缺陷检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及检测装置领域，尤其涉及一种缺陷检测装置。


背景技术：

2.瓶装产品在我们生活中随处可见，如食用油、各种饮料、各种酒类等。待测瓶口部分的密封性对瓶装产品的保质期具有十分重要的影响，因此待测瓶口处密封性的检测是生产中必不可少的必要环节。现有技术中有采用视觉机器人对待测瓶口外表面进行检测，而对于待测瓶口内壁的缺陷检测却仍然依赖人工进行，造成检测人工成本高，并且依赖人工把控误检率高，影响产品品质。
3.鉴于此，有必要提供一种新型的缺陷检测装置，以解决或至少缓解上述技术缺陷。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的是提供一种缺陷检测装置，旨在解决现有技术中待测瓶口内壁检测人工成本高、误检率高的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供一种缺陷检测装置，应用于对待测瓶口内壁面的检测，包括：
6.相机，所述相机包括机身和镜头；
7.球积分光源，所述球积分光源包括壳体和设置于所述壳体上的光源，所述壳体顶部形成有通孔，所述镜头部分伸入所述通孔内，所述球积分光源用于放置于所述待测瓶口上方；
8.所述光源发出的光线照射到所述壳体内壁面上，发生漫反射，至少形成照射到所述待测瓶口最上端的对应的第一入射光线，和照射到所述待测瓶口的目标螺纹对应的第二入射光线；所述第一入射光线经所述待测瓶口反射后形成第一反射光线，所述第二入射光线经所述待测瓶口反射后形成第二反射光线，所述第一反射光线和所述第二反射光线均在所述镜头的视野范围内。
9.在一实施例中，若以所述待测瓶口顶部端面的中心为原点，所述球积分光源的直径为d，所述待测瓶口的开口与所述目标螺纹的距离为h，所述待测瓶口的半径为r，所述目标螺纹与所述待测瓶口的中心轴线的夹角为θ，所述镜头到所述待测瓶口顶面的第一视场角为α，所述镜头到所述待测瓶口的所述目标螺纹的第二视场角为β；则
10.照射到所述待测瓶口最上端的对应的所述第一入射光线的函数l1为：
[0011][0012]
照射到所述待测瓶口的所述目标螺纹对应的所述第二入射光线的函数l2为：
[0013][0014]
其中，θ为所述目标螺纹与所述待测瓶口的中心轴线的夹角，α为所述镜头到所述
待测瓶口顶面的第一视场角，β为所述镜头到所述待测瓶口的所述目标螺纹的第二视场角，h为所述待测瓶口的开口与所述目标螺纹的距离，r为所述待测瓶口的半径。
[0015]
在一实施例中，以所述待测瓶口顶面的直线为x轴，以所述待测瓶口的中心轴线位y轴，所述壳体底端的点的纵坐标低于
[0016][0017]
其中，θ为所述目标螺纹与所述待测瓶口的中心轴线的夹角，α为所述镜头到所述待测瓶口顶面的第一视场角，β为所述镜头到所述待测瓶口的所述目标螺纹的第二视场角，h为所述待测瓶口的开口与所述目标螺纹的距离，r为所述待测瓶口的半径。
[0018]
在一实施例中，所述光源分布于所述壳体的端面上，所述光源为发光二极管。
[0019]
在一实施例中，所述目标螺纹为所述待测瓶口的最底端螺纹。
[0020]
在一实施例中，所述待测瓶口为塑料待测瓶口或玻璃待测瓶口，所述第一入射光线和所述第二入射光线能够在所述待测瓶口处反射后进入所述镜头。
[0021]
在一实施例中，所述待测瓶口顶面到所述镜头的工作距离为25mm～30mm。
[0022]
在一实施例中，所述球积分光源的直径为200mm～300mm。
[0023]
在一实施例中，所述球积分光源底部在所述待测瓶口顶面上方9mm～11mm处。
[0024]
在一实施例中，所述球积分光源底部在所述待测瓶口顶面上方10mm处。
[0025]
上述方案中，缺陷检测装置包括相机和球积分光源，相机包括机身和镜头；球积分光源包括壳体和设置于壳体上的光源，壳体顶部形成有通孔，镜头部分伸入通孔内，球积分光源用于放置于待测瓶口上方；光源发出的光线照射到壳体内壁面上，发生漫反射，至少形成照射到待测瓶口最上端的对应的第一入射光线，和照射到待测瓶口目标螺纹对应的第二入射光线；第一入射光线经待测瓶口反射后形成第一反射光线，第二入射光线经待测瓶口反射后形成第二反射光线，第一反射光线和第二反射光线均在镜头的视野范围内。该方案中，从光源发出的光线经过壳体内壁面多次反射后，照射到待测瓶口最上端的对应的第一入射光线，和照射到待测瓶口目标螺纹对应的第二入射光线，经待测瓶口反射后形成的第一反射光线和第二反射光线均在镜头的视野范围之内，即均能够被镜头吸收，这样，照射到待测瓶口4最上端和待测瓶口4目标螺纹5之间的反射光线也均能被镜头2接收，确保镜头能够接收到整个待测瓶口内壁面的图像，以实现对整个待测瓶口内壁面的检测。该实用新型代替了现有技术中人工检测的方式，具有检测效率高，检测稳定性高的优点。
附图说明
[0026]
为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0027]
图1为本实用新型实施例缺陷检测装置的结构示意图；
[0028]
图2为本实用新型实施例缺陷检测装置的另一结构示意图(标注各参数)；
[0029]
图3为本实用新型实施例缺陷检测装置第一入射光束和第二入射光束的光路示意图。
[0030]
附图标号说明：
[0031]
1、相机；2、镜头；3、球积分光源；4、待测瓶口；5、螺纹；6、通孔。
[0032]
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0033]
下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
[0034]
需要说明，本实用新型实施方式中所有方向性指示(诸如上、下
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0035]
另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
[0036]
并且，本实用新型各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0037]
参见图1-图3，本实用新型提供一种缺陷检测装置，应用于待测对瓶口内壁面的检测，包括相机1和球积分光源3，相机1包括机身和镜头2；球积分光源3包括壳体和设置于壳体上的光源，壳体顶部形成有通孔6，镜头2部分伸入通孔6内，球积分光源3用于放置于待测瓶口4上方；光源发出的光线照射到壳体内壁面上，发生漫反射，至少形成照射到待测瓶口4最上端的对应的第一入射光线，和照射到待测瓶口4的目标螺纹5对应的第二入射光线；第一入射光线经待测瓶口4反射后形成第一反射光线，第二入射光线经待测瓶口4反射后形成第二反射光线，第一反射光线和第二反射光线均在镜头2的视野范围内。
[0038]
球积分光源3又叫光度球或光通球，它包括一个空腔的壳体，壳体内壁上可以涂覆漫反射材料形成漫反射层，在对待测瓶口4进行检测时，能够通过球积分光源3的积分效果而使光源充分达到壳体的内壁面。这里的光源可以分布于壳体的断面上，即围绕壳体断面的截面圆上设置光源。如可以采用led光源进行多次反复照射，通过反射光线的叠加作用及效果可以高度确保图像的照度均匀，提升成像质量。由于待测瓶口4多为塑料或玻璃制成，表面光滑，入射光线到达待测瓶口4及其螺纹5后会产生镜面反射形成反射光线。该实施例中，从光源发出的光线经过壳体内壁面多次反射后，至少包括照射到待测瓶口4最上端的对应的第一入射光线，和照射到待测瓶口4的目标螺纹5对应的第二入射光线，经待测瓶口4反射后形成的第一反射光线和第二反射光线均在镜头2的视野范围之内，即均能够被镜头2吸收，这样，照射到待测瓶口4最上端和待测瓶口4的目标螺纹5之间的反射光线也均能被镜头2接收，确保镜头2能够接收到整个待测瓶口4内壁面的图像，以实现对整个待测瓶口4内壁面的检测。该实施例代替了现有技术中人工检测的方式，具有检测效率高，检测稳定性高的优点。该缺陷检测装置尤其适用于对瓶口内部缺陷的检测。具体地，目标螺纹5为待测瓶口4
的最底端螺纹，这样可以最大范围的检测瓶口的内壁面。
[0039]
在一实施例中，若以待测瓶口4顶部端面的中心为原点，球积分光源3的直径为d，待测瓶口4的开口与目标螺纹5的距离为h，待测瓶口4的半径为r，待测瓶口4的螺纹5角度为θ，镜头2到待测瓶口4顶面的第一视场角为α，镜头2到待测瓶口4的目标螺纹5的第二视场角为β；则
[0040]
照射到待测瓶口4最上端的对应的第一入射光线的函数l1为：
[0041][0042]
照射到待测瓶口4的目标螺纹5对应的第二入射光线的函数l2为：
[0043][0044]
而壳体的内腔要包含第一入射光线和第二入射光线之间的区域；以待测瓶口4顶面的直线为x轴，以待测瓶口4的中心轴线位y轴，球积分光源3的最下端需要在直线l2下方，即壳体最下端的点的纵坐标低于时，成像效果较为清晰。
[0045]
其中，θ为待测瓶口4的螺纹5角度，α为镜头2到待测瓶口4顶面的第一视场角，β为镜头2到待测瓶口4目标螺纹5的第二视场角，h为待测瓶口4的开口与目标螺纹5的距离，r为待测瓶口4的半径。
[0046]
在一实施例中，待测瓶口顶面到镜头的工作距离为25mm～30mm，球积分光源的直径为200mm～300mm，球积分光源底部在待测瓶口顶面上方9mm～11mm处，具体地，球积分光源底部在待测瓶口顶面上方10mm处时，成像效果更为理想。
[0047]
以上仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的技术构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围。