專利名稱：一種矩陣式小器件的外觀檢測方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及外觀檢測技術，具體是涉及一種矩陣式小器件的外觀檢測方法及裝置。
背景技術：
目前在工業(yè)生產過程中，生產的器件越來越小型化，這樣生產出的產品，在印刷標識或型號等信息時很容易產生印刷位置的偏移，或者在制造過程中導致產品外觀有缺陷，生產商為了防止外觀有缺陷的不良品流出工廠，必須成立產品外觀檢測部門，來專門檢測外觀有缺陷的不良品。目前檢測小型工件外觀的缺陷的手段有通過人工目測和相機視頻檢測兩種方案。
人工目測對于工廠生產量小，產品尺寸大于10毫米的工件是一種有效和經濟的解決方案，但是對于每天生產超過成千上萬件產品的工廠，隨著每日生產的產品越多需要的檢測工人就越多，這樣導致生產成本和管理成本的大幅提升。相機視頻檢測對于自動化生產量大，任意產品尺寸都是比較可靠和經濟的方案。一般都是通過伺服或直線電機移動待測工件到相機位置，等待震動穩(wěn)定后進行抓拍比對。如果一個70x70mm大小的矩形工件上有35列70行的2x1毫米大小的矩形工件。目前的相機視頻檢測方案有如下幾種I)采用觀察區(qū)域為大于2x2毫米，分辨率為1024x 768的相機來顯示每個工件，通過xy的運動平臺來使相機移動到每個工件上面，每次抓取一個工件的圖像。這個方案的優(yōu)點是精度高，達到每個像素O. 0019-0. 0026毫米的精度。缺點是定位時間太長，效率太慢，平均每個工件定位時間需要300-1000ms。如果一臺設備一天24小時生產1000片這樣的工件，一個有1000x35x70=2450000個小工件，檢測這些小工件需要204小時，也就是說一臺矩形小器件的生產設備需要大約9臺檢測設備來配套才能滿足生產要求，這對于生產廠家來說是個巨大的負擔。2)采用觀察區(qū)域為大于70毫米，分辨率為2048的線陣相機來顯示每個工件，通過運動平臺來使相機移動到每列工件上面，每次抓取一列工件的圖像，通過軟件來分割出每個工件的圖像。這個方案的優(yōu)點是速度快。缺點是精度太低，只能做到每個像素O. 03毫米的精度，如果相機采用分辨率為4096的線陣相機才只能達到每個像素O. 015毫米的精度，如果再采用更高分辨率的線陣相機成本就太高。因此目前國內生產廠家這樣的情況一般都是人工目測來檢測，通過一臺設備配十多個工人來人工檢測，這樣的結果是效率極低，出錯率很高而且成本也高。3)采用觀察區(qū)域為大于70毫米，分辨率為8192以上的面陣相機來顯示整個工件，為了使整個區(qū)域的圖像清晰還必須使用專用的高質量的鏡頭。這樣的技術方案一次就可以抓取整個工件的圖像，速度也比較快，精度能達到每個像素O. 0075毫米的精度，但是缺點是相機和鏡頭非常昂貴，而且圖像成像對照明的要求很高實際應用非常不現(xiàn)實。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種準確度高、檢測效率高的矩陣式小器件的外觀檢測方法。本發(fā)明的另一目的是提供一種應用上述方法進行檢測的矩陣式小器件的外觀檢測裝置。為達上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案一種矩陣式小器件的外觀檢測方法，通過透鏡掃描放大矩陣式小器件的圖像后再進行拍攝檢測，包括提取圖像工序，用F-Theta透鏡提取并一次放大待檢測工件的圖像； 放大攝像工序，通過振鏡電機的反射鏡片將待檢測工件的圖像傳輸?shù)骄劢圭R內進行二次放大后，再傳送到工業(yè)相機的傳感器中進行攝像；檢測工序，對比拍攝的工件圖像進行規(guī)定的外觀檢測。本發(fā)明還可通過以下方案進一步實現(xiàn)所述的矩陣式小器件的外觀檢測方法，其中，所述F-Theta透鏡按列提取圖像，每次提取一列矩陣式小器件中的一個工件圖像。所述的矩陣式小器件的外觀檢測方法，其中，所述矩陣式小器件安裝在一直線運動平臺內，通過直線運動平臺將矩陣式小器件的第一列移動至F-Theta透鏡的正下方，然后轉動振鏡電機的角度依次提取第一列中的每一個工件進行檢測，檢測完第一列后，再移動夾料運動平臺依次進行下列工件的檢測直至完成。所述的矩陣式小器件的外觀檢測方法，其中，所述的檢測工序是通過圖像處理軟件對比每個小工件的圖像來檢測工件外觀是否存在缺陷。一種矩陣式小器件的外觀檢測的裝置，包括運動平臺和工業(yè)相機，其還包括由F-Theta透鏡、帶反射鏡片的振鏡電機以及聚焦鏡組成的放大掃描組件；F_Theta透鏡固定安裝在運動平臺的正上方；振鏡電機、聚焦鏡和工業(yè)相機設置在一個水平面上，按照從前到后的順序依次排列；振鏡電機固定安裝在F-Theta透鏡的上方，其反射鏡片設于F-Theta透鏡中心線的正上方并與水平面間呈可變換角度的傾角；反射鏡片的中心、聚焦鏡的中心與工業(yè)相機的中心在一條直線上。所述的矩陣式小器件的外觀檢測裝置，其中，所述工業(yè)相機連接一圖像處理部，圖像處理部將工業(yè)相機傳感器中獲取的放大后的圖像，參照規(guī)定的合格與否判斷標準進行對比，判斷出檢測的小器件外觀是否合格。所述的矩陣式小器件的外觀檢測裝置，其中，所述運動平臺安裝在一側向帶有直線電機的直線滑臺上，直線電機帶動運動平臺沿直線滑臺直線前進。所述的矩陣式小器件的外觀檢測裝置，其中，所述的直線滑臺固定安裝在一固定在地面的機臺上；滑臺的側上方安裝有固定放大掃描組件和工業(yè)相機的安裝支架。所述的矩陣式小器件的外觀檢測裝置，其中，所述的工業(yè)相機的像素大于等于100萬。具體使用時，用戶可把需要檢測的矩陣式小器件放在夾料運動平臺上面(可以手動放置，也可以自動放置)。通過直線電機的運動把工件移動到F-Theta透鏡的下方，使待檢測矩陣式小器件的第I列工件中心與F-Theta透鏡的中心對齊，通過振鏡電機的反射鏡片的反射，可以把矩陣式小器件當前列的所有工件的圖像一個接一個的傳輸?shù)焦I(yè)相機的傳感器里面，傳輸?shù)膱D像依次經過F-Theta透鏡和聚焦鏡兩組鏡片放大后，可以使觀測到的圖像放大10-50倍。這樣可以通過圖像處理軟件對比每一個小工件的圖像來檢測工件外觀是否有缺陷。等檢測完當前這一列工件后，直線電機把夾料運動平臺向前再移動，把下一列移動到F-Theta透鏡的中心下面繼續(xù)檢測下一列，這樣循環(huán)檢測把所有列檢查完畢。由于采用了以上技術方案，本發(fā)明的矩陣式小器件的外觀檢測方法及裝置通過帶有反射鏡片的振鏡電機來改變光線的方向，從而將每一列中的每一個工件均傳輸?shù)焦I(yè)相機的傳感器上。由于振鏡電機的定位速度高達70000mm/s。從而實現(xiàn)了每個工件的定位時間小于10ms，大大提高了工作效率。且通過F-Theta透鏡和聚焦鏡相結合，實現(xiàn)兩次放大，從而將小工件的圖像放大10-50倍，有效提高了檢測的精度，檢測精度高，出錯率低。本發(fā)明由于采用了由F-Theta透鏡、帶反射鏡片的振鏡電機以及聚焦鏡組成的放大掃描組件，從而無需使用分辨率太高的工業(yè)相機即可進行有效地外觀檢測，相機的像素在百萬左右即可實現(xiàn)清晰有效的檢測，成本較低?！?br>

圖I為本發(fā)明矩陣式小器件的外觀檢測裝置的結構示意圖。
具體實施例方式實施例I參見圖I所示，一種矩陣式小器件的外觀檢測裝置，包括運動平臺5，由F-Theta透鏡4、帶反射鏡片的振鏡電機3以及聚焦鏡2組成的放大掃描組件和工業(yè)相機I。運動平臺5滑動安裝在一側面帶有直線電機的直線滑臺上，直線滑臺固定安裝在一固定在地面上的機臺上。機臺上還固定安裝有一安裝放大掃描組件和工業(yè)相機的支架。支架固定在直線滑臺的側方。支架為由一橫板和一豎板組成的類T型結構，橫板位于滑臺的正上方，其上開設正對著滑臺的安裝孔，豎板位于橫板上部的部分也開設有安裝孔，豎板上的安裝孔與橫板安裝孔的中心位于一個垂直面上。F-Theta透鏡4固定安裝在橫板的安裝孔內。振鏡電機
3、聚焦鏡2和工業(yè)相機I設置在一個水平面上，按照從前到后的順序依次排列。振鏡電機3固定安裝在橫板上，位于F-Theta透鏡4的上方，其反射鏡片設于F-Theta透鏡4中心線的正上方并與水平面間呈角度可調的傾角；聚焦鏡2固定安裝在豎板安裝孔上，設于橫板的上方，工業(yè)相機固定安裝在豎板的背面。反射鏡片的中心、聚焦鏡2的中心與工業(yè)相機2的中心在一條直線上。進一步的，工業(yè)相機I可連接一圖像處理部，圖像處理部將工業(yè)相機傳感器中獲取的放大后的圖像，參照規(guī)定的合格與否判斷標準進行對比，判斷出檢測的小器件外觀是否合格。本發(fā)明的工業(yè)相機、聚焦鏡、振鏡電機及F-Theta透鏡均可采用現(xiàn)有市售產品。如工業(yè)相機可采用任一種百萬像素左右的工業(yè)相機，最佳采用微式MVC1000相機，分辨率1024x768。聚焦鏡2可采用南京波長公司生產的聚焦鏡，其工作波長為640nm，焦距為250mm。振鏡電機3可采用金橙子科技生產的G028或CTI公司的6230振鏡電機。F-Theta透鏡4可采用南京波長公司生產的工作波長為1064nm，掃描范圍為IOOmm的F-Theta透鏡。
實施例2一種矩陣式小器件的外觀檢測方法，通過多組透鏡掃描放大矩陣式小器件的圖像后再進行拍攝檢測，包括提取圖像工序，用F-Theta透鏡提取并一次放大待檢測工件的圖像；放大攝像工序，通過振鏡電機的反射鏡片將待檢測工件的圖像傳輸?shù)骄劢圭R內進行二次放大后，再傳送到工業(yè)相機的傳感器中進行攝像；檢測工序，對比拍攝的工件圖像進行規(guī)定的外觀檢測。具體使用時，F(xiàn)-Theta透鏡按列提取圖像，每次提取一列矩陣式小器件中的一個工件圖像。矩陣式小器件可安裝在實施例I中所述的運動平臺5內，通過直線電機6將運動平臺5內的矩陣式小器件的第一列沿著滑臺移動至F-Theta透鏡的正下方，然后轉動振鏡 電機3的角度依次提取第一列中的每一個工件進行檢測，檢測完第一列后，再移動夾料運動平臺依次進行下列工件的檢測直至完成。檢測工序中最佳是通過一圖像處理軟件對比每個小工件的圖像來檢測工件外觀是否存在缺陷。該圖像處理軟件可采用MIL或者SAPERA圖像處理軟件。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明做任何形式上的限定。凡本領域的技術人員利用本發(fā)明的技術方案對上述實施例做出的任何等同的變動、修飾或演變等，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種矩陣式小器件的外觀檢測方法，通過透鏡掃描放大矩陣式小器件的圖像后再進行拍攝檢測，其特征在于 提取圖像工序，用F-Theta透鏡提取并一次放大待檢測工件的圖像； 放大攝像工序，通過振鏡電機的反射鏡片將待檢測工件的圖像傳輸?shù)骄劢圭R內進行二次放大后，再傳送到工業(yè)相機的傳感器中進行攝像； 檢測工序，對比拍攝的工件圖像進行規(guī)定的外觀檢測。
2.根據(jù)權利要求I所述的矩陣式小器件的外觀檢測方法，其特征在于 所述F-Theta透鏡按列提取圖像，每次提取一列矩陣式小器件中的一個工件圖像。
3.根據(jù)權利要求2所述的矩陣式小器件的外觀檢測方法，其特征在于 所述矩陣式小器件安裝在一直線運動平臺內，通過直線運動平臺將矩陣式小器件的第一列移動至F-Theta透鏡的正下方，然后轉動振鏡電機的角度依次提取第一列中的每一個工件進行檢測，檢測完第一列后，再移動夾料運動平臺依次進行下列工件的檢測直至完成。
4.根據(jù)權利要求1-3中任一所述的矩陣式小器件的外觀檢測方法，其特征在于 所述的檢測工序是通過圖像處理軟件對比每個小工件的圖像來檢測工件外觀是否存在缺陷。
5.一種矩陣式小器件的外觀檢測裝置，包括運動平臺和工業(yè)相機，其特征在于 還包括由F-Theta透鏡、帶反射鏡片的振鏡電機以及聚焦鏡組成的放大掃描組件；F-Theta透鏡固定安裝在運動平臺的正上方；振鏡電機、聚焦鏡和工業(yè)相機設置在一個水平面上，按照從前到后的順序依次排列；振鏡電機固定安裝在F-Theta透鏡的上方，其反射鏡片設于F-Theta透鏡中心線的正上方并與水平面間呈可變換角度的傾角；反射鏡片的中心、聚焦鏡的中心與工業(yè)相機的中心在一條直線上。
6.根據(jù)權利要求5所述的矩陣式小器件的外觀檢測裝置，其特征在于 所述工業(yè)相機連接一圖像處理部，圖像處理部將工業(yè)相機傳感器中獲取的放大后的圖像，參照規(guī)定的合格與否判斷標準進行對比，判斷出檢測的小器件外觀是否合格。
7.根據(jù)權利要求5所述的矩陣式小器件的外觀檢測裝置，其特征在于 所述運動平臺安裝在一側向帶有直線電機的直線滑臺上，直線電機帶動運動平臺沿直線滑臺直線前進。
8.根據(jù)權利要求7所述的矩陣式小器件的外觀檢測裝置，其特征在于 所述的直線滑臺固定安裝在一固定在地面的機臺上；滑臺的側上方安裝有固定放大掃描組件和工業(yè)相機的安裝支架。
9.根據(jù)權利要求5-7中任一所述的矩陣式小器件的外觀檢測裝置，其特征在于 所述的工業(yè)相機的像素大于等于100萬。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種矩陣式小器件的外觀檢測方法及裝置，其裝置包括運動平臺和工業(yè)相機，以及由F-Theta透鏡、帶反射鏡片的振鏡電機和聚焦鏡組成的放大掃描組件；F-Theta透鏡固定安裝在運動平臺的正上方；振鏡電機、聚焦鏡和工業(yè)相機設置在一個水平面上，按照從前到后的順序依次排列；振鏡電機固定安裝在F-Theta透鏡的上方，其反射鏡片設于F-Theta透鏡中心線的正上方并與水平面間呈可變換角度的傾角；反射鏡片的中心、聚焦鏡的中心與工業(yè)相機的中心在一條直線上。依次通過提取圖像、放大攝像及檢測工序實現(xiàn)對矩陣式小器件中每個元件的檢測。檢測速度快，準確率高，裝置成本低，非常適合工業(yè)應用。
文檔編號G01N21/88GK102944561SQ20121046550
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權日2012年11月16日
發(fā)明者邱勇 申請人:北京金橙子科技有限公司