物體表面質量檢測儀的製作方法

2023-09-19 08:15:05 2

專利名稱：物體表面質量檢測儀的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於一種物體表面質量檢測儀，特別涉及一種用於檢測規則形狀物體表面缺陷的自動化儀器，屬於物體表面質量檢測儀的改造技術。
背景技術：
在生產過程中，很多時候都需要對產品的表面是否有裂紋等缺陷進行檢測。傳統方式是使用放大鏡、顯微鏡等光學系統採用人工操作的方式對待測物進行檢測，這種方式檢測效率極低，工人勞動強度大、出錯率高。隨著傳感技術的進步，現在已經出現了採用圖像處理技術來對產品表面缺陷進行檢測的設備。這類設備的工作原理如下:用輸送帶將待測物體輸送到特定位置，然後用圖像傳感器對待測物體拍照，獲得待測物體的數字圖像，再通過計算機對圖像信息進行處理，從而得到待測物體的表面情況數據、判斷待測物體是否存在缺陷。這種檢測方式相比於人工檢測，提高了檢測準確率，而這種檢測方式一次只能檢測一個方向的表面，如果需要對待測物體的多個方向的表面進行檢測，則需要進行多次對待測物體進行輸送，檢測效率較低。
發明內容本實用新型所解決的技術問題是克服上述現有技術的不足，提供一種經濟實用、穩定可靠的用於檢測待測物體表面情況的物體表面質量檢測儀。本實用新型可準確地檢測待測物體外部表面缺陷情況，並有較高的檢測效率。本實用新型所採取的技術方案是:本實用新型的物體表面質量檢測儀，包括有第一圖像傳感器、第一分光器、第二圖像傳感器、第二分光器、第三圖像傳感器、第三分光器、機架、輸送帶、導軌，輸送帶設置在第一分光器的下方，第二分光器及第三分光器設置在輸送帶的兩側，第一分光器、第二分光器、第三分光器分別裝設在第一圖像傳感器、第二圖像傳感器、第三圖像傳感器的旁側，且第一分光器、第二分光器、第三分光器裝設在分別能照射到待測物體的不同檢測面的位置上，且第一分光器、第二分光器、第三分光器照射到待測物體的反射光能分別使第一圖像傳感器、第二圖像傳感器和第三圖像傳感器拍攝到待測物體的不同檢測面，且第一分光器、第二分光器及第三分光器均固定安裝在機架上，第三圖像傳感器固定安裝在機架的一側，第一圖像傳感器及第二圖像傳感器分別與能驅動其分別沿導軌做直線運動的直線驅動裝置連接，導軌安裝在機架的背面板，且第一圖像傳感器、第二圖像傳感器和第三圖像傳感器的信號輸出端分別與檢測儀的控制系統電連接。本實用新型通過採用第一分光器、第二分光器、第三分光器分別與第一圖像傳感器、第二圖像傳感器、第三圖像傳感器配合，實現同軸光對待測物體進行照明拍照，使得獲得圖像的效果大大提高，對待測物體表面的缺陷判別精度達到10 μ m的等級。此外，三個圖像傳感器和三個分光器的位置配合，使得一次輸送待測物體即可獲得待測物體上表面、左側表面和右側表面三個方向的表面缺陷情況；將待測物體水平方向旋轉90°、豎直方向旋轉180°後再次輸送、拍照，可獲得待測物體下表面、前表面和後表面三個方向的表面缺陷情況，即獲得待測物體六個面的表面缺陷情況。

圖1是本實用新型的透視圖；圖2是本實用新型與圖1不同視角的透視圖；圖3是本實用新型中第一分光器的剖面圖；圖4是本實用新型中第二分光器的剖面圖。
具體實施方式
實施例:圖1和圖2示出了本實用新型的一種實施方式。如圖1和圖2所示，為了更好地表達本實用新型的結構，圖中省略了支架4的左側板和部分非重要的安裝機架，如第一分光器12的安裝機架等。本實用新型的物體表面質量檢測儀，包括有第一圖像傳感器11、第一分光器12、第二圖像傳感器21、第二分光器22、第三圖像傳感器31、第三分光器32、機架4、輸送帶5、導軌7，輸送帶5設置在第一分光器12的下方,第二分光器22及第三分光器32設置在輸送帶5的兩側，第一分光器12、第二分光器22、第三分光器32分別裝設在第一圖像傳感器
11、第二圖像傳感器21、第三圖像傳感器31的旁側，且第一分光器12、第二分光器22、第三分光器32裝設在分別能照射到待測物體6的不同檢測面的位置上，且第一分光器12、第二分光器22、第三分光器32照射到待測物體6的反射光能分別使第一圖像傳感器11、第二圖像傳感器21和第三圖像傳感器31拍攝到待測物體6的不同檢測面，且第一分光器12、第二分光器22及第三分光器32均固定安裝在機架4上，第三圖像傳感器31固定安裝在機架4的一側，第一圖像傳感器11及第二圖像傳感器21分別與能驅動其分別沿導軌7做直線運動的直線驅動裝置連接，導軌7安裝在機架4的背面板，且第一圖像傳感器11、第二圖像傳感器21和第三圖像傳感器31的信號輸出端分別與檢測儀的控制系統電連接。本實施例中，所述驅動第一圖像傳感器11沿導軌7做直線運動的直線驅動裝置包括有第一電機13、由絲杆及螺母組成的第一螺旋傳動副14，其中第一螺旋傳動副14中的絲杆通過聯軸器和第一電機13的輸出軸連接，第一螺旋傳動副14中的螺母與第一支架15連接，第一圖像傳感器11安裝在第一支架15上，第一支架15通過滑塊與導軌7配合組成導軌運動副。本實施例中，所述導軌7安裝在機架4的背面板，所述第一電機13也安裝在機架4的背面板。本實施例中，所述驅動第二圖像傳感器21沿導軌7做直線運動的直線驅動裝置包括有第二電機23、由絲杆及螺母組成的第二螺旋傳動副24，其中第二螺旋傳動副24中的絲杆通過聯軸器和第二電機23的輸出軸連接，第二螺旋傳動副24中的螺母與第二支架25連接，第二圖像傳感器21安裝在第二支架25上，第二支架25通過滑塊與導軌7配合組成導軌運動副。本實施例中，所述導軌7安裝在機架4的背面板，所述第二電機23也安裝在機架4的背面板。[0019]本實施例中,所述第一分光器12包括第一外殼121、第一分光鏡片122、第一光源安裝板123、第一發光體124,其中第一外殼121上設有第一上透光孔125和下透光孔126,第一分光鏡片122裝設在第一外殼121所設的中空腔體內，第一光源安裝板123裝設在第一外殼121的開口端,第一發光體124裝設在第一光源安裝板123是內側、且能照射到第一分光鏡片122的位置上。所述下透光孔126朝向輸送帶5。本實施例中，所述第二分光器22包括第二外殼221、第二分光鏡片222、第二光源安裝板223、第二發光體224，其中第二外殼221設有第二上透光孔225和側透光孔226，第二分光鏡片222裝設在第二外殼221所設的中空腔體內，第二光源安裝板223裝設在第二外殼221的開口端，第二發光體224裝設在第二光源安裝板223是內側、且能照射到第二分光鏡片222的位置上。所述第二分光器22的側透光孔226朝向輸送帶5。本實施例中，所述第三分光器32的結構與第二分光器22的結構相同。所述第三分光器32的側透光孔也朝向輸送帶5。本實施例中，所述第一發光體124及第二發光體224均為LED。所述第一分光鏡片122及第二分光鏡片222均為半反半透鏡片。本實用新型表面檢測儀的工作原理如下:表面檢測儀通電後，輸送帶5將待測物體6輸送到第三圖像傳感器31的清晰對焦區域，可使第三圖像傳感器31獲取待測物體6右側面的清晰圖像，同時該區域也是第一分光器12、第二分光器22和第三分光器32的照明區域。第一分光器12的光源123常亮，由於分光鏡片122半反半透的特性，一部分光線反射從下透光孔126射出，照亮待測物體6的上表面，第二分光器22的光源223常亮，由於第二分光鏡片222半反半透的特性,一部分光線透射從側透光226孔射出，照亮待測物體6的左側面；同理，第三分光器32照亮待測物體6的右側面。同時,待測物體6的上表面的圖像,通過第一分光器12的下透光孔126射向分光鏡片122，由於分光鏡片122半反半透的特性，一部分光線透射從第一上透光孔125射出，到達第一圖像傳感器11 ;待測物體6的左側面的圖像，通過第二分光器22的側透光孔226射向第二分光鏡片222,由於第二分光鏡片222半反半透的特性,一部分光線反射從第二上透光孔225射出，到達第二圖像傳感器21 ;同理，待測物體6的右側面的圖像，一部分光線反射從第三分光器32的第二上透光孔225射出，到達第三圖像傳感器32。根據待測物體6的寬度和高度的具體情況，計算機控制第一電機13的旋轉，第一電機13帶動第一螺旋傳動副14的絲杆動作，調整第一支架15的位置，使得第一圖像傳感器11可獲得待測物體6上表面的清晰圖像。同理，計算機控制第二電機23的旋轉，第二電機23帶動第二螺旋傳動副24的絲杆動作，調整第二支架25的位置，使得第二圖像傳感器21可獲得待測物體6左側面的清晰圖像。計算機控制第一圖像傳感器11拍照，獲得待測物體6上表面的數字圖像，通過計算機對圖像信息進行處理，獲得待測物體6上表面的缺陷情況數據；同理，計算機控制第二圖像傳感器21拍照，獲得待測物體6左側面的缺陷情況數據，計算機控制第三圖像傳感器31拍照，獲得待測物體6右側面的缺陷情況數據。綜合以上數據，可獲得待測物體6上表面、左側表面和右側表面三個方向的表面缺陷情況。如果將待測物體6水平方向旋轉90°、豎直方向旋轉180°之後再拍照，就可以得到另外三個面的情況，總共就可得到六個面的情況。上面結合附圖對本實用新型的實施方式作了詳細說明，但是本實用新型並不限於上述實施例，在本領域的普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以對其作出的種種變化。
權利要求1.一種物體表面質量檢測儀,其特徵在於包括有第一圖像傳感器(11)、第一分光器(12)、第二圖像傳感器(21)、第二分光器(22)、第三圖像傳感器(31)、第三分光器(32)、機架(4)、輸送帶(5)、導軌(7),輸送帶(5)設置在第一分光器(12)的下方,第二分光器(22)及第三分光器(32)設置在輸送帶(5)的兩側,第一分光器(12)、第二分光器(22)、第三分光器(32)分別裝設在第一圖像傳感器(11)、第二圖像傳感器(21)、第三圖像傳感器(31)的旁偵牝且第一分光器(12)、第二分光器(22)、第三分光器(32)裝設在分別能照射到待測物體(6)的不同檢測面的位置上，且第一分光器(12)、第二分光器(22)、第三分光器(32)照射到待測物體(6)的反射光能分別使第一圖像傳感器(11)、第二圖像傳感器(21)和第三圖像傳感器(31)拍攝到待測物體(6)的不同檢測面，且第一分光器(12)、第二分光器(22)及第三分光器(32)均固定安裝在機架(4)上，第三圖像傳感器(31)固定安裝在機架(4)的一側，第一圖像傳感器(11)及第二圖像傳感器(21)分別與能驅動其分別沿導軌(7)做直線運動的直線驅動裝置連接，導軌(7)安裝在機架(4)的背面板，且第一圖像傳感器(11)、第二圖像傳感器(21)和第三圖像傳感器(31)的信號輸出端分別與檢測儀的控制系統電連接。
2.根據權利要求1所述的物體表面質量檢測儀，其特徵在於:所述驅動第一圖像傳感器(11)沿導軌(7)做直線運動的直線驅動裝置包括有第一電機(13)、由絲杆及螺母組成的第一螺旋傳動副(14),其中第一螺旋傳動副(14)中的絲杆通過聯軸器和第一電機(13)的輸出軸連接，第一螺旋傳動副(14)中的螺母與第一支架(15)連接，第一圖像傳感器(11)安裝在第一支架(15)上，第一支架(15)通過滑塊與導軌(7)配合組成導軌運動副。
3.根據權利要求2所述的物體表面質量檢測儀，其特徵在於:所述導軌(7)安裝在機架(4)的背面板，所述第一電機(13)也安裝在機架(4)的背面板。
4.根據權利要求1所述的物體表面質量檢測儀，其特徵在於:所述驅動第二圖像傳感器(21)沿導軌(7)做直線運動的直線驅動裝置包括有第二電機(23)、由絲杆及螺母組成的第二螺旋傳動副(24)，其中第二螺旋傳動副(24)中的絲杆通過聯軸器和第二電機(23)的輸出軸連接，第二螺旋傳動副(24)中的螺母與第二支架(25)連接，第二圖像傳感器(21)安裝在第二支架(25)上，第二支架(25)通過滑塊與導軌(7)配合組成導軌運動副。
5.根據權利要求4所述的物體表面質量檢測儀，其特徵在於:所述導軌(7)安裝在機架(4)的背面板，所述第二電機(23)也安裝在機架(4)的背面板。
6.根據權利要求1至5任一項所述的物體表面質量檢測儀，其特徵在於:所述第一分光器(12)包括第一外殼(121)、第一分光鏡片(122)、第一光源安裝板(123)、第一發光體(124),其中第一外殼(121)上設有第一上透光孔(125)和下透光孔(126),第一分光鏡片(122)裝設在第一外殼(121)所設的中空腔體內，第一光源安裝板(123)裝設在第一外殼(121)的開口端，第一發光體(124)裝設在第一光源安裝板(123)是內側、且能照射到第一分光鏡片(122)的位置上。
7.根據權利要求6所述的物體表面質量檢測儀，其特徵在於:所述第二分光器(22)包括第二外殼(221)、 第二分光鏡片(222)、第二光源安裝板(223)、第二發光體(224)，其中第二外殼(221)設有第二上透光孔(225)和側透光孔(226)，第二分光鏡片(222)裝設在第二外殼(221)所設的中空腔體內，第二光源安裝板(223)裝設在第二外殼(221)的開口端，第二發光體(224)裝設在第二光源安裝板(223)是內側、且能照射到第二分光鏡片(222)的位置上。
8.根據權利要求7所述的物體表面質量檢測儀，其特徵在於:所述第三分光器(32)的結構與第二分光器(22)的結構相同。
9.根據權利要求8所述的物體表面質量檢測儀，其特徵在於:所述第一發光體(124)及第二發光體(224)均為LED。
10.根據權利要求9所述的物體表面質量檢測儀， 其特徵在於:所述第一分光鏡片(122)及第二分光鏡片(222)均為半反半透鏡片。
專利摘要本實用新型是一種物體表面質量檢測儀。包括有第一圖像傳感器、第一分光器、第二圖像傳感器、第二分光器、第三圖像傳感器、第三分光器、機架、輸送帶、導軌，輸送帶將待測物體輸送至第三圖像傳感器的對焦區域，通過檢測儀的控制系統控制第一圖像傳感器及第二圖像傳感器都能將待測物體對焦，從而一次可獲得待測物體三個方向的表面缺陷情況。本實用新型可快速地檢測待測物體上表面、左側表面和右側表面三個方向的表面缺陷情況，並能獲得較高的測量精度，將待測物體水平方向旋轉90°、豎直方向旋轉180°後再次輸送、拍照，可獲得待測物體下表面、前表面和後表面三個方向的表面缺陷情況，即獲得待測物體六個面的表面缺陷情況。
文檔編號G01N21/88GK203011854SQ20122073723
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月28日 優先權日2012年12月28日
發明者何國森, 陳宗普, 羅炳軍, 曾繁飛 申請人:羅炳軍