[发明专利]一种微观元件外观缺陷的检测装置及检测方法

说明书

本发明公开了一种微观元件外观缺陷的检测装置，包括：二自由度微动平台，用于装载、调整待测微观元件；图像采集装置，其用于拍摄待测微观元件并获得待测微观元件的表面图像；图像数据处理与运动控制单元，用于获取、分析表面图像以及确定待测微观元件表面是否具有外观缺陷，和用于控制二自由度微动台和图像采集装置；图像采集装置包括：架体，设于架体上的工业相机、照明单元，以及转动连接于架体上、具有一与工业相机对应的拍摄工位、设有高倍率大数值孔径镜头、以及设有低倍率宽视场镜头的镜头转换器。本发明还公开了一种微观元件外观缺陷检测方法。本发明解决了现有技术中使用高倍镜检测微观元件外观缺陷时难以快速定位微观元件中心的问题。

技术领域

本发明属于微光元件的检测领域，具体涉及到一种基于显微视觉的微小零件外观缺陷检测装置及检测方法。

背景技术

随着工业自动检测技术的快速发展，特别是中国制造的需求变化，在工业领域中的微型元器件如数码管、电容等外观质量检测领域，对检测精度、检测速度的指标要求不断提高，特别当待测元件是某特殊领域中的微观元件中时，其要求的微观元件的外观缺陷量级达到了微米级，由此对相应的检测设备的要求也越来越高。

目前，一般的微小元件检测使用的显微视觉检测设备，多采用单个显微镜头成像，再和标准图像或者数据进行比较，给出检测的误差结果。但是如上所述，当微观元件的外观缺陷量级达到微米级时，需要使用高倍率的显微镜头来检测，而高倍率的显微镜头的视场狭小，待测微观元件在检测台上的微小的位置误差会被高倍镜放大，高倍镜视场内的图像很大概率与理想的采集图像存在偏移，即显微视觉检测设备的图像采集系统难以采集到理想或者有效的检测图像以与标准图像比较。甚至于，位置偏移较大的待测微观元器件可能完全存在于高倍镜的视场范围之外，使得限位视觉检测设备并没有采集到有效的图像以供视觉检测。因此，存在高倍镜检测微米级微观缺陷时，难以采集到有效图像的问题，也即存在检测效率低，无法满足工程批量化高效检测要求的问题。

申请人注意到公布号为CN108672316A的中国发明公开了一种“基于卷积神经网络的微小零件质量检测系统”，其通过固定显微视觉系统，通过对三自由度微动平台的移动来调整位置，从而有效成像。但是在使用高倍镜的时候，三自由度微动平台的微小的误差调整动作反映在高倍镜的视场中步幅也较大，即在高倍镜下定位微观元件的中心的效率并不高。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术中使用高倍镜检测微观元件外观缺陷时，难以快速定位微观元件中心的问题，提供一种微观元件外观缺陷的检测装置及检测方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种微观元件外观缺陷的检测装置，包括：

二自由度微动平台，用于装载、调整待测微观元件；

位于所述二自由度微动平台上方的图像采集装置，其用于拍摄待测微观元件并获得待测微观元件的表面图像；

图像数据处理与运动控制单元，用于获取、分析所述表面图像以及确定所述待测微观元件表面是否具有外观缺陷，和用于控制所述二自由度微动台和所述图像采集装置；

其中，所述二自由度微动平台、图像采集装置均与所述图像数据处理与运动控制单元电连接；

所述图像采集装置包括：

架体；

照明单元，所述照明单元固定在所述架体上，用于对二自由度微动平台上的待测微观元件进行照明；

设于所述架体上、朝向二自由度平面微动平台布置的工业相机；以及

转动连接于所述架体上、具有一与工业相机对应的拍摄工位、设有高倍率大数值孔径镜头、以及设有低倍率宽视场镜头的镜头转换器，所述镜头转换器用于将高倍率大数值孔径镜头或低倍率宽视场镜头装载到拍摄工位与工业相机连接。