双相机单工位正反面视觉检测装置的制作方法

本发明涉及一种视觉检测装置，尤其是双相机单工位正反面视觉检测装置。

背景技术：

针对某些被检测物体，由于其横向和纵向尺寸相对较大，在同一相机下，不同表面需要的工作距离差异很大，即使可以成像，正面和反面的光程差异也较大，这就造成现有的大景深镜头无法达到一个相机同时检测物体的正反两面；目前通用的检测方法都是一个相机占用一个工位检测一个面，如果需要检测正反两面甚至多面，就需要采用多个相机占用多个工位检测，这样就造成机构的安装空间很大，同时需要多套机构安装模组，多套电路模组，增加安装复杂性，导致可靠性差。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种结构紧凑、安装调试方便、一次能同时检测被测物体相对的两个侧面的双相机单工位正反面视觉检测装置，具体技术方案为：

双相机单工位正反面视觉检测装置，包括上相机、下相机、光源组件和反射组件；所述上相机位于被测物体的一侧，所述反射组件位于被测物体的另一侧，所述下相机位于反射组件的一侧，所述光源组件分别安装在被测物体的两侧，且分别位于上相机的一侧和反射组件的一侧；所述上相机和下相机上均装有镜头，所述上相机拍摄被测物体的一侧，下相机通过反射组件拍摄被测物体的另一侧。

优选的，所述光源组件包括同轴光源、环形光源、条形组合光源、同轴光源和环形光源、同轴光源和条形组合光源中的任一种；所述同轴光源和环形光源并列安装，同轴光源的光源中心与环形光源的光源中心在同一轴线上，所述环形光源位于被测物体的一侧；所述同轴光源和条形组合光源并列安装，同轴光源的光源中心与条形组合光源的光源中心在同一轴线上，所述条形组合光源位于被测物体的一侧。

优选的，所述条形组合光源包括不少于两个条形光源，所述条形光源组成平行的条形组合光源或正多边形的条形组合光源。

进一步，所述环形光源和条形组合光源上均装有偏振片。

优选的，所述反射组件包括对称安装的上反射块和下反射块，所述上反射块的中心与被测物体的检测中心在同一轴线上，所述下反射块的中心与下相机的中心在同一轴线上，所述被测物体的另一侧面通过上反射块反射到下反射块上，下反射块反射到下相机上。

进一步，所述上反射块和下反射块均为反射镜或反射棱镜。

优选的，所述上相机和下相机均通过滑块安装在导轨上，导轨分别安装在底板和横梁上。

优选的，所述上相机和下相机与镜头之间均装有延伸环。

优选的，所述上相机和下相机的镜头的一侧均装有屏蔽环，所述屏蔽环位于被测物体的一侧。

进一步，所述镜头和屏蔽环之间装有偏振镜。

反射组件是通过光线反射成像原理将正对上相机的被测物体的背面成像到下相机上。反射组件由对称安装的上反射块和下反射块组成，两个反射块的反射面成一定夹角，被测物体的背面通过上反射块的反射面反射到下反射块的反射面，然后下反射块的反射面再反射到下相机的镜头，下相机拍摄被测物体的背面。

光源组件照射被测物体相对的两个侧面。

同轴光源，提供了比传统光源更均匀的照明，同时避免物体的反光因此提高了机器视觉的准确性和重现性。同轴光源（漫射同轴灯，金属平面漫反射照明光源）提供了比传统光源更均匀的照明，因此提高了机器视觉的准确性和重现性。均匀照亮平面，有光泽的表面，加强划刻，凹陷，或压印特征；在镜面、漫射和/或吸收表面形成对比，降低透明外壳或遮盖物的透过率。同轴灯主要用于检测反光程度很厉害的平面物体，比如玻璃。同轴光源能够凸显物体表面不平整，克服表面反光造成的干扰，主要用于检测物体平整光滑表面的碰伤、划伤、裂纹和异物。高密度排列led，亮度大幅提高；独特的散热结构，延长寿命，提高稳定性；高级镀膜分光镜，减少光损失；成像清晰，亮度均匀。同轴光源最适宜用于反射度极高的物体，如金属、玻璃、胶片、晶片等表面的划伤检测；芯片和硅晶片的破损检测，mark点定位；包装条码识别。

同轴光源包含分光镜及一块面光源，分光镜的主要作用是将面光源发出的光线反射照射到物体表面，物体表面反射出的光线可以透过分光镜进入到镜头，同轴光主要是用于提高本体缺陷的特征。

环形光源是一个圆环形的光源，环形光源用于检测被测物体上的印刷字符。led阵列成圆锥状以斜角照射在被测物体表面，通过漫反射方式照亮一小片区域，工作距离在10-15mm时，该光源可以突出显示被测物体边缘和高度的变化，突出原本难以看清的部分，是边缘检测、金属表面的刻字和损伤检测的理想选择。

条形组合光源采用两个条形光源时两个条形光源平行安装，组成平行的条形组合光源；采用三个条形光源时成三角形光源，采用四个条形光源时组成方形光源，采用五个条形光源时组成正五边形条形组合光源。

延伸环是为了保证不同fov（视场角）适应不同材料。

屏蔽环是为了避免外界光干扰，保证图像亮度均匀性。

滑块和导轨用于调整相机的位置，方便达到最佳成像效果。

偏振片和偏振镜减少和消除发光物体表面的反光。

光源组件分别照射被测物体相对的两个侧面，上相机检测被测物体的一侧，即正面，被测物体的正面反射出的光线通过镜头聚焦成像在上相机的感光芯片上，从而形成被测物体的正面图像；下相机通过反射组件检测被测物体的另一侧，即背面，光源组件的光线照射到被测物体的背面，被测物体反射出的光线经过对称安装的两块反射块反射到下相机的镜头聚焦，然后成像在下相机的感光芯片上，从而形成被测物体的背面图像。

机构安装空间小，安装调试便捷，双相机单工位正反面视觉检测装置通过棱镜反射成像来观测反面，通过直接取像来观测正面，同时检测被测物体的前后相对的两面，从而可以充分有效的节省机构空间，同时满足产品检测需求。可以广泛运用于检测各类物体，包括但不仅限于：半导体产品如ic元器件、分立式元器件、光电元件、存储器等，以及机械加工件、橡塑制品、玻璃制品等；可广泛应用于不同领域，如工业生产、食品加工、汽车制造、物流、交通、制药医学、航空、军事等。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：

本发明提供的双相机单工位正反面视觉检测装置将多工位视觉系统整合到一个工位，结构紧凑、安装调试方便、可靠性高。

说明书附图

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的拍摄原理示意图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步说明。

实施例一

如图1所示，上相机11安装在横梁44上，下相机12安装在底板41上，上相机11和下相机12位于底板41的同一端；反射组件33安装在底板41的另一端，被测物体3位于反射组件33和上相机11之间；所述光源组件分别安装在上相机11的一端和反射组件33上，即光源组件安装在被测物体3的两侧，光源组件照射被测物体3相对的两侧；所述上相机11和下相机12上均装有镜头14，所述上相机11拍摄被测物体3的一侧，下相机12通过反射组件33拍摄被测物体3的另一侧。

反射组件33包括对称安装的上反射镜31和下反射镜32，上反射镜31的中心与被测物体3的检测中心在同一轴线上，下反射镜32的中心与下相机12的中心在同一轴线上，被测物体3的另一侧面通过上反射镜31反射到下反射镜32上，下反射镜32反射到下相机12上。

光源组件采用同轴光源22，同轴光源22的中心与被测物体3的检测中心在同一轴线上。同轴光源22的中心还分别与上相机11的镜头14中心和上反射镜31的中心在同一轴线上。

如图2所示，光源组件分别照射被测物体3相对的两个侧面，上相机11检测被测物体3的一侧，即正面，被测物体3的正面反射出的光线通过镜头14聚焦成像在上相机11的感光芯片上，从而形成被测物体3的正面图像；下相机12通过反射组件33检测被测物体3的另一侧，即背面，光源组件的光线照射到被测物体3的背面，被测物体3反射出的光线经过对称安装的上反射镜31和下反射镜32反射到下相机12的镜头14聚焦，然后成像在下相机12的感光芯片上，从而形成被测物体3的背面图像。

实施例二

在上述实施例的基础上，还包括环形光源21，同轴光源22和环形光源21并列安装，同轴光源22的光源中心与环形光源21的光源中心在同一轴线上，光源中心与被测物体3的检测中心在同一轴线上；环形光源21位于被测物体3的一侧，环形光源21和同轴光源22共同照射被测物体3，使被测物体3的成像清楚。

实施例三

在上述实施例的基础上，上相机11和下相机12与镜头14之间均装有延伸环13。

实施例四

在上述实施例的基础上，上相机11和下相机12的镜头14的一侧均装有屏蔽环15，所述屏蔽环15位于被测物体3的一侧，即相机、延伸环13、镜头14和屏蔽环15依次安装。