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本申请的原理。

图1示出本申请实施例的漆面缺陷检测装置的主体结构图；

图2示出本申请实施例的漆面缺陷检测装置的侧面透视图；

图3示出本申请实施例的漆面缺陷检测装置的仰视图；

图4示出本申请实施例的漆面缺陷检测装置的控制装置的安装示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

其中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请或简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本申请，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本申请的主旨。

如图1-4所示，该漆面缺陷检测装置包括：外壳主体100、2D取像传感器200、距离检测部300、光偏振板400、显示屏500和控制装置600。

外壳主体100为中空的长方体结构，且外壳主体100的前侧开设有与距离检测部300设置位置相对应的开孔；外壳主体100的前侧设置有突出部110，突出部110的前侧和底部交接位置设置有倾斜处111，倾斜处111设置有开口；光偏振板400设置在开口位置，光偏振板400为可视结构，且光偏振板400与倾斜处111位于同一平面；2D取像传感器200设置在外壳主体100内，且2D取像传感器200靠近光偏振板400；显示屏500和距离检测部300设置在外壳主体100的前侧，其中显示屏500设置在突出部110的底部；控制装置600设置在外壳主体100的后侧，控制装置600与2D取像传感器200、距离检测部300和显示屏500电连接。

外壳主体100为扁平盒状结构，其为内部中空的扁平长方体结构，如图2所示的左侧为外壳主体100的前侧，外壳主体100的前侧设置有开孔，开孔位置与距离检测部300的位置相对应；外壳主体100的前侧板与后侧通过安装螺母固定，外壳主体100的四个侧面设置有安装螺母，安装螺母用于将装置整体安装牢固。本申请所述的所有部件均设置在外壳主体100上或外壳主体100内，用于将漆面缺陷检测装置紧凑的集成在外壳主体100上，控制装置600的大小。

外壳主体100的前侧设置有突出部110，突出部110设置在外壳主体100的中间偏上位置，突出部110的凸出长度可以根据2D取像传感器200的实际情况灵活设定，其中突出部110的凸出长度为图2所示的左右方向，突出部110为长条形的长方体结构，其长度方向沿外壳主体100的长度方向设置，突出部110的长度小于外壳主体100的长度，如图2所示的深度方向为外壳主体100的长度方向。在突出部110上设置有倾斜处111，倾斜处111沿长度方向设置，且其长度与突出部110的长度相等，倾斜处111为朝向前侧和底部倾斜设置，突出部110的前侧面和底面的所产生的切面为倾斜处111。突出部110用于方便放置在其内部的2D取像传感器200的取像，若没有突出部110和倾斜处111，则2D取像传感器200在取像时只能取到水平方向的漆面状态图，在调整角度时容易遮挡2D取像传感器200的取图范围，则需要不断调整装置整体与漆面的位置；设置有突出部110和倾斜处111后，2D取像传感器200的视角朝向显示屏500所照射至的待测面上，且能够通过仅调节2D取像传感器200的方法取得漆面图像。

倾斜处111上设置有开口，开口的形状为长方形，开口的大小小于倾斜处111的大小。在开口处设置有光偏振板400，光偏振板400的大小大于开口的大小，但小于倾斜处111的大小，光偏振板400为可视结构，且其所在的平面与倾斜处111所在的平面重合，2D取像传感器200设置在光偏振板400后。在进行漆面检测取图时，显示屏500投射可变周期及亮度的横向、纵向、棋盘方格及螺旋纹路至待检测漆面上，由2D取像传感器200对漆面进行取像，光偏振板400在此过程中不生效；当显示屏500投射的高亮漫射光时会使漆面曝光，影响到2D取像传感器200的取图准确性，从而导致分析结果不准确影响产品质量合格率，光偏振板400能够滤除曝光影响，使得2D取像传感器200能够正常工作。

2D取像传感器200设置在外壳主体100内部，且靠近光偏振板400位置，2D取像传感器200在外壳主体100内具有一定预设角度，该角度与倾斜处111的角度相对应。本申请所使用的2D取像传感器200为现有技术。

距离检测部300设置在外壳主体100的前侧，且设置在外壳主体100前侧的靠上位置。距离检测部300用于检测装置与待测漆面之间的距离和角度，在对漆面进行取像之前，装置在待测漆面前移动，由距离检测部300取得待检测漆面的偏移量及方位，获取器位置及姿态，到达制定状态时，即可开始测量。

显示屏500设置在外壳主体100的前侧面上，且显示屏500设置在突出部110的底部，显示屏500用于提供多组可变周期及亮度的条纹图像投影至高反光漆面上进行反射，以及高亮漫射光照射至珠光及哑光漆面工件上，能够满足投射不同种的光照，以用于检测不同材质漆面的状态。显示屏500实现了多组变换条纹图像投影至高反光漆面上反射进行2D取像传感器200取像，以及高亮漫射光模式照射至珠光及哑光漆面上，透过光偏振板400滤除曝光之影响，取得高质量图像，同时解决了高亮漆及哑光漆须在同站点进行漆面缺陷检测的需求。

控制装置600设置在外壳主体100内，且控制装置600固定安装在外壳主体100的后侧底部，控制装置600包括：5G通讯天线、影像采集卡、中央处理器CPU、图像处理器GPU、记忆体和固态硬盘。本申请所述的控制装置600能够使用现有技术实现。

在一种可能的实现方式中，2D取像传感器200设置在光偏振板400的后侧，且2D取像传感器200具有角度旋转微调结构；2D取像传感器200沿光偏振板400的长度方向设置有多个。

2D取像传感器200沿光偏振板400的长度方向并排设置有多个，多个2D取像传感器200沿外壳主体100的垂直方向的中轴线对称分布。2D取像传感器200上设置有精密俯视角度旋转微调结构，控制装置600能够控制其朝向显示屏500方向倾斜特定角度，具体的倾斜角度可以根据实际情况灵活设定，使取像的可视范围能够完整覆盖显示屏500投影到待测漆面物件上的投影面积范围。

在一种可能实现的方式中，倾斜处111与外壳主体100的前侧面之间的角度为第一预设角度α，第一预设角度α的取值范围为：15°≤α≤45°。

倾斜处111的延长线与外壳主体100的前侧面之间具有预设角度，预设角度根据待测漆面物件与装置的距离和显示屏500的照射角度等多方影响，灵活设定其取值范围。

在一种可能实现的方式中，距离检测部300包括：3D传感器310和测距传感器320；3D传感器310和测距传感器320均设置在外壳主体100的前侧；测距传感器320的数量为两个，两个测距传感器320分别设置在外壳主体100前侧的顶部边角位置。

外壳主体100上与距离检测部300相对应的位置设置有开孔，3D传感器310设置在外壳主体100内，其在外壳主体100上设置有两个视窗结构，两个视窗结构沿外壳主体100的中轴线对称设置，一侧对待检物漆面进行打光，一侧进行收光，且3D传感器310的设置位置靠近顶部位置，与开孔位置相对应。测距传感器320为激光测距传感器320，用于更细部调整漆面取像的姿态，测距传感器320内嵌在外壳主体100的开孔内，其设置位置为外壳主体100前侧靠近顶部和两侧的位置，且测距传感器320的数量为两个，分别设置在外壳主体100前侧靠近顶部的边角位置。距离检测部300用于对待检测漆面物件做实时空间定位，反馈物件空间偏移量及方位给控制装置600，在由外部移载运作装置运动，达成实时补偿微调系统装置取像位置及姿态，使2D视觉取像传感器取到的图像完整且清晰，解决模糊或失焦问题。

在一种可能实现的方式中，还包括：限位传感器700、握把120和散热部130；限位传感器700为直杆状结构，均设置在外壳主体100的前侧，且限位传感器700凸出于外壳主体100前侧，其凸出长度大于突出部110的长度；握把120和散热部130均为两个，分别设置在外壳主体100的左右两侧。

握把120和散热部130设置在外壳主体100的两侧，且握把120和散热部130的数量均为两个，分别设置在外壳主体100的两侧。握把120为内嵌式握把120，便于将装置安装在外部移载装置上。散热部130包括散热孔和散热器，散热孔在外壳主体100两侧开设有若干个，散热器设置在外壳主体100内，且与散热孔相对应，散热器为主动式散热装置，散热部130能够为3D传感器310、2D取像传感器200和控制装置600散热。

限位传感器700的数量为四个，均设置在外壳主体100的前侧，分别设置在外壳主体100的延长部140上，对限位器的具体设置位置不做限定，只需设置在外壳主体100前侧的边缘位置即可，但其在外壳主体100上的凸出长度大于其他部分，当装置在空间中位移取像时，避免碰撞到待检漆面工件以及其他空间中的物品，当限位传感器700的前端触碰到物品时，控制装置600将得到信号，暂停移动，以免损坏装置和其他物件。

在一种可能实现的方式中，外壳主体100的靠近上端和下端部分在长度方向向两侧延长设置有延长部140，延长部140的高度占外壳主体100高度的1/3；上端的延长部140高度大于下端的延长部140高度。

延长部140沿外壳主体100的长度方向像两侧延伸，延伸部的长度根据各部件的数量和安装位置灵活设定，限位传感器700设置在延长部140上，能够更好的保护装置不触碰到待测物件导致的损坏，延长部140的高度取决于握把120和散热部130的安装位置。

在一种可能实现的方式中，限位传感器700的数量为四个，四个限位传感器700分别设置在延长部140的前侧，且限位器传感器的前端圆滑设置，当限位传感器700触碰到待测物件表面时不易损坏待测物漆面。

在一种可能实现的方式中，握把120和散热部130设置在外壳主体100两侧未延伸的部分，散热部130设置在握把120的底部，且外壳主体100上开设有散热孔。

在一种可能实现的方式中，安装部800设置在外壳主体100的底部或顶部，安装部800为法兰安装孔。安装部800用于安装在外部移载装置上，本申请中所述的安装部800设置在外壳主体100的底部，可以根据外部移载装置的类型灵活设定，此处所述的移载装置包括但不限于六轴机器人、三轴电动缸移动装置。

在一种可能实现的方式中，控制装置600与显示屏500、2D取像传感器200、3D传感器310、测距传感器320和限位传感器700电连接。

3D传感器310、测距传感器320、限位传感器700、散热装置、显示屏500和2D取像传感器200均与控制装置600电连接，控制系统执行取图后直接进行图像处理运算，并通过5G通讯天线进行资料传输和检测结果至后端服务器，该流程均采用现有技术能够实现的方式。装置电源设置在外壳主体100内，为所有部件及传感器提供所需的电源。

漆面缺陷检测装置的运作流程包括但不限于如下步骤：

步骤1：控制系统发出指令，控制3D传感器310和测距传感器320，取得待漆面检测物件的偏移量及方位，在藉由移载运作实时补偿微调系统装置取像位置及姿态。

步骤2：控制系统发出指令控制显示屏500，给予可变周期及亮度的横向、纵向、棋盘方格及螺旋纹路投射到高亮漆面，在利用2D取像传感器200向高亮漆面反射之图像进行取图。

步骤3：显示屏500开启高亮漫射光模式照射至同位置同区域漆面上，利用光偏振板400滤除曝光之影响后，在利用2D取像传感器200向漆面物件上可视范围进行取图。

步骤4：控制系统进行图像数据的汇整、识别、运算、传输等得到检测结果。

本申请所述的漆面缺陷检测装置，能够解决现有技术的不足，解决不可动态补偿微调，对于定位工装会不固定位置的涂装产线，会出现取像偏差及图像模糊等问题，以及须同时兼容素色漆、金属漆、珠光漆及哑光漆的喷涂工艺产线上，无法对珠光漆及哑光雾面漆进行有效检测的技术问题。

需要说明的是，尽管以本申请作为示例介绍了一种漆面缺陷检测装置如上，但本领域技术人员能够理解，本申请应不限于此。事实上，用户完全可根据个人喜好和/或实际应用场景灵活设定各参数，只要设计合理即可。

这样，通过将外壳主体设置为内部中空的长方体结构，并将2D取像传感器、距离检测部、光偏振板、显示屏和控制装置均设置在外壳主体上，距离检测部用于在测量前调整装置位置，使其与待测表面达到合适状态，在外壳主体的前侧设置有突出部，突出部的前侧和底部的交接位置倾斜设置有倾斜处，倾斜处上设置有开口，并在开口位置设置有光偏振板，2D取像传感器设置在外壳主体内并靠近光偏振板，方便2D取像传感器对待测表面进行检测，显示屏设置在突出部的底部，通过显示屏发出的纹路投影到待测表面后，由2D取像传感器进行检测，在检测特定表面时显示屏发出的光不适宜2D取像传感器直接进行检测，光偏振板能够滤除曝光影响，使2D取像传感器正常检测，还包括有控制装置，控制装置能够对各部件进行控制测量和数据分析，根据本申请的一种漆面缺陷检测装置的各方面既能够满足占地面积小的要求，又能够同时对不同漆面进行有效检测。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种漆面缺陷检测装置，其特征在于，包括：外壳主体、2D取像传感器、距离检测部、光偏振板、显示屏和控制装置；

所述外壳主体为中空的长方体结构，且所述外壳主体的前侧开设有与所述距离检测部设置位置相对应的开孔；

所述外壳主体的前侧设置有突出部，所述突出部的前侧和底部交接位置设置有倾斜处，所述倾斜处设置有开口；

所述光偏振板设置在所述开口位置，所述光偏振板为可视结构，且所述光偏振板与所述倾斜处位于同一平面；

所述2D取像传感器设置在所述外壳主体内，且所述2D取像传感器靠近所述光偏振板；

所述显示屏和所述距离检测部设置在所述外壳主体的前侧，其中所述显示屏设置在所述突出部的底部；

所述控制装置设置在所述外壳主体的后侧，所述控制装置与所述2D取像传感器、距离检测部和显示屏电连接。

2.根据权利要求1所述的漆面缺陷检测装置，其特征在于，所述2D取像传感器设置在所述光偏振板的后侧，且所述2D取像传感器具有角度旋转微调结构；

所述2D取像传感器沿所述光偏振板的长度方向设置有多个。

3.根据权利要求2所述的漆面缺陷检测装置，其特征在于，所述倾斜处与所述外壳主体的前侧面之间的角度为第一预设角度α，所述第一预设角度α的取值范围为：15°≤α≤45°。

4.根据权利要求1所述的漆面缺陷检测装置，其特征在于，所述距离检测部包括：3D传感器和测距传感器；

所述3D传感器和所述测距传感器均设置在所述外壳主体的前侧；

所述测距传感器的数量为两个，两个所述测距传感器分别设置在所述外壳主体前侧的顶部边角位置。

5.根据权利要求1-4任一项所述的漆面缺陷检测装置，其特征在于，还包括：限位传感器、握把和散热部；

所述限位传感器为直杆状结构，均设置在所述外壳主体的前侧，且所述限位传感器凸出于所述外壳主体前侧，其凸出长度大于所述突出部的长度；

所述握把和所述散热部均为两个，分别设置在所述外壳主体的左右两侧。

6.根据权利要求5所述的漆面缺陷检测装置，其特征在于，所述外壳主体的靠近上端和下端部分在长度方向向两侧延长设置有延长部，所述延长部的高度占所述外壳主体高度的1/3；

上端的所述延长部高度大于下端的所述延长部高度。

7.根据权利要求6所述的漆面缺陷检测装置，其特征在于，所述限位传感器的数量为四个，四个所述限位传感器分别设置在所述延长部的前侧，且所述限位传感器的前端圆滑设置。

8.根据权利要求6所述的漆面缺陷检测装置，其特征在于，所述握把和所述散热部设置在所述外壳主体两侧未延伸的部分，所述散热部设置在所述握把的底部，且所述外壳主体上开设有散热孔。

9.根据权利要求6所述的漆面缺陷检测装置，其特征在于，所述外壳主体的底部或顶部设置有安装部，所述安装部为法兰安装孔。

10.根据权利要求4所述的漆面缺陷检测装置，其特征在于，所述控制装置与所述显示屏、2D取像传感器、3D传感器、测距传感器和限位传感器电连接。