[发明专利]一种自动检测透明零件表面缺陷的装置及其检测方法

权利要求书

1.一种自动检测透明零件表面缺陷的装置，其特征在于：包括：托盘、顶视相机、侧视相机和照明光源；

托盘上设有检测区；顶视相机设置在检测区的正上方；侧视相机设置在检测区的上方，且顶视相机和侧视相机之间的夹角不为零；照明光源设置在检测区的上方，且顶视相机和照明光源之间的夹角大于顶视相机和侧视相机之间的夹角；

托盘由黑色材料制作；检测区表面呈黑色镜面结构，或者，托盘上设有通孔作为检测区，通孔上设有搁物台阶。

2.如权利要求1所述的自动检测透明零件表面缺陷的装置，其特征在于：来自照明光源的照明光线，无论是直射还是反射，均不能进入顶视相机和侧视相机，相对于顶视相机和侧视相机而言，形成一个暗场照明的效果。

3.如权利要求1或2所述的自动检测透明零件表面缺陷的装置，其特征在于：托盘由黑色玻璃制作，检测区表面呈黑色镜面结构；或者，托盘由黑色铝合金制作，托盘上设有通孔作为检测区，通孔上设有搁物台阶，搁物台阶设在通孔内表面。

4.如权利要求3所述的自动检测透明零件表面缺陷的装置，其特征在于：当托盘由黑色玻璃制作时，检测区由托盘上表面凹陷形成。

5.如权利要求1或2所述的自动检测透明零件表面缺陷的装置，其特征在于：检测区位于托盘的中央，检测区为圆形；顶视相机和侧视相机之间的夹角为5-25°。

6.如权利要求1或2所述的自动检测透明零件表面缺陷的装置，其特征在于：来自照明光源的照明光线以略入射的方式照射到检测区。

7.如权利要求1或2所述的自动检测透明零件表面缺陷的装置，其特征在于：照明光源的照明光线到检测区的入射角度为50-90°。

8.如权利要求1或2所述的自动检测透明零件表面缺陷的装置，其特征在于：还包括XY位移平台，托盘设在XY位移平台上。

9.利用权利要求1-8任意一项所述的自动检测透明零件表面缺陷的装置检测透明零件表面缺陷的方法，其特征在于：将待检零件放置在检测区上，通过重影像实现对待检零件上表面缺陷和下表面缺陷的区分，或通过查验疵点的像离开原点距离是否变化实现对待检零件上表面缺陷和下表面缺陷的区分。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：当托盘由黑色玻璃制作，检测区表面呈黑色镜面结构时：待检零件在托盘检测区上形成倒影成像，顶视相机位于待检零件的正上方，来自照明光源的照明光线，无论是直射还是反射，均不能进入顶视相机和侧视相机，相对于顶视相机和侧视相机而言，形成一个暗场照明的效果；假设托盘表面是完全无瑕疵的，同时假设待检零件为圆形，当待检零件的上下表面完全没有缺陷，则分别从顶视相机和侧视相机所采集到的图像是一个完美的黑色圆斑和黑色椭圆斑；当待检零件上表面存在疵点B时，会在检测区的镜面形成一个虚像B’，当待测光学零件下表面存在疵点A时，则不会在检测区的镜面形成一个虚像，当顶视相机所采集到的图像上出现一个亮点，而侧视相机所采集到的图像上沿着侧视相机倾斜方向上出现完全相同成对的亮点，则此缺陷为上表面缺陷，当侧视相机所采集到的图像上出现非成对出现的亮点，则是下表面的缺陷；

当托盘由黑色铝合金制作，托盘上设有通孔作为检测区，通孔内上设有搁物台阶时，将待检零件放在搁物台阶上，来自照明光源的照明光线，无论是直射还是反射，均不能进入顶视相机和侧视相机，相对于两个相机而言，形成一个暗场照明的效果；假设托盘表面是完全无瑕疵的，同时假设待检零件为圆形，当待检零件的上下表面也完全没有缺陷，则分别从顶视相机和侧视相机所采集到的图像是一个完美的黑色圆斑和黑色椭圆斑；当待检零件的上表面有一个缺陷点B、下表面有一个缺陷点A，场顶视相机所获取的图像仍然是一个黑色圆斑，但是会增加两个亮点，对应于下表面的缺陷A和上表面的缺陷B，将侧视相机所获取的图像根据余弦投影关系反演成顶视相机所获取的图像，将反演图像上的亮点到图像中心的距离，与顶视相机获得图像中亮点到图像中心的距离进行比较，凡是距离发生变化的均属于下表面的缺陷、不变的属于上表面的缺陷。