CN102788802A - 一种多相机的工件质量检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多相机的工件质量检测方法，其应用的检测机构包括多个相机、测控系统、工件和工作台，其特征在于包括以下步骤：检测机构中相机安装的步骤；检测机构中工件进入相机拍摄视野的步骤；检测机构中相机获取工件影像的步骤；检测机构中相机把工件影像传送给测控系统的步骤；检测机构中测控系统对接收到的工件影像进行处理的步骤。本发明的优点在于实现了工件质量检测中的多角度检测和多视野检测，不仅适用于一般工件质量检测，更解决了一部分特殊材质及外形尺寸较大工件质量检测需要，提高了工件质量检测的工作效率和检测精度，并且应用广泛。

Description

一种多相机的工件质量检测方法

技术领域

本发明涉及一种工件质量检测方法，尤其是一种非接触式多相机的工件质量检测方法。

背景技术

随着科学技术的进步和社会的发展，人们对机械电子产品的质量和检测方法提出更高的要求，工件质量包括尺寸、形状、材质以及表面状况等方面。工件尺寸的传统检测方法中的检测工具主要有直尺、游标卡尺和塞尺等，但在某些特定场合，如微小尺寸、曲面轮廓以及孔距等的检测，成为传统检测方法无法实现的难题，很难解决精度与速度的矛盾。因此，探索新的检测方法具有重要意义。

随着光电技术、计算机技术和精密机械技术的发展，影像测量技术应运而生，影像测量是利用影像测头采集工件的影像，通过数位图像处理技术提取各种复杂形状工件表面的坐标点，再利用坐标点变换和资料处理技术转换成坐标测量空间中的各种几何要素，从而计算得到被测工件的实际尺寸、形状、表面状况以及相互位置关系等。经过不断的发展，影像测量技术的应用范围不断扩大，可以对各种复杂的工件轮廓和表面形状等进行精密测量。现在，影像测量技术应用场合从电子零配件、精密模具、冲压件、PCB板、螺纹、齿轮、成型刀具等各类工件检测，逐渐进入到电子、机械、仪表、钟表、轻工、国防军工和航天航空等行业，成为高等院校、研究所、计量技术机构的实验室、计量室和以及生产车间常用的测量手段。

然而一般的影像测量方法中采用的影像测头为固定单一镜头，检测时存在以下问题：对于外形尺寸较大的工件，当外形尺寸超出镜头的拍摄范围时，需要移动工件多次拍摄才能完成工件完整影像的采集，工作效率低下；对于特殊材质的工件，其表面瑕疵必须通过多角度观察才能发现，如背光模组，其表面的异物和毛屑在90度垂直观察时是比较清晰的，而划伤和脏污在30度左右观察时才能清晰呈现出来，可以看出对于一些特殊材质的工件表面瑕疵检测，使用固定单一镜头时无法检测出，检测精度较差。因此现有的影像测量技术作为工件质量检测的重要手段，存在多角度检测和多视野检测的需要。

发明内容

为了实现影像测量技术多角度检测和多视野检测，本发明提供了一种多相机的工件质量检测方法，其应用的检测机构包括多个相机、测控系统、工件和工作台，具体包括以下步骤：

检测机构中相机安装的步骤；

检测机构中工件进入相机拍摄视野的步骤；

检测机构中相机获取工件影像的步骤；

检测机构中相机把工件影像传送给测控系统的步骤；

检测机构中测控系统对接收到的工件影像进行处理的步骤。

检测机构中相机的数量不少于两个，安装在工作台上方合适位置处，检测机构中的相机与测控系统通过电缆连接。检测机构中的多个相机同时对工件拍摄，每个相机只获取一幅工件影像。检测机构中多个相机以不同角度安装时，多个相机以不同的角度同时朝向工件相同区域，检测机构中的每个相机各自获取工件相同区域不同角度的影像，实现了多角度检测，适用于一些特殊材质的工件瑕疵检测；检测机构中多个相机成像面平行安装时，多个相机朝向工件不同区域，检测机构中的每个相机各自获取工件局部影像，所有工件局部影像按序合成工件的完整影像，实现了多视野检测，适用于工件外形尺寸超出单一镜头拍摄视野时的工件质量检测。因此，检测机构中相机的数量、安装位置和安装角度共同决定因素为工件的外形尺寸和工件自身材料特性。

检测机构中工件处在工作台上，检测机构中工作台为固定式时，工件由操作人员直接放入工作台上的相机拍摄视野，检测机构中工作台为流水线时，工件经流水线传动进入工作台上的相机拍摄视野。

检测机构中的测控系统，根据相应项目要求对接收到的工件影像数据进行图像处理及图像分析，得出工件质量检测结果。

本发明的有益效果是：

1.本发明可实现非接触检测，机构简单且无运动部件，具有很高的响应速度。

2.本发明可实现工件质量检测中的多角度检测及多视野检测，不仅适用于一般工件质量检测，更解决了一部分特殊材质及外形尺寸较大工件的质量检测需要，提高了工件质量检测的工作效率和检测精度，应用更广泛。

3.本发明可实现工件在检测机构中流经一次即完成整个工件质量检测任务，极大地提高了工件质量检测效率。

附图说明

图1为本发明应用于背光模组瑕疵检测示意图。

图2为本发明应用于外形尺寸较大工件瑕疵检测示意图。

图3为本发明应用于工件瑕疵检测流程图。

图1和图2中主要结构为：1-相机、2-流水线、3-背光模组、4-测控系统、5-工件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

实施例1

本实施例为自动化流水线生产过程中背光模组的瑕疵检测，参照图1和图3，相机1中的两部相机以不同角度安装于流水线2上方并朝向背光模组3相同区域，相机1与测控系统4通过电缆连接，背光模组3处于流水线2上。相机1中的一部相机安装时与流水线2所在平面呈30度，另一部相机安装时与流水线2所在平面呈90度。

背光模组3的瑕疵检测过程为：背光模组3经过流水线2传动逐渐靠近相机1拍摄视野，背光模组3进入相机1拍摄视野；相机1对背光模组3进行拍摄，相机1中两部相机同时拍摄并获取两幅背光模组3影像，其中一幅为背光模组30度观察时的影像，此影像上显示了背光模组3脏污和划伤的影像状况，另外一幅为背光模组90度观察时的影像，此影像上显示了背光模组3异物和毛屑的影像状况；相机1通过电缆将获取的背光模组3的两幅影像传送给测控系统4；测控系统4接收到相机1传送的背光模组3的两幅影像，测控系统4通过软件对两幅影像上的异物、毛屑、划伤和赃物等瑕疵进行数据分析，与项目规格要求做比较：当两幅背光模组3影像中只要有一幅的瑕疵数据超出规格时，测控系统4判定背光模组3质量不合格；当两幅背光模组3影像中所有瑕疵数据符合规格时，测控系统4判定背光模组3质量合格。

实施例2

本实施例为自动化流水线生产过程中外形尺寸较大工件瑕疵检测，参照图2和图3，相机1中的三部相机成像面平行安装于流水线2上方，并朝向工件5不同区域，相机1与测控系统4通过电缆连接，工件5处于流水线2上。

工件5的瑕疵检测过程为：工件5经过流水线2传动逐渐靠近相机1拍摄视野，工件5进入相机1拍摄视野；相机1对工件5进行拍摄，三部相机同时拍摄并各自获取工件5局部影像，相机1获取的三幅工件5局部影像按序合成工件5的完整影像；相机1通过电缆将三幅工件5局部影像传送给测控系统4；测控系统4接收到相机1传送的三幅工件5局部影像，测控系统4通过软件对三幅工件5局部影像上的瑕疵进行数据分析，并与项目规格要求做比较：当三幅工件5的局部影像中只要有一幅的瑕疵数据超出规格时，测控系统4判定工件5质量不合格；当三幅工件5的局部影像中所有的瑕疵数据符合规格时，测控系统4判定工件5质量合格。

Claims (5)

1.一种多相机的工件质量检测方法，其应用的检测机构包括多个相机、测控系统、工件和工作台，其特征在于包括以下步骤：

检测机构中相机安装的步骤；

检测机构中工件进入相机拍摄视野的步骤；

检测机构中相机获取工件影像的步骤；

检测机构中相机把工件影像传送给测控系统的步骤；

检测机构中测控系统对接收到的工件影像进行处理的步骤。

2.如权利要求1所述的检测机构中相机安装的步骤，其特征在于：

检测机构中相机安装在工作台上方合适位置处；

检测机构中相机的数量不少于两个；

检测机构中相机的数量、安装位置和安装角度共同决定因素为工件的外形尺寸和工件自身材料特性。

3.如权利要求1所述的检测机构中工件进入相机拍摄视野的步骤，其特征在于：

检测机构中工件处在工作台上；

检测机构中工作台为固定式时，工件由操作人员直接放入工作台上的相机拍摄视野；

检测机构中工作台为流水线时，工件经流水线传动进入工作台上的相机拍摄视野。

4.如权利要求1所述的检测机构中相机获取工件影像的步骤，其特征在于：

检测机构中的相机同时对工件拍摄，每个相机只获取一幅工件影像；

检测机构中多个相机以不同的角度同时朝向工件相同区域时，检测机构中的每个相机各自获取工件相同区域不同角度的影像；

检测机构中相机成像面平行放置并朝向工件不同区域时，检测机构中的每个相机各自获取工件局部影像，所有工件局部影像按序合成工件的完整影像。

5.如权利要求1所述的检测机构中测控系统对接收到的工件影像进行处理的步骤，其特征在于：

检测机构中的测控系统，根据相应项目要求对接收到的工件影像数据进行图像处理及图像分析，得出工件质量检测结果。

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