弧面型零件外表面缺陷检测装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种弧面型零件外表面缺陷检测装置及方法。所述检测装置包括用于固定弧面型零件的安装座、移动机构、光源、半反半透镜和线性扫描装置。移动机构包括驱动电机、与弧面型零件周向轮廓相同的导轨和支撑座。支撑座沿导轨移动。线性扫描装置的扫描头正对弧面型零件外表面，扫描区域的宽度大于或等于弧面型零件的高度，且扫描区域的中心与弧面型零件的中心位于同一高度。光源的出射光的方向与扫描头的光轴垂直；半反半透镜45度设置于出射光与光轴相交的位置，半反半透镜的反射面朝向光源，透光面朝向线性扫描装置，出射光经半反半透镜反射到弧面型零件外表面的面积大于或等于扫描区域。本发明具有成像精度高、耗时短、漏检率低的优点。
【专利说明】弧面型零件外表面缺陷检测装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电光学器件检测领域，具体涉及一种弧面型零件外表面缺陷检测装置及方法。
【背景技术】
[0002]现有市面上很多使用设备，如手持终端中的手机、条码数据采集器、PDA (PersonalDigital Assistant,个人数字助理)等,为了美观和握持时的舒适感,外壳的边角均会设计成弧面型。
[0003]在工业生产中，对零件表面质量的检测是保证产品质量的重要环节。上述手持终端壳体在被传送装置传送的过程中或产品装配过程中，壳体的外表面会存在被划伤或沾染灰尘、油污等状况，因此当外壳与其他部件装配为成品后，需要对成品的壳体的外表面进行检测，以将壳体外表面上存在划痕的成品进行剔拣。
[0004]本发明的发明人发现，由于使用设备中外壳的边角为弧面，采用传统的架设相机镜头对弧面进行采图时，由于相机的对焦面为平面，且景深有限，无论在哪个角度对弧面进行采图，相机均无法将弧面中的所有点成像在同一对焦面上，因此通过相机拍摄的弧面的图像，只有处于对焦面内的部分清晰，而对焦面以外的部分不清晰。若采集到的图像不清晰，较浅划痕就不易被识别，从而造成漏检。为了避免由于采集的图像不清晰而将造成漏检，对弧面的采图方法通常为:将弧面分为设定个数的子部分，在确定每个子部分的最佳拍摄角度后进行拍摄并得到每个子部分的图像。该方法存在两个问题:1、将弧面划分的子部分越多，由于拍摄区域趋于平面，相机拍摄图像的精度会越高，但一个完整的弧面图像采集时间耗时较长；2、将弧面划分的子部分较少，耗时短，但由于弧面每个子部分的外表面依然为弧面，弧面的成像依然存在精度不高的缺点，漏检率依然较高。
【发明内容】
[0005]本发明的发明目的在于提供一种采集弧面图像耗时短、弧面的成像精度高且漏检率低的弧面型零件外表面缺陷检测装置及方法。
[0006]根据本发明的一个方面，本发明的实施例提供了一种弧面型零件外表面缺陷检测装置，包括:
[0007]安装座，用于固定弧面型零件；
[0008]移动机构，设置于所述安装座外围设定距离处，包括驱动电机、导轨和支撑座，所述导轨的轨迹与所述弧面型零件的周向轮廓相同，所述支撑座在驱动电机的驱动下沿所述导轨移动；
[0009]光源、半反半透镜和线性扫描装置，均设置于所述支撑座上；所述线性扫描装置的扫描头正对所述弧面型零件外表面，且扫描区域的宽度大于或等于所述弧面型零件的高度，以及所述扫描区域的中心与所述弧面型零件的中心位于同一高度；所述光源的出射光的方向与所述扫描头的光轴垂直；所述半反半透镜设置于所述出射光与所述光轴相交的位置，与所述光轴之间的夹角为45度，所述半反半透镜的反射面朝向所述光源，透光面朝向所述线性扫描装置，所述出射光经所述半反半透镜反射到所述弧面型零件外表面的面积大于或等于所述扫描区域。
[0010]其中，所述弧面型零件的周向轮廓为圆形、圆弧形、由两条弧线和两条直线组成的扇形或波浪线围成的封闭图形。
[0011]根据本发明在另一方面，还提供了一种弧面型零件外表面缺陷检测装置，包括:
[0012]安装座，用于固定弧面型零件；
[0013]转盘，设置于所述安装座的下方且轴心与所述安装座的中心垂线重合，由驱动电机驱动；
[0014]光源、半反半透镜和线性扫描装置，均设置于所述转盘上；所述线性扫描装置的扫描头正对所述弧面型零件外表面，且扫描区域的宽度大于或等于所述弧面型零件的高度，以及所述扫描区域的中心与所述弧面型零件的中心位于同一高度；所述光源的出射光的方向与所述扫描头的光轴垂直；所述半反半透镜设置于所述出射光与所述光轴相交的位置，与所述光轴之间的夹角为45度，所述半反半透镜的反射面朝向所述光源，透光面朝向所述线性扫描装置，所述出射光经所述半反半透镜反射到所述弧面型零件外表面的面积大于或等于所述扫描区域。
[0015]进一步地，所述转盘上还设有配重块，所述配重块的中心与所述线性扫描装置的中心关于所述转盘的圆心对称。
[0016]其中,所述弧面型零件的周向轮廓为圆形或圆弧形。
[0017]根据本发明的再一方面，还提供了一种弧面型零件外表面缺陷检测装置，包括:
[0018]安装座，其上表面固定弧面型零件，所述安装座与驱动电机连接并在所述驱动电机的驱动下转动；
[0019]支撑座，固定设置于所述安装座外围设定距离处；
[0020]光源、半反半透镜和线性扫描装置，均设置于所述支撑座上；所述线性扫描装置的扫描头正对所述弧面型零件外表面，且扫描区域的宽度大于或等于所述弧面型零件的高度，以及所述扫描区域的中心与所述弧面型零件的中心位于同一高度；所述光源的出射光的方向与所述扫描头的光轴垂直；所述半反半透镜设置于所述出射光与所述光轴相交的位置，与所述光轴之间的夹角为45度，所述半反半透镜的反射面朝向所述光源，透光面朝向所述线性扫描装置，所述出射光经所述半反半透镜反射到所述弧面型零件外表面的面积大于或等于所述扫描区域。
[0021]其中,所述弧面型零件的周向轮廓为圆形或圆弧形。
[0022]根据本发明的实施例，还提供了一种弧面型零件外表面缺陷检测方法，包括:
[0023]确定弧面型零件外表面的起始扫描位置；
[0024]利用线性扫描装置的扫描头正对所述弧面型零件外表面的起始扫描位置，使线性扫描装置的扫描区域的宽度大于或等于所述弧面型零件的高度，以及所述扫描区域的中心与所述弧面型零件的中心位于同一高度；
[0025]利用光源照射所述弧面型零件外表面的起始扫描位置，使照射区域大于或等于所述扫描区域；
[0026]所述线性扫描装置和所述光源沿所述弧面型零件的周向轮廓同步移动并对所述弧面型零件外表面进行扫描，并在扫描结束后形成所述外表面的图像；
[0027]若所述外表面的图像中存在黑点或黑线，则确定所述弧面型零件外表面存在缺陷。
[0028]优选地，将所述光源的出射光的方向与所述扫描头的光轴垂直；在所述出射光与所述光轴相交的位置设置与光轴呈45度的夹角的半反半透镜，所述半反半透镜的反射面朝向所述光源，透光面朝向所述线性扫描装置；
[0029]所述出射光经所述半反半透镜反射到所述弧面型零件外表面、再经所述弧面型零件外表面反射后经所述半反半透镜射入所述扫描头。
[0030]根据本发明的实施例，还提供了一种弧面型零件外表面缺陷检测方法，包括:
[0031]确定弧面型零件外表面的起始扫描位置；
[0032]利用线性扫描装置的扫描头正对所述弧面型零件外表面的起始扫描位置，使线性扫描装置的扫描区域的宽度大于或等于所述弧面型零件的高度，以及所述扫描区域的中心与所述弧面型零件的中心位于同一高度；
[0033]利用光源照射所述弧面型零件外表面的起始扫描位置，使照射区域大于或等于所述扫描区域；
[0034]旋转所述弧面型零件至设定位置，所述线性扫描装置匀速对所述弧面型零件外表面进行扫描，并在扫描结束后形成所述外表面的图像；
[0035]若所述外表面的图像中存在黑点或黑线，则确定所述弧面型零件外表面存在缺陷。
[0036]由以上技术方案可知，本申请中采用线性扫描装置匀速地对弧面型零件外表面进行全面扫描，同时设置与线性扫描装置同步移动的光源，并利用光源与线性扫描装置的特定位置关系快速地确定弧面型零件外表面是否存在缺陷。由于线性扫描装置的拍摄区域趋于平面，因此其成像精度较高，进而漏检率较低，且在线性扫描装置和光源一次调节正确后，两者同步移动，省去线性扫描装置的每次调节工作，从而大大缩短采集图像的时间。因此本申请中的弧面型零件外表面缺陷检测装置具有成像精度高、耗时短、漏检率低的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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获得其他的附图。
[0038]图1为根据一优选实施例示出的弧面型零件外表面缺陷检测装置结构示意图；
[0039]图2为图1中示出的检测装置对弧面型零件外表面进行检测时的流程图；
[0040]图3为根据一优选实施例示出的光源的出射光至线性扫描装置的光路图；
[0041]图4示出了弧面型零件的外表面上存在划痕时光源出射光的光路图；
[0042]图5示出了弧面型零件的外表面上存在黑点或者脏污缺陷时光源出射光的光路图；
[0043]图6为根据另一优选实施例示出的弧面型零件外表面缺陷检测装置结构示意图；
[0044]图7为图6中示出的检测装置对弧面型零件外表面进行检测时的流程图；
[0045]图8为根据再一优选实施例示出的弧面型零件外表面缺陷检测装置结构示意图；
[0046]图9为图8中示出的检测装置对弧面型零件外表面进行检测时的流程图。
【具体实施方式】
[0047]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。
[0048]针对现有采用架设相机镜头对弧面面零件的弧面进行采图时的弊端，本发明的发明人采用线性扫面装置对弧面型零件的弧面进行不间断扫描，同时设置与线性扫描装置同步移动的光源并照射线性扫描装置的扫描区域。光源发出的光现经弧面型零件的弧面反射进入线性扫描装置。当弧面型零件的弧面上存在划痕或脏污时，光源发出的光线折射或被吸收，在线性扫描装置中的成像表现为暗线和暗点，故可将其检测剔除。
[0049]下面结合具体实施例对本发明中弧面型零件外表面缺陷检测装置的结构及工作原理进行详细阐述。
[0050]图1为根据一优选实施例示出的弧面型零件外表面缺陷检测装置结构示意图。如图1所示，弧面型零件外表面缺陷检测装置包括安装座10、移动机构11、光源12、半反半透镜13和线性扫描装置14。
[0051]安装座上固定弧面型零件15。本实施例中弧面型零件以圆柱体为例进行介绍，即弧面型零件的周向轮廓为圆形。
[0052]移动机构11设置于安装座外围设定距离处，包括驱动电机(图中未示出)、导轨110和支撑座111，导轨110的轨迹与弧面型零件的周向轮廓相同，支撑座111在驱动电机的驱动下沿导轨110移动。
[0053]光源12、半反半透镜13和线性扫描装置14均设置于支撑座111上。线性扫描装置14的扫描头正对弧面型零件外表面，且扫描区域的宽度大于或等于弧面型零件的高度，以及扫描区域的中心与弧面型零件的中心位于同一高度。光源12的出射光的方向与扫描头的光轴垂直。半反半透镜13设置于出射光与光轴相交的位置，与光轴之间的夹角为45度，半反半透镜的反射面朝向光源12，透光面朝向线性扫描装置14，出射光经半反半透镜反射到弧面型零件外表面的面积大于或等于扫描区域。
[0054]本实施例中弧面型零件的周向轮廓为圆形只是示例性的，其还可包括但不限于圆弧形、由两条弧线和两条直线组成的扇形或波浪线围成的封闭图形以及其他图形。
[0055]图2为图1中示出的检测装置对弧面型零件外表面进行检测时的流程图。如图2所示，包括如下流程:
[0056]S201:确定弧面型零件外表面的起始扫描位置。
[0057]对于弧面型零件，采用线性扫描装置对其外表面扫描，若由上向下或由下向上扫描，线性扫描装置扫描头的形状需与弧面型零件的周向轮廓相同，对于制作弯曲形状的扫描头，其制作工艺较为复杂且生产成本较高。通常地，扫描头的形状为直线，作为优选的扫描方式，扫描头竖向设置，距离弧面型零件弧形面设定距离处对弧形面进行周向扫描。本发明所述的扫描头与弧面型零件弧形面之间的设定距离，以扫描头能够采集到清晰的图像为准。
[0058]若弧面型零件的周向轮廓为圆形、由两条弧线和两条直线组成的扇形或波浪线围成的封闭图形等，选择弧面型零件外表面中任意一条垂线作为起始扫描位置。若弧面型零件的周向轮廓为圆弧形，选择圆弧形中任意一个端点所在的垂线作为起始扫描位置。
[0059]S202:利用线性扫描装置的扫描头正对弧面型零件外表面的起始扫描位置，使线性扫描装置的扫描区域的宽度大于或等于弧面型零件的高度，以及扫描区域的中心与弧面型零件的中心位于同一高度。
[0060]本申请中，定义线性扫描装置一次扫描区域中沿弧面型零件高度所在方向延伸的长度为线性扫描装置的宽度。
[0061]S203:利用光源照射弧面型零件外表面的起始扫描位置，使照射区域大于或等于扫描区域。
[0062]图3示出了本实施例中光源的出射光至线性扫描装置的光路图。如图3所示，光源的出射光经半反半透镜反射到弧面型零件外表面、再经弧面型零件外表面反射后经半反半透镜射入扫描头。
[0063]为使线性扫描装置能够全面地接收到扫描区域内的图像，光源在弧面型零件外表面形成的照射区域需要覆盖整个扫描区域，且照射区域大于或等于扫描区域。
[0064]S204:开启移动机构，使线性扫描装置和光源沿弧面型零件的周向轮廓同步移动，线性扫描装置对弧面型零件外表面进行扫描，并在扫描结束后形成外表面的图像。
[0065]在线性扫描装置和光源的位置关系确定后，线性扫描装置和光源所在的支撑座沿导轨匀速移动。由于移动机构的导轨与弧面型零件的周向轮廓相同，因此支撑座匀速移动时，线性扫描装置和光源即可实现沿弧面型零件的周向轮廓同步移动，进而对弧面型零件的外表面进行全面拍摄。
[0066]S205:若外表面的图像中存在黑点或黑线，则确定弧面型零件外表面存在缺陷。
[0067]光源发出的光，经过45度的半反半透镜照在弧面型零件的外表面上，若外表面上无缺陷，光线经外表面垂直反射进线性扫描装置的扫描头中，如图3所示光路，此情况下，外表面在线性扫描装置中形成的图像显示为白色。
[0068]图4示出了弧面型零件的外表面上存在划痕时光源出射光的光路图。如图4所示，当弧面型零件的外表面上存在划痕时，光源的光线经过半反半透镜，到达弧面型零件的外表面时，外表面的划痕使光线改变了反射方向，因此光线无法进入线性扫描装置的扫描头，在线性扫描装置中形成的图像为黑线。
[0069]图5示出了弧面型零件的外表面上存在黑点或者脏污缺陷时光源出射光的光路图。弧面型零件的外表面上存在黑点或者脏污缺陷时，光源的光线经过半反半透镜，到达弧面型零件的外表面时，光线被黑点或脏污缺陷吸收，因此没有光线进入线性扫描装置的扫描头，在线性扫描装置中形成的图像为黑点或黑线。
[0070]由此，在正常情况下，若弧面型零件的外表面上不存在划痕或黑点或脏污缺陷时，线性扫描装置得到的扫描图像为均匀的白区，而只有出现划痕、黑点或脏污缺陷时，白区上呈现黑区。一旦线性扫描装置得到的白区上呈现黑区，则可确定弧面型零件外表面存在缺陷。
[0071]由以上方案可知，该实施例中的弧面型零件外表面缺陷检测装置设置与弧面型零件周向轮廓相同的移动机构，并采用线性扫描装置匀速地对弧面型零件外表面进行全面扫描，同时设置与线性扫描装置同步移动的光源，并利用光源与线性扫描装置的特定位置关系快速地确定弧面型零件外表面是否存在缺陷。由于线性扫描装置的拍摄区域趋于平面，因此其成像精度较高，进而漏检率较低，且在线性扫描装置和光源一次调节正确后，移动机构带动两者同步移动，省去线性扫描装置的每次调节工作，从而大大缩短采集图像的时间。因此本实施例中的弧面型零件外表面缺陷检测装置具有成像精度高、耗时短、漏检率低的优点。
[0072]根据本发明的另一方面，还提供了一种弧面型零件外表面缺陷检测装置。图6为根据另一优选实施例示出的弧面型零件外表面缺陷检测装置结构示意图。如图6所示，弧面型零件外表面缺陷检测装置包括安装座60、转盘61、光源62、半反半透镜63和线性扫描装置64。
[0073]安装座60上固定弧面型零件15。本实施例中弧面型零件以圆柱体为例进行介绍，即弧面型零件的周向轮廓为圆形。
[0074]转盘61设置于安装座60的下方且轴心与安装座60的中心垂线重合，由驱动电机驱动。
[0075]光源62、半反半透镜63和线性扫描装置64均设置于转盘61上。线性扫描装置64的扫描头正对弧面型零件外表面，且扫描区域的宽度大于或等于弧面型零件的高度，以及扫描区域的中心与弧面型零件的中心位于同一高度。光源62的出射光的方向与扫描头的光轴垂直。半反半透镜63设置于出射光与光轴相交的位置，与光轴之间的夹角为45度，半反半透镜63的反射面朝向光源62，透光面朝向线性扫描装置64，出射光经半反半透镜63反射到弧面型零件外表面的面积大于或等于扫描区域。
[0076]进一步地，转盘61上还设有配重块65，配重块65的中心与线性扫描装置64的中心关于转盘61的圆心对称。在与线性扫描装置64相对的另一侧设置配重块是为了使转盘的受力均匀，保证转盘转动时的稳定性。
[0077]本实施例中的弧面型零件外表面缺陷检测装置适于检测周向轮廓为圆形或圆弧形的弧面型零件。
[0078]图7为图6中示出的检测装置对弧面型零件外表面进行检测时的流程图。如图7所示，包括如下流程:
[0079]S701:确定弧面型零件外表面的起始扫描位置。
[0080]对于弧面型零件，采用线性扫描装置对其外表面扫描，若由上向下或由下向上扫描，线性扫描装置扫描头的形状需与弧面型零件的周向轮廓相同，对于制作弯曲形状的扫描头，其制作工艺较为复杂且生产成本较高。通常地，扫描头的形状为直线，作为优选的扫描方式，扫描头竖向设置，距离弧面型零件弧形面设定距离处对弧形面进行周向扫描。本发明所述的扫描头与弧面型零件弧形面之间的设定距离，以扫描头能够采集到清晰的图像为准。
[0081]若弧面型零件的周向轮廓为圆形，选择弧面型零件外表面中任意一条垂线作为起始扫描位置。若弧面型零件的周向轮廓为圆弧形，选择圆弧形中任意一个端点所在的垂线作为起始扫描位置。
[0082]S702:利用线性扫描装置的扫描头正对弧面型零件外表面的起始扫描位置，使线性扫描装置的扫描区域的宽度大于或等于弧面型零件的高度，以及扫描区域的中心与弧面型零件的中心位于同一高度。
[0083]S703:利用光源照射弧面型零件外表面的起始扫描位置，使照射区域大于或等于扫描区域。
[0084]本实施例中光源的出射光光路图如图3所示，光源的出射光经半反半透镜反射到弧面型零件外表面、再经弧面型零件外表面反射后经半反半透镜射入扫描头。
[0085]为使线性扫描装置能够全面地接收到扫描区域内的图像，光源在弧面型零件外表面形成的照射区域需要覆盖整个扫描区域，且照射区域大于或等于扫描区域。
[0086]S704:转动转盘，使线性扫描装置和光源沿弧面型零件的周向轮廓同步移动，线性扫描装置对弧面型零件外表面进行扫描，并在扫描结束后形成外表面的图像。
[0087]在线性扫描装置和光源的位置关系确定后，转动转盘，线性扫描装置和光源随转盘匀速移动。由于弧面型零件的周向轮廓为圆形或圆弧，转盘与安装座60的轴心重合，转盘匀速转动时，线性扫描装置和光源即可实现沿弧面型零件的周向轮廓同步移动，进而对弧面型零件的外表面进行全面拍摄。
[0088]S705:若外表面的图像中存在黑点或黑线，则确定存在缺陷。
[0089]本实施例中弧面型零件外表面缺陷的确定方法与图1中所示检测结构中弧面型零件外表面缺陷的缺陷的确定方法相同，此处不再赘述。
[0090]根据本发明的再一方面，还提供了一种弧面型零件外表面缺陷检测装置。图8为根据再一优选实施例示出的弧面型零件外表面缺陷检测装置结构示意图。如图8所示，弧面型零件外表面缺陷检测装置包括安装座80、支撑座81、光源82、半反半透镜83和线性扫描装置84。
[0091]安装座80的上表面固定弧面型零件15，安装座80与驱动电机(图中未示出)连接并在驱动电机的驱动下转动。
[0092]支撑座81固定设置于安装座80外围设定距离处。光源82、半反半透镜83和线性扫描装置84均设置于支撑座81上。线性扫描装置84的扫描头正对弧面型零件外表面，且扫描区域的宽度大于或等于弧面型零件的高度，以及扫描区域的中心与弧面型零件的中心位于同一高度。光源82的出射光的方向与扫描头的光轴垂直。半反半透镜83设置于出射光与光轴相交的位置，与光轴之间的夹角为45度，半反半透镜83的反射面朝向光源，透光面朝向线性扫描装置，出射光经半反半透镜反射到弧面型零件外表面的面积大于或等于扫描区域。
[0093]本实施例中，支撑座与安装座外围之间的距离与线性扫描装置的扫描头与弧面型零件外表面之间的关系有关，并以线性扫描装置的扫描头能够将弧面型零件外表面全部并得到清晰的图像为准。
[0094]本实施例中的弧面型零件外表面缺陷检测装置适于检测周向轮廓为圆形或圆弧形的弧面型零件。
[0095]图9为图8中示出的检测装置对弧面型零件外表面进行检测时的流程图。如图9所示，包括如下流程:
[0096]S901:确定弧面型零件外表面的起始扫描位置。
[0097]对于弧面型零件，采用线性扫描装置对其外表面扫描，若由上向下或由下向上扫描，线性扫描装置扫描头的形状需与弧面型零件的周向轮廓相同，对于制作弯曲形状的扫描头，其制作工艺较为复杂且生产成本较高。通常地，扫描头的形状为直线，作为优选的扫描方式，扫描头竖向设置，距离弧面型零件弧形面设定距离处对弧形面进行周向扫描。本发明所述的扫描头与弧面型零件弧形面之间的设定距离，以扫描头能够采集到清晰的图像为准。
[0098]若弧面型零件的周向轮廓为圆形，选择弧面型零件外表面中任意一条垂线作为起始扫描位置。若弧面型零件的周向轮廓为圆弧形，选择圆弧形中任意一个端点所在的垂线作为起始扫描位置。
[0099]S902:利用线性扫描装置的扫描头正对弧面型零件外表面的起始扫描位置，使线性扫描装置的扫描区域的宽度大于或等于弧面型零件的高度，以及扫描区域的中心与弧面型零件的中心位于同一高度。
[0100]S903:利用光源照射弧面型零件外表面的起始扫描位置，使照射区域大于或等于扫描区域。
[0101]本实施例中光源的出射光光路图如图3所示，光源的出射光经半反半透镜反射到弧面型零件外表面、再经弧面型零件外表面反射后经半反半透镜射入扫描头。
[0102]为使线性扫描装置能够全面地接收到扫描区域内的图像，光源在弧面型零件外表面形成的照射区域需要覆盖整个扫描区域，且照射区域大于或等于扫描区域。
[0103]S904:旋转弧面型零件至设定位置，线性扫描装置匀速对弧面型零件外表面进行扫描，并在扫描结束后形成外表面的图像。
[0104]在线性扫描装置和光源的位置关系确定后，旋转弧面型零件，线性扫描装置和光源固定不动。由于弧面型零件的周向轮廓为圆形或圆弧，在弧面型零件旋转一周或圆弧所对应角度后，线性扫描装置能够将弧面型零件的外表面进行全面拍摄，并在扫描结束后形成外表面的图像。
[0105]S205:若外表面的图像中存在黑点或黑线，则确定弧面型零件外表面存在缺陷。
[0106]本实施例中弧面型零件外表面缺陷的确定方法与图1中所示检测结构中弧面型零件外表面缺陷的缺陷的确定方法相同，此处不再赘述。
[0107]由以上技术方案可知，本申请中采用线性扫描装置匀速地对弧面型零件外表面进行全面扫描，同时设置与线性扫描装置同步移动的光源，并利用光源与线性扫描装置的特定位置关系快速地确定弧面型零件外表面是否存在缺陷。由于线性扫描装置的拍摄区域趋于平面，因此其成像精度较高，进而漏检率较低，且在线性扫描装置和光源一次调节正确后，两者同步移动，省去线性扫描装置的每次调节工作，从而大大缩短采集图像的时间。因此本申请中的弧面型零件外表面缺陷检测装置具有成像精度高、耗时短、漏检率低的优点。
[0108]应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
【权利要求】
1.一种弧面型零件外表面缺陷检测装置，其特征在于，包括: 安装座(10)，用于固定弧面型零件(15)； 移动机构(11)，设置于所述安装座(10)外围设定距离处，包括驱动电机、导轨(110)和支撑座(111)，所述导轨(110)的轨迹与所述弧面型零件(15)的周向轮廓相同，所述支撑座(111)在驱动电机的驱动下沿所述导轨(110)移动； 光源(12)、半反半透镜(13)和线性扫描装置(14)，均设置于所述支撑座(111)上；所述线性扫描装置(14)的扫描头正对所述弧面型零件外表面，且扫描区域的宽度大于或等于所述弧面型零件的高度，以及所述扫描区域的中心与所述弧面型零件的中心位于同一高度；所述光源(12)的出射光的方向与所述扫描头的光轴垂直；所述半反半透镜(13)设置于所述出射光与所述光轴相交的位置，与所述光轴之间的夹角为45度，所述半反半透镜(13)的反射面朝向所述光源，透光面朝向所述线性扫描装置(14)，所述出射光经所述半反半透镜(13)反射到所述弧面型零件外表面的面积大于或等于所述扫描区域。
2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述弧面型零件(15)的周向轮廓为圆形、圆弧形、由两条弧线和两条直线组成的扇形或波浪线围成的封闭图形。
3.—种弧面型零件外表面缺陷检测装置，其特征在于，包括: 安装座(60)，用于固定弧面型零件(15)； 转盘(61)，设置于所述安装座(60)的下方且轴心与所述安装座(60)的中心垂线重合，由驱动电机驱动； 光源(62)、半反半透镜(63)和线性扫描装置(64)，均设置于所述转盘(61)上；所述线性扫描装置(64)的扫描头正对所述弧面型零件外表面，且扫描区域的宽度大于或等于所述弧面型零件的高度，以及所述扫描区域的中心与所述弧面型零件的中心位于同一高度；所述光源(62)的出射光的方向与所述扫描头的光轴垂直；所述半反半透镜(63)设置于所述出射光与所述光轴相交的位置，与所述光轴之间的夹角为45度，所述半反半透镜￠3)的反射面朝向所述光源(62)，透光面朝向所述线性扫描装置(64)，所述出射光经所述半反半透镜(63)反射到所述弧面型零件外表面的面积大于或等于所述扫描区域。
4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述转盘￠1)上还设有配重块，所述配重块的中心与所述线性扫描装置(64)的中心关于所述转盘(61)的圆心对称。
5.根据权利要求3或4所述的检测装置，其特征在于，所述弧面型零件(15)的周向轮廓为圆形或圆弧形。
6.一种弧面型零件外表面缺陷检测装置，其特征在于，包括: 安装座(80)，其上表面固定弧面型零件(15)，所述安装座(80)与驱动电机连接并在所述驱动电机的驱动下转动； 支撑座(81)，固定设置于所述安装座(80)外围设定距离处； 光源(82)、半反半透镜(83)和线性扫描装置(84)，均设置于所述支撑座(81)上；所述线性扫描装置(84)的扫描头正对所述弧面型零件外表面，且扫描区域的宽度大于或等于所述弧面型零件的高度，以及所述扫描区域的中心与所述弧面型零件的中心位于同一高度；所述光源(82)的出射光的方向与所述扫描头的光轴垂直；所述半反半透镜(83)设置于所述出射光与所述光轴相交的位置，与所述光轴之间的夹角为45度，所述半反半透镜(83)的反射面朝向所述光源(82)，透光面朝向所述线性扫描装置(84)，所述出射光经所述半反半透镜(83)反射到所述弧面型零件外表面的面积大于或等于所述扫描区域。
7.根据权利要求6所述的检测装置，其特征在于，所述弧面型零件(15)的周向轮廓为圆形或圆弧形。
8.—种弧面型零件外表面缺陷检测方法，其特征在于，包括: 确定弧面型零件外表面的起始扫描位置； 利用线性扫描装置的扫描头正对所述弧面型零件外表面的起始扫描位置，使线性扫描装置的扫描区域的宽度大于或等于所述弧面型零件的高度，以及所述扫描区域的中心与所述弧面型零件的中心位于同一高度； 利用光源照射所述弧面型零件外表面的起始扫描位置，使照射区域大于或等于所述扫描区域； 所述线性扫描装置和所述光源沿所述弧面型零件的周向轮廓同步移动并对所述弧面型零件外表面进行扫描，并在扫描结束后形成所述外表面的图像； 若所述外表面的图像中存在黑点或黑线，则确定所述弧面型零件外表面存在缺陷。
9.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，将所述光源的出射光的方向与所述扫描头的光轴垂直；在所述出射光与所述光轴相交的位置设置与光轴呈45度的夹角的半反半透镜，所述半反半透镜的反射面朝向所述光源，透光面朝向所述线性扫描装置； 所述出射光经所述半反半透镜反射到所述弧面型零件外表面、再经所述弧面型零件外表面反射后经所述半反半透镜射入所述扫描头。
10.一种弧面型零件外表面缺陷检测方法，其特征在于，包括: 确定弧面型零件外表面的起始扫描位置； 利用线性扫描装置的扫描头正对所述弧面型零件外表面的起始扫描位置，使线性扫描装置的扫描区域的宽度大于或等于所述弧面型零件的高度，以及所述扫描区域的中心与所述弧面型零件的中心位于同一高度； 利用光源照射所述弧面型零件外表面的起始扫描位置，使照射区域大于或等于所述扫描区域； 旋转所述弧面型零件至设定位置，所述线性扫描装置匀速对所述弧面型零件外表面进行扫描，并在扫描结束后形成所述外表面的图像； 若所述外表面的图像中存在黑点或黑线，则确定所述弧面型零件外表面存在缺陷。
【文档编号】G01N21/95GK104458761SQ201410705593
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月27日 优先权日:2014年11月27日
【发明者】赵严, 姚毅, 邹美芳, 刘朝朋 申请人:北京凌云光技术有限责任公司