专利名称：一种激光辅助光洁表面体缺陷检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及元件光洁表面缺陷检测的装置，尤其涉及一种激光辅助光洁表面体缺陷检测装置。
背景技术：
目前在我国，对表面光洁的一类对象的缺陷检测都是采用目视的方法，将白炽灯聚于被检测元件表面，人眼利用透射和反射方法逐个小区域的观察由表面缺陷产生的散射光像，最终作出一个人为主观大致定量的结论，判定其是否为合格产品，这种检测方式由于主观因素介入导致检测的准确度低及效率不高，特别是对于大批量的生产，更是存在生产速度快和检测速度慢这一突出的矛盾。因此自动化的缺陷检测系统，可以取代人工方式的检测，并能在生产线上减少人力与时间的成本。当前我国在机器视觉检测领域的研究中，对光洁表面的一类对象的缺陷检测装置或系统研究不多，尤其针对光洁表面的划痕缺陷检测装置的研究更少。目前表面光洁的一类对象的缺陷检测方法，大多是根据缺陷区域对光的不同的散射特性来判别最基本及常用的是目视法，通过目视或放大镜观察，缺陷由不同方法而呈现暗像或亮像；各种基于全积分散射技术扫描散射显微镜利用细小激光束及半球收集检测表面的散射光；还有利用缺陷的激光衍射谱图识别进行扫描成像；激光干涉成像的轮廓仪等。但这些方法或系统有其不足之处目视法的不确定性和低效；检测区域较小；检测装置较复杂或成本比较高等。由于光洁表面的划痕缺陷位置是随机的且表现形式多种多样，使光洁表面的缺陷区域对于平行光的反射出现不确定性，从而导致采集的缺陷图像具有不确定性。例如划痕有粗细与深浅的不同，也有突起式划痕与凹陷式划痕。其中，突起式划痕由于有突起的部分来反射光源，因此在摄像时使得图像中的划痕较为明显，而凹陷式划痕由于没有突起部分可以反射光源，而使得这种划痕较难通过摄像获取。为了尽可能地突出被检测工件的灰度特征量，在增加对比度的同时，还应保证被检测区域有足够的整体亮度，使能同时达到这两个图像要求的光源方案不容易实现，目前还没有一种能可靠获取光洁物体表面的缺陷图像的光源方案或检测装置。
发明内容为了克服克服现有技术的缺点和不足，本实用新型提供一种结构简单、能有效获取光洁表面的缺陷检测区域的激光辅助光洁表面体缺陷检测装置。本实用新型通过下述技术方案实现—种激光辅助光洁表面体缺陷检测装置，包括按照光路，成像路径依次放置在支撑台上的激光发生器、扩束镜、用于放置光洁表面体的微调旋转盘、屏幕、摄像机。所述激光发生器、扩束镜、微调旋转盘、屏幕、摄像机分别通过支架放置于支撑台上；所述支架为伸缩结构。[0009] 所述激光发生器与支撑台的高度为190mm ；所述扩束镜与激光发生器在同一垂直所述激光发生器的激光光束对准扩束镜的镜心，且激光发生器与扩束镜水平距离为 60mmo所述微调旋转盘与激光发生器在同一垂直面，所述微调旋转盘与支撑台的高度为 150mm，且与扩束镜水平距离为1070mm。与现有技术相比，本实用新型的优点及效果在于1)本实用新型通过扩束器可以进行扩束，使扩束后的激光光线能覆盖所要检测的光洁表面。2)本实用新型微调旋转盘为一个可以微调角度的机构，将欲检测的光洁表面体放置于其上方，通过微调旋转盘，调整光洁表面体的偏转角度，以使光洁表面接收扩束后的激光光束的最佳照射角度。3)若直接以摄像机对准待检测光洁表面，则会因激光强度过强，而使得摄像机无法清楚照射出光洁表面的图像，因此本缺陷检测装置中设计了一个屏幕(白纸屏幕)，此设计不但可以减低激光的强度，还可以改善激光光源不均勻的问题。4)从光洁表面反射的光线投射到屏幕上，通过固定白纸屏幕的支架调整白纸屏幕的偏转角度，使光洁表面的缺陷区域投射到白纸屏幕的图案最清晰。5)本实用新型技术手段简便易行，生产成本低廉，具有积极有益的技术效果。
图1是为本实用新型的侧面结构示意。图2是为本实用新型的俯视结构示意。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。实施例如图1所示，本实用新型激光辅助光洁表面缺陷检测装置，包括按照光路，成像路径依次放置在支撑台12上的激光发生器1、扩束镜2、用于放置光洁表面体4的微调旋转盘 3、屏幕5、摄像机6。所述激光发生器1、扩束镜2、微调旋转盘3、屏幕5、摄像机6分别通过支架7、8、9、10、11放置于支撑台12上；所述支架7、8、9、10、11为伸缩可调结构。如图1所示，激光发生器1采用绿色激光，波长为532nm，功率为50mW。用支架7 将激光发生器1固定在支撑台12上，固定高度为190mm。与激光发生器1同一垂直面放置扩束镜2，用支架8将扩束镜2固定在支撑台12上，使激光发生器1的激光光束对准扩束镜 2的镜心，且激光发生器1与扩束镜2水平距离为60mm。与激光发生器1同一垂直面放置微调旋转盘3，用支架9将微调旋转盘3固定在支撑台12上，固定高度为150mm，且与扩束镜2水平距离为1070mm。将光洁表面体4放置于微调旋转盘3上，调整微调旋转盘3，使偏转角度15度。根据光线反射方向，在与微调旋转盘3水平距离为70mm处放置屏幕5 (采用白纸作为屏幕5)用支架10将屏幕5固定在支撑台12上，并且屏幕5偏转角度约为15度，
4光洁表面体4的平面与屏幕5的平面互相平行。本实例采用高动态的摄像机，动态范围为 120dB，用支架11将摄像机6固定在支撑台12上，固定高度约为185mm，同时使摄像机6与屏幕5水平距离约为670mm。如图2所示，激光发生器1发出的细小光束通过扩束镜2进行扩束，扩束后的激光光束照射到并足以涵盖整个光洁表面4。调整微调旋转盘3，使光洁表面体4接受到已经扩束的激光光束的最佳照射角度，本实例的偏转角度为15度。接着，光洁表面体4的反射光线投射到已成偏转角度为15度的屏幕5上。最后由摄相机6 (为高动态摄相机)获取屏幕 5的反射光线。如上所述便可较好的实现本实用新型。上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种激光辅助光洁表面体缺陷检测装置，其特征是，包括按照光路，成像路径依次放置在支撑台上的激光发生器、扩束镜、用于放置光洁表面体的微调旋转盘、屏幕、摄像机。
2.根据权利要求1所述的激光辅助光洁表面体缺陷检测装置，其特征在于，所述激光发生器、扩束镜、微调旋转盘、屏幕、摄像机分别通过支架放置于支撑台上。
3.根据权利要求1或2所述的激光辅助光洁表面体缺陷检测装置，其特征在于，所述激光发生器与支撑台的高度为190mm ；所述扩束镜与激光发生器在同一垂直面。
4.根据权利要求1或2所述的激光辅助光洁表面体缺陷检测装置，其特征在于，所述激光发生器的激光光束对准扩束镜的镜心，且激光发生器与扩束镜水平距离为60mm。
5.根据权利要求1或2所述的激光辅助光洁表面体缺陷检测装置，其特征在于，所述微调旋转盘与激光发生器在同一垂直面，所述微调旋转盘与支撑台的高度为150mm，且与扩束镜水平距离为1070mm。
6.根据权利要求2所述的激光辅助光洁表面体缺陷检测装置，其特征在于，所述支架为伸缩结构。
专利摘要本实用新型公开了一种激光辅助光洁表面体缺陷检测装置，包括按照光路，成像路径依次放置的激光发射器、扩束器、光洁表面、白纸屏幕、微调旋转盘、高动态范围的摄像机及相应的支架组成。本实用新型优点及效果在于，采用激光为光源，用扩束镜将激光光束扩束至足以涵盖整个光洁表面。然后将光洁表面的反射光线投射在一屏幕上以减少激光强度，利用高动态范围的摄像机，获取光洁表面像素灰度值的微小变化，进而能够清晰地获取划痕缺陷图像。本实用新型整套系统线路结构简单、能有效获取光洁表面的缺陷检测区域的同时，降低工业生产成本，且实现了获取光洁表面划痕缺陷图像的同时，达到对比度高又保证了被检测区域有足够的整体亮度。
文档编号G01N21/88GK202189016SQ20112017373
公开日2012年4月11日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日
发明者胡跃明, 苏文友, 陈安 申请人:华南理工大学