專利名稱：一種激光輔助光潔表面體缺陷檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及元件光潔表面缺陷檢測的裝置，尤其涉及一種激光輔助光潔表面體缺陷檢測裝置。
背景技術(shù)：
目前在我國，對表面光潔的一類對象的缺陷檢測都是采用目視的方法，將白熾燈聚于被檢測元件表面，人眼利用透射和反射方法逐個小區(qū)域的觀察由表面缺陷產(chǎn)生的散射光像，最終作出一個人為主觀大致定量的結(jié)論，判定其是否為合格產(chǎn)品，這種檢測方式由于主觀因素介入導(dǎo)致檢測的準(zhǔn)確度低及效率不高，特別是對于大批量的生產(chǎn)，更是存在生產(chǎn)速度快和檢測速度慢這一突出的矛盾。因此自動化的缺陷檢測系統(tǒng)，可以取代人工方式的檢測，并能在生產(chǎn)線上減少人力與時間的成本。當(dāng)前我國在機器視覺檢測領(lǐng)域的研究中，對光潔表面的一類對象的缺陷檢測裝置或系統(tǒng)研究不多，尤其針對光潔表面的劃痕缺陷檢測裝置的研究更少。目前表面光潔的一類對象的缺陷檢測方法，大多是根據(jù)缺陷區(qū)域?qū)獾牟煌纳⑸涮匦詠砼袆e最基本及常用的是目視法，通過目視或放大鏡觀察，缺陷由不同方法而呈現(xiàn)暗像或亮像；各種基于全積分散射技術(shù)掃描散射顯微鏡利用細小激光束及半球收集檢測表面的散射光；還有利用缺陷的激光衍射譜圖識別進行掃描成像；激光干涉成像的輪廓儀等。但這些方法或系統(tǒng)有其不足之處目視法的不確定性和低效；檢測區(qū)域較小；檢測裝置較復(fù)雜或成本比較高等。由于光潔表面的劃痕缺陷位置是隨機的且表現(xiàn)形式多種多樣，使光潔表面的缺陷區(qū)域?qū)τ谄叫泄獾姆瓷涑霈F(xiàn)不確定性，從而導(dǎo)致采集的缺陷圖像具有不確定性。例如劃痕有粗細與深淺的不同，也有突起式劃痕與凹陷式劃痕。其中，突起式劃痕由于有突起的部分來反射光源，因此在攝像時使得圖像中的劃痕較為明顯，而凹陷式劃痕由于沒有突起部分可以反射光源，而使得這種劃痕較難通過攝像獲取。為了盡可能地突出被檢測工件的灰度特征量，在增加對比度的同時，還應(yīng)保證被檢測區(qū)域有足夠的整體亮度，使能同時達到這兩個圖像要求的光源方案不容易實現(xiàn)，目前還沒有一種能可靠獲取光潔物體表面的缺陷圖像的光源方案或檢測裝置。
發(fā)明內(nèi)容為了克服克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，本實用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單、能有效獲取光潔表面的缺陷檢測區(qū)域的激光輔助光潔表面體缺陷檢測裝置。本實用新型通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)—種激光輔助光潔表面體缺陷檢測裝置，包括按照光路，成像路徑依次放置在支撐臺上的激光發(fā)生器、擴束鏡、用于放置光潔表面體的微調(diào)旋轉(zhuǎn)盤、屏幕、攝像機。所述激光發(fā)生器、擴束鏡、微調(diào)旋轉(zhuǎn)盤、屏幕、攝像機分別通過支架放置于支撐臺上；所述支架為伸縮結(jié)構(gòu)。[0009] 所述激光發(fā)生器與支撐臺的高度為190mm ；所述擴束鏡與激光發(fā)生器在同一垂直所述激光發(fā)生器的激光光束對準(zhǔn)擴束鏡的鏡心，且激光發(fā)生器與擴束鏡水平距離為 60mmo所述微調(diào)旋轉(zhuǎn)盤與激光發(fā)生器在同一垂直面，所述微調(diào)旋轉(zhuǎn)盤與支撐臺的高度為 150mm，且與擴束鏡水平距離為1070mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點及效果在于1)本實用新型通過擴束器可以進行擴束，使擴束后的激光光線能覆蓋所要檢測的光潔表面。2)本實用新型微調(diào)旋轉(zhuǎn)盤為一個可以微調(diào)角度的機構(gòu)，將欲檢測的光潔表面體放置于其上方，通過微調(diào)旋轉(zhuǎn)盤，調(diào)整光潔表面體的偏轉(zhuǎn)角度，以使光潔表面接收擴束后的激光光束的最佳照射角度。3)若直接以攝像機對準(zhǔn)待檢測光潔表面，則會因激光強度過強，而使得攝像機無法清楚照射出光潔表面的圖像，因此本缺陷檢測裝置中設(shè)計了一個屏幕(白紙屏幕)，此設(shè)計不但可以減低激光的強度，還可以改善激光光源不均勻的問題。4)從光潔表面反射的光線投射到屏幕上，通過固定白紙屏幕的支架調(diào)整白紙屏幕的偏轉(zhuǎn)角度，使光潔表面的缺陷區(qū)域投射到白紙屏幕的圖案最清晰。5)本實用新型技術(shù)手段簡便易行，生產(chǎn)成本低廉，具有積極有益的技術(shù)效果。

圖1是為本實用新型的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意。圖2是為本實用新型的俯視結(jié)構(gòu)示意。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。實施例如圖1所示，本實用新型激光輔助光潔表面缺陷檢測裝置，包括按照光路，成像路徑依次放置在支撐臺12上的激光發(fā)生器1、擴束鏡2、用于放置光潔表面體4的微調(diào)旋轉(zhuǎn)盤 3、屏幕5、攝像機6。所述激光發(fā)生器1、擴束鏡2、微調(diào)旋轉(zhuǎn)盤3、屏幕5、攝像機6分別通過支架7、8、9、10、11放置于支撐臺12上；所述支架7、8、9、10、11為伸縮可調(diào)結(jié)構(gòu)。如圖1所示，激光發(fā)生器1采用綠色激光，波長為532nm，功率為50mW。用支架7 將激光發(fā)生器1固定在支撐臺12上，固定高度為190mm。與激光發(fā)生器1同一垂直面放置擴束鏡2，用支架8將擴束鏡2固定在支撐臺12上，使激光發(fā)生器1的激光光束對準(zhǔn)擴束鏡 2的鏡心，且激光發(fā)生器1與擴束鏡2水平距離為60mm。與激光發(fā)生器1同一垂直面放置微調(diào)旋轉(zhuǎn)盤3，用支架9將微調(diào)旋轉(zhuǎn)盤3固定在支撐臺12上，固定高度為150mm，且與擴束鏡2水平距離為1070mm。將光潔表面體4放置于微調(diào)旋轉(zhuǎn)盤3上，調(diào)整微調(diào)旋轉(zhuǎn)盤3，使偏轉(zhuǎn)角度15度。根據(jù)光線反射方向，在與微調(diào)旋轉(zhuǎn)盤3水平距離為70mm處放置屏幕5 (采用白紙作為屏幕5)用支架10將屏幕5固定在支撐臺12上，并且屏幕5偏轉(zhuǎn)角度約為15度，
4光潔表面體4的平面與屏幕5的平面互相平行。本實例采用高動態(tài)的攝像機，動態(tài)范圍為 120dB，用支架11將攝像機6固定在支撐臺12上，固定高度約為185mm，同時使攝像機6與屏幕5水平距離約為670mm。如圖2所示，激光發(fā)生器1發(fā)出的細小光束通過擴束鏡2進行擴束，擴束后的激光光束照射到并足以涵蓋整個光潔表面4。調(diào)整微調(diào)旋轉(zhuǎn)盤3，使光潔表面體4接受到已經(jīng)擴束的激光光束的最佳照射角度，本實例的偏轉(zhuǎn)角度為15度。接著，光潔表面體4的反射光線投射到已成偏轉(zhuǎn)角度為15度的屏幕5上。最后由攝相機6 (為高動態(tài)攝相機)獲取屏幕 5的反射光線。如上所述便可較好的實現(xiàn)本實用新型。上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種激光輔助光潔表面體缺陷檢測裝置，其特征是，包括按照光路，成像路徑依次放置在支撐臺上的激光發(fā)生器、擴束鏡、用于放置光潔表面體的微調(diào)旋轉(zhuǎn)盤、屏幕、攝像機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光輔助光潔表面體缺陷檢測裝置，其特征在于，所述激光發(fā)生器、擴束鏡、微調(diào)旋轉(zhuǎn)盤、屏幕、攝像機分別通過支架放置于支撐臺上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光輔助光潔表面體缺陷檢測裝置，其特征在于，所述激光發(fā)生器與支撐臺的高度為190mm ；所述擴束鏡與激光發(fā)生器在同一垂直面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光輔助光潔表面體缺陷檢測裝置，其特征在于，所述激光發(fā)生器的激光光束對準(zhǔn)擴束鏡的鏡心，且激光發(fā)生器與擴束鏡水平距離為60mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光輔助光潔表面體缺陷檢測裝置，其特征在于，所述微調(diào)旋轉(zhuǎn)盤與激光發(fā)生器在同一垂直面，所述微調(diào)旋轉(zhuǎn)盤與支撐臺的高度為150mm，且與擴束鏡水平距離為1070mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光輔助光潔表面體缺陷檢測裝置，其特征在于，所述支架為伸縮結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型公開了一種激光輔助光潔表面體缺陷檢測裝置，包括按照光路，成像路徑依次放置的激光發(fā)射器、擴束器、光潔表面、白紙屏幕、微調(diào)旋轉(zhuǎn)盤、高動態(tài)范圍的攝像機及相應(yīng)的支架組成。本實用新型優(yōu)點及效果在于，采用激光為光源，用擴束鏡將激光光束擴束至足以涵蓋整個光潔表面。然后將光潔表面的反射光線投射在一屏幕上以減少激光強度，利用高動態(tài)范圍的攝像機，獲取光潔表面像素灰度值的微小變化，進而能夠清晰地獲取劃痕缺陷圖像。本實用新型整套系統(tǒng)線路結(jié)構(gòu)簡單、能有效獲取光潔表面的缺陷檢測區(qū)域的同時，降低工業(yè)生產(chǎn)成本，且實現(xiàn)了獲取光潔表面劃痕缺陷圖像的同時，達到對比度高又保證了被檢測區(qū)域有足夠的整體亮度。
文檔編號G01N21/88GK202189016SQ20112017373
公開日2012年4月11日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者胡躍明, 蘇文友, 陳安 申請人:華南理工大學(xué)