[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动检测透明零件表面缺陷的装置及其检测方法，属于自动检测领域。

背景技术

透明零件表面缺陷的自动检测一直以来由于透射、反射、折射等因素的干扰难于实现。有一类相对简单的透明零件是平面透明零件，例如光学窗口片、光学分划片、手表面、手机面板、电视面板等，生产实践中目前基本仍然是采用人工检测，缺乏自动检测的设备。

透明零件表面缺陷检测的难点在于其透明性,当采集图像时,零件上表面的缺陷和下表面的缺陷将同时在像面上成像，导致上下表面缺陷判断不准，所以到目前为止，绝大部分的光学零件加工厂，主要的仍然使用人工进行缺陷检测。

发明内容

为了解决现有技术中透明零件表面无法实现自动检测等缺陷，本发明提供一种自动检测透明零件表面缺陷的装置及其检测方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种自动检测透明零件表面缺陷的装置，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。

上述顶视相机和侧视相机是为了拍摄检测区上的待检零件，因此顶视相机和侧视相机的镜头都是对着待检零件的，顶视相机和侧视相机之间的夹角：指过顶视相机和待检零件的直线与过侧视相机和待检零件的直线之间的夹角；照明光源是为了给待检零件照明，因此照明光源是对着待检零件设置的，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指：过顶视相机和待检零件的直线与过照明光源和待检零件的直线所形成的夹角，大于过顶视相机和待检零件的直线与过侧视相机和待检零件的直线形成的夹角。

上述托盘可以设置在XY位移平台上，方便高效批量检测，也可设置在其它支撑台或支撑架上，具体的XY位移平台、支撑台或支撑架均可利用现有已知的相关设备，顶视相机、侧视相机和照明光源在使用时，也是固定在相关的支架或设备上，是现有常识，本申请不作过多介绍。

上述装置通过对待检零件表面的暗场成像，分析疵点是否存在重影像或者离开原点距离的变化，实现对上表面缺陷和下表面缺陷的区分，从而实现对上表面和/或下表面光洁度的自动检测。

本申请上下、顶部、底部等范围词均指装置正常使用时的相对位置。

为了提高检测的准确性，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。

优选，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。

为了提高检测的稳定性，当托盘由黑色玻璃制作时，检测区由托盘上表面凹陷形成。制作时可以在黑色玻璃表面挖出一定大小的坑，然后将坑的底面抛光形成黑色镜面。

当托盘由黑色铝合金制作时，可在黑色铝合金上挖出一定大小的通孔，并在通孔的内表面边缘处设计有一个微小的台阶用于放置待检零件。

为了提高使用稳定性，搁物台阶设在通孔内表面。

为了方便控制，同时提高使用稳定性，检测区位于托盘的中央。

优选，检测区为圆形。

为了提高检测的准确性，顶视相机和侧视相机之间的夹角为5-25°。

优选，来自照明光源的照明光线以略入射的方式照射到检测区。

为了提高检测准确性，照明光源的照明光线到检测区的入射角度为50-90°。

照明光源，必须是具有一定定向性的照明光，以较大的入射角、呈类似掠入射的方式对待检零件表面进行照明。

为了提高检测效率，自动检测透明零件表面缺陷的装置，还包括XY位移平台，托盘设在XY位移平台上。可实现高效的批量检测。

利用上述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，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。