CN103175847A

CN103175847A - 光栅表面缺陷检测装置

Info

Publication number: CN103175847A
Application number: CN2013100877061A
Authority: CN
Inventors: 王义文; 冯超; 廖益龙; 权超健; 朱鹏; 林长友; 梅恒; 刘勇刚
Original assignee: Harbin University of Science and Technology
Current assignee: Harbin University of Science and Technology
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2033-03-19
Also published as: CN103175847B

Abstract

本发明涉及一种光栅表面缺陷检测装置。目前，企业依靠人工目视检测光栅表面缺陷，自动化程度低，检测精度低，可靠性低，检测效率低，人为主观误差大，检测成本高。一种光栅表面缺陷检测装置，其组成包括：立柱（ 1 ），控制模块，所述的立柱连接短臂（ 2 ），所述的短臂两侧分别连接有一对粗微调节器，所述的短臂连接长臂（ 3 ），所述的长臂通过通孔连接光栅表面图像采集器，工控机（ 7 ）输出端连接控制***（ 8 ）输入端，所述的控制***的信号输出端连接驱动电机（ 9 ）和光源（ 10 ），驱动电机连接光栅筛选机构（ 11 ）、光栅图像二维平移台（ 12 ）和光栅清洗机构（ 13 ）的输入端，所述的光源置于光栅图像检测台上，光源置于光栅图像检测台上。本发明用于提高光栅表面缺陷检测装置的精度、分辨力、自动化、检测效率。

Description

光栅表面缺陷检测装置

技术领域：

本发明涉及涉及精密仪器检测领域，具体涉及一种光栅表面缺陷检测装置。

背景技术：

目前，企业利用体式显微镜，依靠人工目视检测光栅表面缺陷，有如下缺点：

自动化程度低。光栅固定、光栅展开、光栅识别、光栅上下料、光栅标记等主要依靠人工来完成。

检测精度低。人工检测过程中人为因素和设备精度都会影响检测精度，人为因素如注意力下降、主观臆断、肉眼分辨力有限等，设备精度如使用单一光源、传统光学显微镜、制造精度等。

可靠性低。由于工作环境、个人心情、主观判断、手动操作、设备先进程度等因素导致工作人员在检测过程中出现漏检、误判，进而影响检测质量的可靠性。

检测效率低。由于人工检测劳动强度大、检测工作单调重复导致工作人员极易疲劳而暂停休息，同时检测工作是否正常进行还在一定程度上取决于工作环境的优良程度等，都会缩短有效工作时间，降低检测效率。

人为主观误差大。整个检测过程，工作人员是主导者，缺陷的识别、分类、筛选等都是人为主观判定，而这一切都依靠工作人员具有良好的工作心情，适宜的工作环境和正常运行的检测设备。

检测成本高。工作人员劳动报酬、设备采购和维修、光栅复检率高等导致检测成本增加。

无法满足高速生产。人工检测只能适应小批量、低精度生产，受限于工人体力、检测速度和精度，以及设备检测能力，都无法实现高速生产。

接触、有损检测。人工检测需要工人手动拿取光栅，难免出现像人为划伤待检光栅等失误，造成不必要的损失。

发明内容：

本发明的目的是提供一种光栅表面缺陷检测装置，提高光栅表面缺陷检测装置的精度、分辨力、自动化、检测效率。

本发明的目的是这样实现的：

一种光栅表面缺陷检测装置，其组成包括：立柱，控制模块，所述的立柱连接短臂，所述的短臂两侧分别连接有一对粗微调节器，所述的短臂连接长臂，所述的长臂通过通孔连接光栅表面图像采集器，工控机输出端连接控制***输入端，所述的控制***的信号输出端连接驱动电机和光源，驱动电机连接光栅筛选机构、光栅图像二维平移台和光栅清洗机构的输入端，所述的光源置于光栅图像检测台上。

所述的光栅表面缺陷检测装置，光栅表面图像采集器包括：显微镜头、CCD摄像机、图像采集卡、所述的投射光源及光源控制器，所述的显微镜头穿过所述的长臂的通孔连接CCD工业摄像机，所述的CCD工业摄像机通过螺栓固定在长臂上，所述的CCD工业摄像机的输出端连接光栅表面图像采集卡的输入端、所述的图像采集卡的输出端连接工控机输入端。

所述的光栅表面缺陷检测装置，所述的控制模块具有二维平移台步进电机控制模块、光栅展开机构、步进电机控制模块、清洗机构控制模块和光栅筛选机构控制模块，所述的光栅展开机构具有光栅夹紧机构、机械连接机构和所述的驱动电机，所述的光栅夹紧机构连接驱动电机和机械连接机构，所述的机械连接机构连接二维平移台，所述的二维平移台连接光栅缺陷检测台，所述的光栅缺陷检测台连接立柱，所述的工控机具有数据处理模块。

所述的光栅表面缺陷检测装置，所述的光栅图像二维平移台包括：由步进电机驱动控制的X、Y二维移动位移台，使待检光栅在水平面内沿X、Y移动，准确对准显微物镜，以待光栅表面缺陷图像采集；所述的光栅展开机构包括：光栅夹紧装置和光栅表面展开机构的机械装置，实现光栅的夹紧和光栅表面信息的展开。

所述的光栅表面缺陷检测装置，所述的光栅筛选机构经过数据处理模块将处理结果传输至控制模块，再有控制模块发出指令，控制光栅筛选机构对“合格光栅”和“不合格光栅”进行分类存储；所述的控制模块包括：光源控制模块、二维平移台步进电机控制模块、光栅展开机构步进电机控制模块、清洗机构控制模块和光栅筛选机构控制模块，实现光源控制、待检光栅位置的对准、待检光栅表面信息的展开、光栅表面的清洗和“合格”与“不合格”光栅的筛选。

所述的光栅表面缺陷检测装置，所述的光栅图像检测台包括：支撑底盘和可调立柱，所述的可调立柱支撑和固定其他检测部件，调节CCD摄像机与检测平台的垂直距离；所述的数据处理模块对采集到的光栅表面缺陷图像进行相关图像处理，得到一幅清晰的图像，然后利用相关软件进行检测，最后得到检测结果。

有益效果：

1.本发明采用的图像采集设备分辨率更高、操作更自动化、可靠性更高。

本发明采用的光栅图像检测台，占用面积小、结构紧凑、可以上下调节CCD摄像机。

本发明采用的二维电动平移台，操作更方便、运行精度更高、盲目随机性更低。

本发明采用的光栅展开机构，光栅表面信息展开更平稳、展开更完全、展开精度更高、可控性更强，同时光栅夹紧更牢固、更平稳。

本发明采用的光源，颜色和强度均可调，也可根据情况更换不同类型的光源，同时可以最大程度避免在光栅表面发生镜面发射，获取亮度更加均匀的图像采集条件。

本发明采用的图像采集卡，可以将数字图像高速传输给数据处理模块。

本发明采用的控制模块，可以实现对光栅二维平移台、光栅展开机构、光栅清洗机构、光栅图像采集设备和光栅筛选机构的高精度和自动化控制，降低了人工手动控制的低效率、低精度和鲁莽性高的弊端。

本发明采用的光栅清洗机构，可以对待检光栅在检测之前进行自动化、全封闭、无死角和洁净度高的清洗，减少外界污染对检测带来的不利影响，相比人工清洗更高效、更清洁、更全面。

本发明采用的筛选机构，可以通过控制***自动实现对合格与不合格光栅的自动分拣，相比人工分拣更快速、更准确。

附图说明：

附图1是本发明的示意图。

附图2是本发明的工作流程图。

具体实施方式：

实施例1：

一种光栅表面缺陷检测装置，其组成包括：立柱1，控制模块，其特征是：所述的立柱连接短臂2，所述的短臂两侧分别连接有一对粗微调节器，所述的短臂连接长臂3，所述的长臂通过通孔连接光栅表面图像采集器，工控机7输出端连接控制***8输入端，所述的控制***的信号输出端连接驱动电机9和光源10，驱动电机连接光栅筛选机构11、光栅图像二维平移台12和光栅清洗机构13的输入端，所述的光源置于光栅图像检测台上。

实施例2：

根据实施例1 所述的光栅表面缺陷检测装置，其特征是：光栅表面图像采集器包括：显微镜头4、CCD摄像机5、图像采集卡6、所述的光源及光源控制器，所述的显微镜头穿过所述的长臂的通孔连接CCD工业摄像机，所述的CCD工业摄像机通过螺栓固定在长臂上，所述的CCD工业摄像机的输出端连接光栅表面图像采集卡的输入端、所述的图像采集卡的输出端连接工控机7输入端。

实施例3：

根据实施例1或2所述的光栅表面缺陷检测装置，其特征是：所述的控制模块具有二维平移台步进电机控制模块、光栅展开机构14、步进电机控制模块、清洗机构控制模块和光栅筛选机构控制模块，所述的光栅展开机构具有光栅夹紧机构、机械连接机构和所述的驱动电机，所述的光栅夹紧机构连接驱动电机和机械连接机构，所述的机械连接机构连接二维平移台，所述的二维平移台连接光栅缺陷检测台15，所述的光栅缺陷检测台连接立柱，所述的工控机具有数据处理模块。

实施例4：

实施例3所述的光栅表面缺陷检测装置，所述的光栅图像二维平移台包括：由步进电机驱动控制的X、Y二维移动位移台，使待检光栅在水平面内沿X、Y移动，准确对准显微物镜，以待光栅表面缺陷图像采集；所述的光栅展开机构包括：光栅夹紧装置和光栅表面展开机构的机械装置，实现光栅的夹紧和光栅表面信息的展开。

实施例5

实施例3所述的光栅表面缺陷检测装置，所述的光栅筛选机构经过数据处理模块将处理结果传输至控制模块，再有控制模块发出指令，控制光栅筛选机构对“合格光栅”和“不合格光栅”进行分类存储；所述的控制模块包括：光源控制模块、二维平移台步进电机控制模块、光栅展开机构步进电机控制模块、清洗机构控制模块和光栅筛选机构控制模块，实现光源控制、待检光栅位置的对准、待检光栅表面信息的展开、光栅表面的清洗和“合格”与“不合格”光栅的筛选。

实施例6：

实施例3所述的光栅表面缺陷检测装置，所述的光栅图像检测台包括：支撑底盘和可调立柱，所述的可调立柱支撑和固定其他检测部件，调节CCD摄像机与检测平台的垂直距离；所述的数据处理模块对采集到的光栅表面缺陷图像进行相关图像处理，得到一幅清晰的图像，然后利用相关软件进行检测，最后得到检测结果。

Claims

1.一种光栅表面缺陷检测装置，其组成包括：立柱，控制模块，其特征是：所述的立柱连接短臂，所述的短臂两侧分别连接有一对粗微调节器，所述的短臂连接长臂，所述的长臂通过通孔连接光栅表面图像采集器，工控机输出端连接控制***输入端，所述的控制***的信号输出端连接驱动电机和光源，驱动电机连接光栅筛选机构、光栅图像二维平移台和光栅清洗机构的输入端，所述的光源置于光栅图像检测台上。

2.根据权利要求1 所述的光栅表面缺陷检测装置，其特征是：光栅表面图像采集器包括：显微镜头、CCD摄像机、图像采集卡、所述的投射光源及光源控制器，所述的显微镜头穿过所述的长臂的通孔连接CCD工业摄像机，所述的CCD工业摄像机通过螺栓固定在长臂上，所述的CCD工业摄像机的输出端连接光栅表面图像采集卡的输入端、所述的图像采集卡的输出端连接工控机输入端。

3.根据权利1或2所述的光栅表面缺陷检测装置，其特征是：所述的控制模块具有二维平移台步进电机控制模块、光栅展开机构、步进电机控制模块、清洗机构控制模块和光栅筛选机构控制模块，所述的光栅展开机构具有光栅夹紧机构、机械连接机构和所述的驱动电机，所述的光栅夹紧机构连接驱动电机和机械连接机构，所述的机械连接机构连接二维平移台，所述的二维平移台连接光栅缺陷检测台，所述的光栅缺陷检测台连接立柱，所述的工控机具有数据处理模块。

4.根据权利3所述的光栅表面缺陷检测装置，其特征是：所述的光栅图像二维平移台包括：由步进电机驱动控制的X、Y二维移动位移台，使待检光栅在水平面内沿X、Y移动，准确对准显微物镜，以待光栅表面缺陷图像采集；所述的光栅展开机构包括：光栅夹紧装置和光栅表面展开机构的机械装置，实现光栅的夹紧和光栅表面信息的展开。

5.根据权利3所述的光栅表面缺陷检测装置，其特征是：所述的光栅筛选机构经过数据处理模块将处理结果传输至控制模块，再有控制模块发出指令，控制光栅筛选机构对“合格光栅”和“不合格光栅”进行分类存储；所述的控制模块包括：光源控制模块、二维平移台步进电机控制模块、光栅展开机构步进电机控制模块、清洗机构控制模块和光栅筛选机构控制模块，实现光源控制、待检光栅位置的对准、待检光栅表面信息的展开、光栅表面的清洗和“合格”与“不合格”光栅的筛选。

6.根据权利3所述的光栅表面缺陷检测装置，其特征是：所述的光栅图像检测台包括：支撑底盘和可调立柱，所述的可调立柱支撑和固定其他检测部件，调节CCD摄像机与检测平台的垂直距离；所述的数据处理模块对采集到的光栅表面缺陷图像进行相关图像处理，得到一幅清晰的图像，然后利用相关软件进行检测，最后得到检测结果。