[发明专利]一种在线检测的照明装置与成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在线检测的照明装置与成像方法。

背景技术

在电子设备生产行业中，零件的生产要符合一定的标准才能认为是合格品，如尺寸、位置和轮廓的信息，以及零件是否存在异物、毛屑、白点、亮点、刮伤和脏污等缺陷。对于这些尺寸、位置和轮廓的信息需要使用不同的设备分别进行手工测量。检测缺陷的传统做法是采用人工目视检测，这种检测方法存在着测量效率低、测量标准不统一和可靠率低等缺点。

电子设备零件生产都已经实现了机械化自动作业，而唯独质量检验环节还没有实现自动化，这已经成为制造行业的重大瓶颈，对其自动化的需求也是越来越强烈。

在表面缺陷类的自动化检测领域，基于机器视觉的方案是最为有效的手段，通过摄像机对传送带上通过的工件实时获取图像，再通过计算机分析计算图像中的工件表面。采用几何计算及模式识别等手段就可有效的测量工件的信息，被检测工件表面的缺陷，计算机再根据检测结果发出控制命令，对被检测工件进行合格与不合格分类，从而实现完全自动化检测的目的。

在机器视觉应用中，效率是至关重要的。尺寸、位置和轮廓等工件信息的测量如果用不同的检测设备去测量，需要分为多道工序，那么会带来人工误判问题和测量效率低下问题。瑕疵的检测如采用模拟手工检测的方式来实现，则必须要对通过传送带的每一个工件先加电，再检测。这个加电步骤必然会制约检测速度，并对加电机构在定位精度和操作速度上的要求非常高，带来检测机构的复杂化，导致整个系统可靠性大幅降低。

为此，本发明提供了一种外部照明装置与成像方法，避免对被检测工件的加电步骤，有效的提高测量检测效率，并降低机构复杂性，间接提高系统的可靠性。

发明内容

本发明提供了一种照明装置，该装置采用外部照明方式照亮工件，避免了在传送带上对被检测工件加电的步骤，降低了机构的复杂性，满足了高速的检测要求。

本发明通过适当的控制外部照明光源的亮度、位置和方向使工件反光，将其表面及内部的成像效果呈现出来。

本发明采用相机，以扫描方式成像，每个时刻只获取一条成像线的图像数据。因此外部照明光源只需要在背光模组表面的某一条线上模拟出自身发光的效果即可，无需完全模拟出背光模组自身发光时的效果。

本发明的在线检测照明装置由多个条形光源、光源固定装置、镜头和相机组成。

本发明采用多个条形光源，将条形光源平行置于传送带的上方，发光面朝下，相机需要捕获的被检测工件图像位置设定在条形光源中间，位于传送带上被检测工件上表面适当高度处。镜头采用大视野工业镜头，可检测大尺寸工件。

为了提高光源的照明效果，条形光源的安装位置尽量靠近传送带，光源与传送带之间的距离容许被检测工件通过。照明固定装置是光源的夹具，用于固定光源，调整光源的位置。

由于条形光源之间的距离小于被检测工件的长度，在多个条形光源都位于被检测工件上方时，处在条形光源中间的成像位置是最佳照明状态位置。将镜头和相机朝向成像位置，并调整镜头焦距使镜头清晰聚焦该成像工件即可。

光源因被检测工件材质不同可以采用不同的光源类型，如卤素光源、LED光源等。通过光纤传导形成具体的条形光源。卤素光源可提供很高的照度，通过光纤传导的方式还可形成任意的光源形状，同时借助光纤传导避免了光源热量传递到被检测工件周围。由于本发明为外部照明，为了很好的模拟被检测工件自身的发光效果，需要提供较高的照明亮度。

本发明的照明装置采用的方案及结构的有益效果是：

1.无加电操作模块，机构复杂度大为降低，间接提高系统可靠性。

2.检测过程中无加电操作步骤，可有效的提高检测效率。

3.光源固定装置可调节光源的高度及光源之间的间距，适用于不同厚度和不同长度工件的检测。

4.镜头采用大视野工业镜头，可适用于不同尺寸工件的检测。

本发明还提供了一种成像方法，该方法包括以下步骤：

1.被检测工件通过传送带的步骤；

2.测量传送带运动速度的步骤；

3.图像采集的步骤；