CN220983085U - 一种圆柱形工件检测光源及机器视觉检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器视觉检测技术领域，公开了一种圆柱形工件检测光源及机器视觉检测装置，包括平行光源和球积分光源；其中，所述平行光源呈C字形结构，且所述平行光源的发光面位于C字形结构的内侧；所述球积分光源设置在所述平行光源的上方，且所述球积分光源的发光面垂直于所述平行光源的发光面。本实用新型通过将平行光源设计成呈C字形结构，并将球积分光源设置在平行光源的上方，使得可由平行光源对圆柱形工件的侧面进行打光，由球积分光源对圆柱形工件的顶面进行打光，可满足圆柱形工件的检测需求，实现对圆柱形工件不同表面的同时打光，无需重复操作，有利于提高检测效率，适于大范围推广应用。

Description

一种圆柱形工件检测光源及机器视觉检测装置

技术领域

本实用新型涉及机器视觉检测技术领域，尤其涉及一种圆柱形工件检测光源及机器视觉检测装置。

背景技术

随着工业技术的发展，自动化程度逐渐提高，机器视觉检测逐渐普及。机器视觉检测是指利用机器代替人眼来作各种测量和判断。在生产线上，人来做此类测量和判断会因疲劳、个人之间的差异等产生误差和错误，但机器却会不知疲倦地、稳定地进行下去。

目前，虽然机器视觉检测具有较高的检测准确性和检测效率，但对于具有特定形状的工件，仍存在检测瓶颈。例如，针对圆柱形工件(水瓶、眼药水瓶等)，由于市面上没有专门的光源进行打光配合，从而只能多次对圆柱形工件的不同表面进行打光，然后每次的打光都采集一次图像，操作较为繁琐，检测效率较低。

因此，需要对现有技术进行改进。

以上信息作为背景信息给出只是为了辅助理解本公开，并没有确定或者承认任意上述内容是否可用作相对于本公开的现有技术。

实用新型内容

本实用新型提供一种圆柱形工件检测光源及机器视觉检测装置，以解决现有技术中的不足。

为实现上述目的，本实用新型提供以下的技术方案：

第一方面，本实用新型提供一种圆柱形工件检测光源，包括平行光源和球积分光源；其中，

所述平行光源呈C字形结构，且所述平行光源的发光面位于C字形结构的内侧；

所述球积分光源设置在所述平行光源的上方，且所述球积分光源的发光面垂直于所述平行光源的发光面。

进一步地，所述圆柱形工件检测光源中，所述平行光源包括第一壳体、红外光发光灯板、可见光发光灯板和紫外光发光灯板；

所述第一壳体呈C字形结构，且一端开口设置；

所述红外光发光灯板、可见光发光灯板和紫外光发光灯板均设置在所述第一壳体内，依次连接成C字形结构，且发光面均朝向所述第一壳体的开口。

进一步地，所述圆柱形工件检测光源中，所述红外光发光灯板包括第一红外光发光灯板和第二红外光发光灯板；

所述第一红外光发光灯板和所述第二红外光发光灯板呈直角设置；

所述紫外光发光灯板包括第一紫外光发光灯板和第二紫外光发光灯板；

所述第一紫外光发光灯板和所述第二紫外光发光灯板呈直角设置。

进一步地，所述圆柱形工件检测光源中，所述平行光源还包括均匀镜片、平行镜片和保护镜片；

所述均匀镜片、平行镜片和保护镜片均呈C字形结构，设置在所述第一壳体的开口处，且在发光方向上依次设置。

进一步地，所述圆柱形工件检测光源中，所述球积分光源包括第一球积分光源和第二球积分光源；

所述第一球积分光源用于发出扩散的光线；

所述第二球积分光源用于发出聚集的光线。

进一步地，所述圆柱形工件检测光源中，所述第一球积分光源包括第二壳体、环形贴片灯板和第一环形底座；

所述第二壳体呈半球形，且所述第二壳体设置在所述第一环形底座的上方；

所述环形贴片灯板设置在所述第二壳体与所述第一环形底座的连接处；

所述第二壳体的内壁涂覆有漫反射涂层；

所述环形贴片灯板的出光面朝向所述第二壳体的内壁。

进一步地，所述圆柱形工件检测光源中，所述第二球积分光源包括第三壳体、环形插针灯板、环形导热胶和第二环形底座；

所述第三壳体呈半球形，且所述第三壳体设置在所述第二环形底座的上方；

所述环形插针灯板设置在所述第三壳体与所述第二环形底座的连接处；

所述环形导热胶设置在所述环形插针灯板与所述第二环形底座之间；

所述第三壳体的内壁涂覆有镜面反射涂层；

所述环形插针灯板的出光面朝向所述第三壳体的内壁；

或，所述第二球积分光源包括第三壳体、反射罩、环形插针灯板、环形导热胶和第二环形底座；

所述第三壳体呈半球形，且所述第三壳体设置在所述第二环形底座的上方；

所述反射罩设置在所述第三壳体的内部，且所述反射罩的内壁有镜面反射涂层；

所述环形插针灯板设置在所述第三壳体与所述第二环形底座的连接处；

所述环形导热胶设置在所述环形插针灯板与所述第二环形底座之间；

所述环形插针灯板的出光面朝向所述反射罩的内壁。

进一步地，所述圆柱形工件检测光源中，所述第二壳体和所述第三壳体上均开设有拍摄窗口。

进一步地，所述圆柱形工件检测光源中，所述第一环形底座和所述第二环形底座上设置有散热鳍片。

第二方面，本实用新型提供一种机器视觉检测装置，包括相机和如上述第一方面所述的圆柱形工件检测光源。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种圆柱形工件检测光源及机器视觉检测装置，包括平行光源和球积分光源，通过将平行光源设计成呈C字形结构，并将球积分光源设置在平行光源的上方，使得可由平行光源对圆柱形工件的侧面进行打光，由球积分光源对圆柱形工件的顶面进行打光，可满足圆柱形工件的检测需求，实现对圆柱形工件不同表面的同时打光，无需重复操作，有利于提高检测效率，适于大范围推广应用。

本实用新型具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本实用新型的特定原理。

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是本实用新型实施例一提供的一种圆柱形工件检测光源的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的一种圆柱形工件检测光源的整体结构示意图；

图3是本实用新型实施例一提供的一种圆柱形工件检测光源的整体结构示意图；

图4是本实用新型实施例一提供的平行光源的结构示意图；

图5是本实用新型实施例一提供的红外光发光灯板、可见光发光灯板和紫外光发光灯板的结构示意图；

图6是本实用新型实施例一提供的第一球积分光源的结构分解示意图；

图7是本实用新型实施例一提供的第二球积分光源的结构分解示意图；

图8是本实用新型实施例一提供的第二球积分光源的结构分解示意图；

图9是本实用新型实施例二提供的一种机器视觉检测装置的整体结构示意图。

附图标记：

平行光源1，球积分光源2，拍摄窗口3，相机4；

第一壳体11，红外光发光灯板12，可见光发光灯板13，紫外光发光灯板14，均匀镜片15，平行镜片16，保护镜片17；

第一红外光发光灯板121，第二红外光发光灯板122；

第一紫外光发光灯板141，第二紫外光发光灯板142；

第一球积分光源21，第二球积分光源22；

第二壳体211，环形贴片灯板212，第一环形底座213；

第三壳体221，环形插针灯板222，环形导热胶223，第二环形底座224，反射罩225。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，本领域普通技术人员可知，随着技术发展和新场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

在本申请的描述中，需要理解的是，除非另有定义，本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。此外，使用的任何术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

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。

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。

实施例一

有鉴于上述现有的机器视觉检测技术存在的缺陷，本申请人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以希望创设能够解决现有技术中缺陷的技术，使得机器视觉检测技术更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。

请参考图1-9，本实用新型实施例提供一种圆柱形工件检测光源，包括平行光源1和球积分光源2；其中，

所述平行光源1呈C字形结构，且所述平行光源1的发光面位于C字形结构的内侧；

所述球积分光源2设置在所述平行光源1的上方，且所述球积分光源2的发光面垂直于所述平行光源1的发光面。

需要说明的是，为了解决现有技术存在的无法同时对圆柱形工件的不同表面进行打光的问题，本实施例将多个光源，即平行光源1和球积分光源2进行了组合，使得最终组合形成的检测光源适配于圆柱形工件。具体地，可由平行光源1对圆柱形工件的侧面进行打光，由球积分光源2对圆柱形工件的顶面进行打光，可满足圆柱形工件的检测需求，也即当不同的光源同时给圆柱形工件上对应的表面进行打光时，圆柱形工件的所有表面都可被打光覆盖，无需将进行多次打光，提高了检测效率。

请再次参考图4-5，在本实施例中，所述平行光源1包括第一壳体11、红外光发光灯板12、可见光发光灯板13和紫外光发光灯板14；

所述第一壳体11呈C字形结构，且一端开口设置；

所述红外光发光灯板12、可见光发光灯板13和紫外光发光灯板14均设置在所述第一壳体11内，依次连接成C字形结构，且发光面均朝向所述第一壳体11的开口。

需要说明的是，平行光源1分为三个区域，即红外光发光区域、可见光发光区域和紫外光发光区域，这三个区域分别实现的检测项目不同，其中，可见光发光区域用于检测透明的圆柱形工件的内外部缺陷，或者是不透明工件的外部缺陷，红外光发光区域用于检测不透明的圆柱形工件的内部缺陷，紫外光发光区域用于检测不透明的圆柱形工件的内部液体有无杂质。

可以理解的是，可见光发光灯板13可为单色灯板或多色灯板。

具体地，如果有不同颜色的打光需求，则可选择多色灯板，并根据具体的打光需求而选择多色灯板的打光颜色。

请再次参考图4-5，在本实施例中，所述红外光发光灯板12包括第一红外光发光灯板121和第二红外光发光灯板122；

所述第一红外光发光灯板121和所述第二红外光发光灯板122呈直角设置；

所述紫外光发光灯板14包括第一紫外光发光灯板141和第二紫外光发光灯板142；

所述第一紫外光发光灯板141和所述第二紫外光发光灯板142呈直角设置。

需要说明的是，呈直角设置的第一红外光发光灯板121和第二红外光发光灯板122，以及第一紫外光发光灯板141和第二紫外光发光灯板142的设计目的是为了契合圆柱形工件侧面的弧度，以实现一次打光就能覆盖较多的面积。

请再次参考图4，在本实施例中，所述平行光源1还包括均匀镜片15、平行镜片16和保护镜片17；

所述均匀镜片15、平行镜片16和保护镜片17均呈C字形结构，设置在所述第一壳体11的开口处，且在发光方向上依次设置。

需要说明的是，均匀镜片15用于将灯板发出的光线呈面状均匀发散，平行镜片16用于令灯板发出的光线的准直性更好，保护镜片17用于透光并对均匀镜片15、平行镜片16起到保护作用。

请再次参考图1-3，在本实施例中，所述球积分光源2包括第一球积分光源21和第二球积分光源22；

所述第一球积分光源21用于发出扩散的光线；

所述第二球积分光源22用于发出聚集的光线。

需要说明的是，球积分光源2包括两种类型的光源，即第一球积分光源21和第二球积分光源22，这两个光源分别实现的检测项目不同，其中，第一球积分光源21用于检测圆柱形工件顶面的面状特征，比如印刷、划痕等，第二球积分光源22用于检测圆柱形工件顶面的非面状特征，比如圆锥、突起、圆弧等。

请参考图6，在本实施例中，所述第一球积分光源21包括第二壳体211、环形贴片灯板212和第一环形底座213；

所述第二壳体211呈半球形，且所述第二壳体211设置在所述第一环形底座213的上方；

所述环形贴片灯板212设置在所述第二壳体211与所述第一环形底座213的连接处；

所述第二壳体211的内壁涂覆有漫反射涂层；

所述环形贴片灯板212的出光面朝向所述第二壳体211的内壁。

需要说明的是，环形贴片灯板212能够发出较为扩散的光线，再配合第二壳体211内壁的涂覆的漫反射涂层，最终可发出符合要求的扩散光。

对于所述第二球积分光源22的结构设计，请参考图7，在本实施例中，一方面，所述第二球积分光源22可以包括第三壳体221、环形插针灯板222、环形导热胶223和第二环形底座224；

所述第三壳体221呈半球形，且所述第三壳体221设置在所述第二环形底座224的上方；

所述环形插针灯板222设置在所述第三壳体221与所述第二环形底座224的连接处；

所述环形导热胶223设置在所述环形插针灯板222与所述第二环形底座224之间；

所述第三壳体221的内壁涂覆有镜面反射涂层；

所述环形插针灯板222的出光面朝向所述第三壳体221的内壁。

需要说明的是，环形插针灯板222能够发出较为聚集的光线，再配合第三壳体221内壁的涂覆的镜面反射涂层，最终可发出符合要求的聚集光。

另外，为了避免环形插针灯板222上灯珠的插脚与金属的第二环形底座224接触，在这两者之间设置有环形导热胶223。

请参考图8，在本实施例中，另一方面，所述第二球积分光源22可以包括第三壳体221、反射罩225、环形插针灯板222、环形导热胶223和第二环形底座224；

所述第三壳体221呈半球形，且所述第三壳体221设置在所述第二环形底座224的上方；

所述反射罩225设置在所述第三壳体221的内部，且所述反射罩225的内壁有镜面反射涂层；

所述环形插针灯板222设置在所述第三壳体221与所述第二环形底座224的连接处；

所述环形导热胶223设置在所述环形插针灯板222与所述第二环形底座224之间；

所述环形插针灯板222的出光面朝向所述反射罩225的内壁。

需要说明的是，与前一种设计不同之处在于，本设计增加了反射罩225，如此镜面反射涂层需要涂覆在反射罩225的内壁，而非第三壳体221的内壁，除此之外，其余结构均相同。

请再次参考图1-3，在本实施例中，所述第二壳体211和所述第三壳体221上均开设有拍摄窗口3。

需要说明的是，拍摄窗口3可为圆形或椭圆形，该窗口是供相机拍摄用的。

在本实施例中，所述第一环形底座213和所述第二环形底座224上设置有散热鳍片。

另外，本实施例中的所有灯板均是由PCB板和灯珠组成。具体地，PCB板上设置有若干灯珠，若干灯珠于PCB板上呈矩阵分布。

尽管本申请中较多的使用了平行光源，球积分光源，拍摄窗口，相机等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

本实用新型提供的一种圆柱形工件检测光源，包括平行光源和球积分光源，通过将平行光源设计成呈C字形结构，并将球积分光源设置在平行光源的上方，使得可由平行光源对圆柱形工件的侧面进行打光，由球积分光源对圆柱形工件的顶面进行打光，可满足圆柱形工件的检测需求，实现对圆柱形工件不同表面的同时打光，无需重复操作，有利于提高检测效率，适于大范围推广应用。

实施例二

请参考图9，本实用新型实施例提供一种机器视觉检测装置，包括相机4和如上述实施例一所述的圆柱形工件检测光源。

图9中示出了5个相机4，分别对应采集不同检测项目下的圆柱形工件的图像。

本实用新型提供的一种机器视觉检测装置，包括平行光源和球积分光源，通过将平行光源设计成呈C字形结构，并将球积分光源设置在平行光源的上方，使得可由平行光源对圆柱形工件的侧面进行打光，由球积分光源对圆柱形工件的顶面进行打光，可满足圆柱形工件的检测需求，实现对圆柱形工件不同表面的同时打光，无需重复操作，有利于提高检测效率，适于大范围推广应用。

综上所述，在阅读本详细公开内容之后，本领域技术人员可以明白，前述详细公开内容可以仅以示例的方式呈现，并且可以不是限制性的。尽管这里没有明确说明，本领域技术人员可以理解本申请意图囊括对实施例的各种合理改变，改进和修改。这些改变，改进和修改旨在由本申请提出，并且在本申请的示例性实施例的精神和范围内。

此外，本申请中的某些术语已被用于描述本申请的实施例。例如，“一个实施例”，“实施例”和/或“一些实施例”意味着结合该实施例描述的特定特征，结构或特性可以包括在本申请的至少一个实施例中。因此，可以强调并且应当理解，在本说明书的各个部分中对“实施例”或“一个实施例”或“替代实施例”的两个或更多个引用不一定都指代相同的实施例。此外，特定特征，结构或特性可以在本申请的一个或多个实施例中适当地组合。

应当理解，在本申请的实施例的前述描述中，为了帮助理解一个特征，出于简化本申请的目的，本申请将各种特征组合在单个实施例、附图或其描述中。然而，这并不是说这些特征的组合是必须的，本领域技术人员在阅读本申请的时候完全有可能将其中一部分特征提取出来作为单独的实施例来理解。也就是说，本申请中的实施例也可以理解为多个次级实施例的整合。而每个次级实施例的内容在于少于单个前述公开实施例的所有特征的时候也是成立的。

最后，应当理解，本文公开的申请的实施方案是对本申请的实施方案的原理的说明。其他修改后的实施例也在本申请的范围内。因此，本申请披露的实施例仅仅作为示例而非限制。本领域技术人员可以根据本申请中的实施例采取替代配置来实现本申请中的申请。因此，本申请的实施例不限于申请中被精确地描述过的实施例。

Claims (10)

1.一种圆柱形工件检测光源，其特征在于，包括平行光源(1)和球积分光源(2)；其中，

所述平行光源(1)呈C字形结构，且所述平行光源(1)的发光面位于C字形结构的内侧；

所述球积分光源(2)设置在所述平行光源(1)的上方，且所述球积分光源(2)的发光面垂直于所述平行光源(1)的发光面。

2.根据权利要求1所述的圆柱形工件检测光源，其特征在于，所述平行光源(1)包括第一壳体(11)、红外光发光灯板(12)、可见光发光灯板(13)和紫外光发光灯板(14)；

所述第一壳体(11)呈C字形结构，且一端开口设置；

所述红外光发光灯板(12)、可见光发光灯板(13)和紫外光发光灯板(14)均设置在所述第一壳体(11)内，依次连接成C字形结构，且发光面均朝向所述第一壳体(11)的开口。

3.根据权利要求2所述的圆柱形工件检测光源，其特征在于，所述红外光发光灯板(12)包括第一红外光发光灯板(121)和第二红外光发光灯板(122)；

所述第一红外光发光灯板(121)和所述第二红外光发光灯板(122)呈直角设置；

所述紫外光发光灯板(14)包括第一紫外光发光灯板(141)和第二紫外光发光灯板(142)；

所述第一紫外光发光灯板(141)和所述第二紫外光发光灯板(142)呈直角设置。

4.根据权利要求2或3所述的圆柱形工件检测光源，其特征在于，所述平行光源(1)还包括均匀镜片(15)、平行镜片(16)和保护镜片(17)；

所述均匀镜片(15)、平行镜片(16)和保护镜片(17)均呈C字形结构，设置在所述第一壳体(11)的开口处，且在发光方向上依次设置。

5.根据权利要求1所述的圆柱形工件检测光源，其特征在于，所述球积分光源(2)包括第一球积分光源(21)和第二球积分光源(22)；

所述第一球积分光源(21)用于发出扩散的光线；

所述第二球积分光源(22)用于发出聚集的光线。

6.根据权利要求5所述的圆柱形工件检测光源，其特征在于，所述第一球积分光源(21)包括第二壳体(211)、环形贴片灯板(212)和第一环形底座(213)；

所述第二壳体(211)呈半球形，且所述第二壳体(211)设置在所述第一环形底座(213)的上方；

所述环形贴片灯板(212)设置在所述第二壳体(211)与所述第一环形底座(213)的连接处；

所述第二壳体(211)的内壁涂覆有漫反射涂层；

所述环形贴片灯板(212)的出光面朝向所述第二壳体(211)的内壁。

7.根据权利要求6所述的圆柱形工件检测光源，其特征在于，所述第二球积分光源(22)包括第三壳体(221)、环形插针灯板(222)、环形导热胶(223)和第二环形底座(224)；

所述第三壳体(221)呈半球形，且所述第三壳体(221)设置在所述第二环形底座(224)的上方；

所述环形插针灯板(222)设置在所述第三壳体(221)与所述第二环形底座(224)的连接处；

所述环形导热胶(223)设置在所述环形插针灯板(222)与所述第二环形底座(224)之间；

所述第三壳体(221)的内壁涂覆有镜面反射涂层；

所述环形插针灯板(222)的出光面朝向所述第三壳体(221)的内壁；

或，所述第二球积分光源(22)包括第三壳体(221)、反射罩(225)、环形插针灯板(222)、环形导热胶(223)和第二环形底座(224)；

所述第三壳体(221)呈半球形，且所述第三壳体(221)设置在所述第二环形底座(224)的上方；

所述反射罩(225)设置在所述第三壳体(221)的内部，且所述反射罩(225)的内壁有镜面反射涂层；

所述环形插针灯板(222)设置在所述第三壳体(221)与所述第二环形底座(224)的连接处；

所述环形导热胶(223)设置在所述环形插针灯板(222)与所述第二环形底座(224)之间；

所述环形插针灯板(222)的出光面朝向所述反射罩(225)的内壁。

8.根据权利要求7所述的圆柱形工件检测光源，其特征在于，所述第二壳体(211)和所述第三壳体(221)上均开设有拍摄窗口(3)。

9.根据权利要求8所述的圆柱形工件检测光源，其特征在于，所述第一环形底座(213)和所述第二环形底座(224)上设置有散热鳍片。

10.一种机器视觉检测装置，其特征在于，包括相机(4)和如权利要求1-9中任一项所述的圆柱形工件检测光源。