专利名称：基于机器视觉的表面缺陷检测装置的制作方法
技术领域：
基于机器视觉的表面缺陷检测装置
技术领域：
本实用新型涉及机器视觉检测装置，特别是涉及一种基于机器视觉的表面缺陷检测装置。
背景技术：
现代工业生成过程中对工业产品表面的质量要求逐步提高。在众多工业产品中， 产品的金属冲压件在生产过程中会产生划伤、凹凸、麻点、夹杂、锈斑、冲孔尺寸和位置等表面缺陷。目前常用的缺陷检测方法有涡流检测的方法、红外检测的方法、漏磁检测方法和机器视觉的检测方法。然而这些传统的表面缺陷检测装置由于技术水平和检测环境的制约，导致所采集图像的清晰度和对比度不够高，进而无法获得较佳的检测结果。

实用新型内容基于此，有必要提供了一种能提高清晰度和对比度的基于机器视觉的表面缺陷检测装置。一种基于机器视觉的表面缺陷检测装置，包括框架；及光源机构，设置在所述框架的底部；所述光源机构包括固接在所述框架底部的调节单元，以及设置在所述调节单元上的光源；图像采集机构，设置于所述框架上。优选地，所述框架包括相互连接的横梁，所述调节单元包括角度支架，设置在所述横梁上；连接件，连接所述角度支架和所述光源。优选地，所述角度支架包括固定件，固定在所述横梁上；旋转件，与所述固定件转动连接；调节件，调节所述旋转件的旋转角度。优选地，所述调节单元为两个，所述调节单元分别设置在所述横梁的两端；所述光源为LED光源。优选地，还包括控制装置，所述控制装置包括驱动电机，设置在所述旋转件上；控制单元，通过所述驱动电机控制所述旋转件转动。优选地，还包括图像支撑架，所述图像采集机构设置于所述图像支撑架上，并沿所述图像支撑架滑动。优选地，所述图像支撑架包括相互连接的图像支撑横梁，所述图像采集机构包括滑动件，可沿所述图像支撑横梁横向滑动；移动件，可沿所述滑动件纵向移动；图像采集器，固定在所述移动件上。优选地，所述图像支撑横梁设有滑槽；所述滑动件包括滑块，与所述滑槽滑动卡接；连接板，连接所述滑块和移动件。优选地，所述移动件设有通槽；所述连接板设有紧固件，且穿过所述通槽；所述图像采集器为CCD摄像机。优选地，所述控制装置还包括移动电机，设置所述滑块处；所述控制单元通过所述移动电机控制所述滑块滑动。上述基于机器视觉的表面缺陷检测装置可通过调节单元调节光源的光照角度，在光照角度可调节的情况下可以使得图像采集机构不处于光源发射的入射光的反射光路上， 进而通过图像采集机构得到较高清晰度和对比度的图像，有利于基于机器视觉的表面缺陷检测装置的检测工作。

图1为一个实施例中基于机器视觉的表面缺陷检测装置的结构示意图；图2为图1中光源机构的结构示意图；图3为图1中图像采集机构的结构示意图。
具体实施方式为了解决检测环境的光照不符合要求的制约，提供了一种多角度提供光照角度的基于机器视觉的表面缺陷检测装置。结合附图1，一种基于机器视觉的表面缺陷检测装置，包括框架100 ；及设置于框架100的底部的光源机构200、设置于框架100上的图像采集机构500。光源机构200包括固接在框架100底部的调节单元210，以及设置在调节单元 210上的光源230。框架100，为一个立方体的框架体系，是由多根相互连接的横梁110以及支撑该横梁110的立柱130设置而成，作为整个基于机器视觉的表面缺陷检测装置的支撑架构，起支撑作用。在其它实施例中，可以通过调整横梁110的长度、宽度达到对整体框架100长度和宽度的调整，以适应不同的待测的器件300检测需求。光源机构200，设置在框架100的底部，在光源机构200的下方是待检测的器件 300，例如金属冲压件等。具体地，请参见图2，光源机构200包括调节单元210固接在框架100底部，根据光亮的需求调节打光的角度，以符合检测的要求。进一步地，调节单元210为两个，调节单元210分别设置在横梁110的两端。光源230，设置在调节单元210上，且长条形设置。具体地，光源230根据调节单元210的调节作用，可对调节光源230与待测的器件300的打光高度进行调节，使其检测打
4光要求。在其它实施例中，光源230可以为钨丝灯、高压钠灯或荧光灯等，最佳的是LED灯。 LED灯作为光源230可以节省大量的电能，绿色环保。可旋转的光源机构200提供了多个光照角度，有利于基于机器视觉的表面缺陷检测装置的检测工作。在一实施例中，调节单元210包括角度支架212，设置在横梁110上。具体地，角度支架212是设置在底部的横梁110 上，与待检测的器件300相对设置。连接件214，连接角度支架212和光源230。在其它实施例中，角度支架212包括固定件2121，固定在横梁110上。具体地，固定在底部的横梁110上。旋转件2123，与固定件2121转动连接。具体地，旋转件2123与固定件2121连接， 且可围绕固定件2121纵向旋转。调节件2125，调节旋转件2123的旋转角度。具体地，调节件2125可以是螺栓，把螺栓拧松，调节旋转件2123的角度，然后再拧紧，达到预定的旋转角度。在一实施例中，基于机器视觉的表面缺陷检测装置还包括控制装置(图未示)，包括驱动电机(图未示)，设置在旋转件2123上，用于驱动旋转件2123转动。控制单元(图未示)，通过驱动电机控制旋转件2123转动。控制单元可以是由单片机等芯片组成的控制单元，根据调节角度的需要控制驱动电机的转动，达到角度调节的目的，而且更加精确。在一实施例中，请参见图1和图3，基于机器视觉的表面缺陷检测装置还包括图像支撑架400和图像采集机构500。图像支撑架400，包括多个相互连接的图像支撑横梁410，且设置在框架100上。图像采集机构500，设置在图像支撑架400上，且镜头朝向框架100底部，即面向待检测的器件300。在其它实施例中，图像采集机构500包括滑动件510，可沿图像支撑横梁410横向滑动。具体地，滑动件510根据采集待检测的器件300区域，沿图像支撑横梁410横行移动，获取最佳的图像采集位置，以得到高质量的采集图像。移动件530，可沿滑动件510移动。具体地，根据采集的需要，调节不同的高度，沿滑动件510纵向移动。进一步地，移动件530设有通槽531，本实施例中为3条通槽531。图像采集器550，固定在移动件530上。具体地，通过螺钉或焊接的方式把图像采集器550固定在移动件530上。进一步地，该图像采集器550为CXD(Charge Coupled Device)摄像机，具有轻便、高精度和易配置等特点，便于检测。在本实施例中，滑动件510沿图像支撑横梁410横向滑动，移动件530沿滑动件 510纵向移动，而图像采集器550设置在移动件530上。即，图像采集器550可以随着移动件530的纵向移动而移动(一维)，也可以随着滑动件510沿着图像支撑横梁410的横向滑动而滑动(二维)，同时还可以随着图像支撑横梁410水平移动而移动(三维)，进而达到图像采集器550三维立体空间的位置调整。通过调整图像采集机器550的位置，使图像采集机器550不处于光源发射的入射光的反射光路上，得到较高清晰度和对比度的图像，有利于基于机器视觉的表面缺陷检测装置的检测工作。具体地，图像采集器550并未设置于光源230所发射的入射光的反射光路上，在检测过程中，若待检测的器件300，例如金属冲压件表面没有缺陷，则待检测的器件300表面将产生镜面反射，此时图像采集器550不能够采集到光源230发射的光，即图像采集器550 所得到的图像背景是黑色的；若待检测的器件300表面有三维缺陷，即凹凸性的缺陷，如划痕、折印等，则入射光将在待检测的器件300表面产生漫反射，此时图像采集器550可采集到光线，所得到的图像中缺陷区域也将是亮的；同理，待检测的器件300所存在的冲孔的边缘也由于三维空间的高度变化而在图像中呈现高亮直线或曲线。图像采集器550将采集到的图像传送给计算机系统，由计算机系统对图像进行实时处理和分析得到相应的缺陷信息，该缺陷信息包括了缺陷的尺寸、部位、类型以及等级等方面的信息。在一实施例中，图像支撑横梁410设有滑槽412，具体地，在图像支撑横梁410的上表面设有滑槽412。滑动件510包括滑块512，与滑槽412滑动卡接。具体地，滑块512与图像支撑横梁410的滑槽412 相匹配，滑动卡接。连接板514，连接滑块512和移动件530。具体地，采用焊接或铆接等其它方式连接，并通过连接板514把滑块512和移动件530连接为一体。进一步地，在连接板514上设有紧固件5141，且穿过移动件530上设置的通槽531。紧固件5141可以为螺栓，通过拧松螺栓，则可以调节移动件530上下(纵向)移动，可以获得高质量的采集图像。在一实施例中，控制装置还包括移动电机(图未示)，设置在滑块512处，用于驱动滑块512滑动。控制单元通过移动电机控制滑块512滑动，包括沿图像支撑横梁412横向移动，或沿移动件530纵向移动。通过调节单元210的调节作用，从侧面对待测的器件300打光，以及图像采集机构 500中的图像采集器550横向或纵向的移动，可以扩大检测面积，有效的为基于机器视觉的表面缺陷检测装置采集高质量的图像提供了便利，进而检测得更加准确。以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求1.一种基于机器视觉的表面缺陷检测装置，其特征在于，包括框架；及光源机构，设置在所述框架的底部；所述光源机构包括固接在所述框架底部的调节单元，以及设置在所述调节单元上的光源；图像采集机构，设置于所述框架上。
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的表面缺陷检测装置，其特征在于，所述框架包括相互连接的横梁，所述调节单元包括角度支架，设置在所述横梁上；连接件，连接所述角度支架和所述光源。
3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的表面缺陷检测装置，其特征在于，所述角度支架包括固定件，固定在所述横梁上；旋转件，与所述固定件转动连接；调节件，调节所述旋转件的旋转角度。
4.根据权利要求2所述的基于机器视觉的表面缺陷检测装置，其特征在于，所述调节单元为两个，所述调节单元分别设置在所述横梁的两端；所述光源为LED光源。
5.根据权利要求3所述的基于机器视觉的表面缺陷检测装置，其特征在于，还包括控制装置，所述控制装置包括驱动电机，设置在所述旋转件上；控制单元，通过所述驱动电机控制所述旋转件转动。
6.根据权利要求5所述的基于机器视觉的表面缺陷检测装置，其特征在于，还包括图像支撑架，所述图像采集机构设置于所述图像支撑架上，并沿所述图像支撑架滑动。
7.根据权利要求6所述的基于机器视觉的表面缺陷检测装置，其特征在于，所述图像支撑架包括相互连接的图像支撑横梁，所述图像采集机构包括滑动件，可沿所述图像支撑横梁横向滑动；移动件，可沿所述滑动件纵向移动；图像采集器，固定在所述移动件上。
8.根据权利要求7所述的基于机器视觉的表面缺陷检测装置，其特征在于，所述图像支撑横梁设有滑槽；所述滑动件包括滑块，与所述滑槽滑动卡接；连接板，连接所述滑块和移动件。
9.根据权利要求8所述的基于机器视觉的表面缺陷检测装置，其特征在于，所述移动件设有通槽；所述连接板设有紧固件，且穿过所述通槽；所述图像采集器为CXD摄像机。
10.根据权利要求9所述的基于机器视觉的表面缺陷检测装置，其特征在于，所述控制装置还包括移动电机，设置所述滑块处；所述控制单元通过所述移动电机控制所述滑块滑
专利摘要一种基于机器视觉的表面缺陷检测装置，包括框架；及光源机构，设置在所述框架的底部；所述光源机构包括固接在所述框架底部的调节单元，以及设置在所述调节单元上的光源；图像采集机构，设置于所述框架上。上述基于机器视觉的表面缺陷检测装置可通过调节单元调节光源的光照角度，在光照角度可调节的情况下可以使得图像采集机构不处于光源发射的入射光的镜面反射光路上，进而通过图像采集机构得到缺陷部分和感兴趣部分的较高清晰度和对比度的图像，有利于基于机器视觉的表面缺陷检测装置的检测工作。
文档编号G01N21/88GK202330294SQ201120439079
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月8日 优先权日2011年11月8日
发明者卢宗庆, 姜军, 李坡, 王肇, 程俊 申请人:中国科学院深圳先进技术研究院