CN108802050A - 靶材视觉检测装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种靶材视觉检测装置和方法，涉及靶材检测技术领域，该靶材视觉检测装置包括控制器，以及与该控制器分别相连的光源、摄像设备和存储器；该摄像设备与存储器相连；该光源用于给待检测靶材照明；该摄像设备用于拍摄该待检测靶材的图像；该存储器用于存储该待检测靶材的图像，该存储器内预先存有合格靶材的标样图片；该控制器用于将该待检测靶材的图像和标样图片进行比对，以判断该待检测靶材是否合格。本发明实施例提供的一种靶材视觉检测装置和方法，可以自动检测靶材是否合格，并提高检测的精准性。

Description

靶材视觉检测装置和方法
技术领域
本发明涉及靶材检测技术领域，尤其是涉及一种靶材视觉检测装置和方法。
背景技术
靶材就是高速荷能粒子轰击的目标材料，按制作工艺划分，靶材有电弧靶材、溅射靶材、蒸镀靶材等等。
传统的靶材加工检测通过人工借助于手电筒照明进行其合格与否的判定，这种方法需要检测人员本身具有丰富的经验，同时易受检测者诸如注意力不集中等主观因素的影响，其检测标准比较模糊，且容易造成误判或漏判。另外，还可能会造成加工产线不必要的中断，从而增加产品的加工时间。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种靶材视觉检测装置和方法，可以自动检测靶材是否合格，并提高检测的精准性。
第一方面，本发明实施例提供了一种靶材视觉检测装置，包括：控制器，以及与该控制器分别相连的光源、摄像设备和存储器；该摄像设备与存储器相连；该光源用于给待检测靶材照明；该摄像设备用于拍摄该待检测靶材的图像；该存储器用于存储该待检测靶材的图像，该存储器内预先存有合格靶材的标样图片；该控制器用于将该待检测靶材的图像和标样图片进行比对，以判断该待检测靶材是否合格。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，该光源包括第一光源和第二光源，该第一光源用于平行该摄像设备的摄像方向打光，该第二光源用于垂直该摄像设备的摄像方向打光。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，该第一光源为同轴光源，该第二光源为条形光源。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，该摄像设备为多个摄像头，每个摄像头与控制器相连。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，该装置还包括：吹气设备，该吹气设备与该控制器相连，用于清理待检测靶材的表面。
结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，该吹气设备的吹气口为扇形吹气口。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，该装置还包括：显示器，该显示器与该控制器相连，用于显示待检测靶材的检测结果。
第二方面，本发明实施例还提供了一种靶材视觉检测方法，该方法基于上述第一方面及其可能的实施方式之一提供的靶材视觉检测装置实现，该方法包括：控制光源给该待检测靶材照明；控制摄像设备拍摄该待检测靶材的图像；将该待检测靶材的图像存储到存储器中，并将该待检测靶材的图像与预先存储在该存储器中的合格靶材的标样图片进行比对，以判断该待检测靶材是否合格。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，在上述控制摄像设备拍摄待检测靶材的图像的步骤之前，还包括：控制吹风设备向该待检测靶材吹风，以清理该待检测靶材的表面。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，在上述将该待检测靶材的图像与预先存储在该存储器中的合格靶材的标样图片进行比对，以判断该待检测靶材是否合格的步骤之后，还包括：控制显示器显示该待检测靶材的检测结果。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明实施例提供的一种靶材视觉检测装置和方法，该装置包括控制器，以及与该控制器分别相连的光源、摄像设备和存储器；该摄像设备与存储器相连；该光源用于给待检测靶材照明；该摄像设备用于拍摄该待检测靶材的图像；该存储器用于存储该待检测靶材的图像，该存储器内预先存有合格靶材的标样图片；该控制器用于将该待检测靶材的图像和标样图片进行比对，以判断该待检测靶材是否合格；可以自动检测靶材是否合格，并提高检测的精准性。
本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。
为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种靶材视觉检测装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种靶材视觉检测装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种靶材视觉检测装置的整体外观示意图；
图4为本发明实施例提供的一种靶材视觉检测方法的流程图。
图标：
10-控制器；11-光源；12-摄像设备；13-存储器；21-吹气设备；22-显示器；31-底座；32-同轴光源；33-条形光源；34-高清摄像头组；35-吹风器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。
超大规模集成电路制造过程中要反复用到的溅射(Sputtering)工艺属于物理气相沉积(PVD)技术的一种，是制备电子薄膜材料的主要技术之一，它利用离子源产生的离子，在高真空中经过加速聚集，而形成高速度能的离子束流，轰击固体表面，离子和固体表面原子发生动能交换，使固体表面的原子离开固体并沉积在基底表面，被轰击的固体是用溅射法沉积薄膜的原材料，称为溅射靶材。
溅射靶材制造环节首先需要根据下游应用领域的性能需求进行工艺设计，然后进行反复的塑性变形、热处理，需要精确地控制晶粒、晶向等关键指标，再经过焊接、机械加工、清洗干燥、真空包装等工序。溅射靶材制造所涉及的工序精细且繁多，工序流程管理及制造工艺水平将直接影响到溅射靶材的质量和良品率。
目前，在溅射靶材CN车床精加工完成后，一般都采用人工目视的方式对靶材进行质量检测，通过观察靶材表面的刀纹和划痕情况来判定靶材是否合格，这样的判断标准比较模糊，受人为因素影响较大，容易造成误判或漏判。基于此，本发明实施例提供的一种靶材视觉检测装置和方法，可以自动检测靶材是否合格，并提高检测的精准性。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种靶材视觉检测装置进行详细介绍。
实施例一
如图1所示，为本发明实施例提供的一种靶材视觉检测装置的结构示意图，由图1可见，该装置包括控制器10，以及与该控制器10分别相连的光源11、摄像设备12和存储器13，并且，摄像设备12和存储器13也彼此相连。
在该靶材视觉检测装置中，摄像设备12用于拍摄待检测靶材的图像，例如，它可以是摄像头组，含有多个摄像头，摄像头并排设置，也可以分别设置在不同的角度，每个摄像头均与控制器10相连，控制器10可以控制摄像头对待检测靶材进行多角度多次拍摄。
其次，上述光源11用于给待检测靶材提供照明，以使摄像设备12拍摄靶材图像时，可以清晰反映出靶材的表面特征，包括靶材溅射面的刀纹和划痕情况。这里，为了防止靶材受光源11照射产生的阴影的影响，在至少一种可能的实施方式中，可以设置两组光源，其中一组光源用于平行摄像设备12的摄像方向打光，通过暗场照明，用以检测靶材溅射面的划痕；另一组光源用于垂直该摄像设备12的摄像方向打光，通过亮场照明，用以检测靶材溅射面的刀纹。
另外，摄像设备12拍摄到的待检测靶材的图像实时存储到存储器13中，在该存储器13内还预先存储有合格靶材的标样图片，这些标样图片是将确认合格的靶材作为样本，利用该靶材视觉检测装置进行拍摄的，并以数据库的形式存储在存储器13中。在实际应用中，当使用该装置对待检测靶材进行检测时，控制器10将该待检测靶材的图像和标样图片进行比对，以判断该待检测靶材是否合格。
这里，在进行图像比对时，使用现有的图像分析处理软件进行，通过提取待检测靶材图像的特征信息，与数据库中标样图片的特征信息进行匹配，若匹配度达到用户预设的阈值，例如阈值为95％，则判断该靶材的质量合格。若匹配度低于该阈值，则判断该靶材不合格。
这样，通过本发明实施例提供的靶材视觉检测装置，可以对待检测的靶材进行摄像，并将其图像和数据库中标准的标样图片进行比较，通过图像分析进行特征比对，检验待检测靶材的图像特征信息是否与合格件的图像特征信息相匹配，若是，则判断该靶材为合格件，否则，为不合格。相比于常规的人工目视判断，使用靶材视觉检测装置进行检测实现了自动化，提高了生产效率，并且，还排除了人为因素的影响，其检测标准统一，判断也更加精准。
本发明实施例提供的靶材视觉检测装置，该装置包括控制器以及与该控制器分别相连的光源、摄像设备和存储器；该摄像设备与存储器相连；该光源用于给待检测靶材照明；该摄像设备用于拍摄该待检测靶材的图像；该存储器用于存储该待检测靶材的图像，该存储器内预先存有合格靶材的标样图片；该控制器用于将该待检测靶材的图像和标样图片进行比对，以判断该待检测靶材是否合格；可以自动检测靶材是否合格，并提高检测的精准性。
实施例二
在图1的基础上，如图2所示，为本发明实施例提供的另一种靶材视觉检测装置的结构示意图，由图2可见，该装置还包括吹气设备21和显示器22。其中，吹气设备21和显示器22分别与控制器10相连。
在实际应用中，靶材加工后在其表面会残留粉末、碎屑等残渣，吹风设备用于清理待检测靶材的表面，使其表面清洁，排除后续的拍摄中因污渍对获取的靶材表面图像的干扰，以使图像比对的结果更可靠，最终的检测结果更精确。
另外，在图2示出的实施方式中，在靶材视觉检测装置完成对待检测靶材的检测后，控制显示器22显示检测结果，用户通过显示器22获取检测结果信息。
本发明实施例提供的靶材视觉检测装置，通过增设吹气设备，可以清洁靶材的表面，更贴合实际生产的需求；通过显示器，可以实时显示待检测靶材的检测结果，用户操作更加方便。
实施例三
本发明实施例通过一个应用实例对靶材视觉检测装置的操作和应用进行更详细地说明。
参见图3，为本发明实施例提供的一种靶材视觉检测装置的整体外观示意图，由图3可见，该装置的各部件均设置在底座31上。其中，该装置有一高清摄像头组34，含三个高清摄像头，并排成一线，设置在底座31的中间位置。
另外，该装置的光源有两组，一组为同轴光源32，设置在高清摄像头组34的左侧，另一组为条形光源33，设置在高清摄像头组34的上方。其中，同轴光源32平行于高清摄像头组34的拍摄方向打光，通过暗场照明，用于检测靶材溅射面的划痕；条形光源33垂直于高清摄像头组34的拍摄方向打光，通过亮场照明，用于检测靶材溅射面的刀纹。这里，同轴光源32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。另外，条形光源33一般是由高密度直插式LED阵列组成，适合大幅面尺寸检测，具有亮度高、方向性好的特点，常用于金属表面缺陷检测。
在图3示出的实施方式中，该靶材视觉检测装置还包括吹风器35，该吹风器35有三个扇形吹风口，并排设置在上述高清摄像头组34的下方。在对待检测靶材进行拍摄之前，先开启吹风器35对靶材进行清洁，以清理靶材表面可能存留的碎屑或粉末等残渍。扇形的吹风口有利于吹出的气流从多角度吹出，对于靶材溅射面可能存在的不同角度的刀纹，都可以充分的清理。
实施例四
本发明实施例还提供了一种靶材视觉检测方法，该方法基于上述实施例一、实施例二、实施例三及其可能的实施方式之一提供的靶材视觉检测装置实现。如图4所示，为本发明实施例提供的一种靶材视觉检测方法的流程图，由图4可见，该方法包括如下步骤：
步骤S401：控制光源给待检测靶材照明。
首先，控制器控制光源开启，以使待检测靶材的表面有足够的光亮，并尽量保证阴影的影响降到最低。
步骤S402：控制摄像设备拍摄该待检测靶材的图像。
其次，控制摄像设备工作，获取待检测靶材表面的图像。
在至少一种可能的实施方式中，在拍摄靶材的图像之前，控制吹风设备向该待检测靶材吹风，以清理该待检测靶材的表面，这样，拍摄的图像可以尽量排除残渍的影响，使后期的图像比对结果更加准确。
步骤S403：将该待检测靶材的图像存储到存储器中，并将该待检测靶材的图像与预先存储在存储器中的合格靶材的标样图片进行比对，以判断该待检测靶材是否合格。
在一种或多种可能的实施方式中，在对靶材检测完成后，控制显示器显示检测结果，以方便用户了解检测信息。
本发明实施例提供的靶材视觉检测方法，与上述实施例提供的靶材视觉检测装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法的具体工作过程，可以参考前述装置实施例中的对应过程，在此不再赘述。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种靶材视觉检测装置，其特征在于，包括：控制器，以及与所述控制器分别相连的光源、摄像设备和存储器；所述摄像设备与所述存储器相连；
所述光源用于给待检测靶材照明；
所述摄像设备用于拍摄所述待检测靶材的图像；
所述存储器用于存储所述待检测靶材的图像，所述存储器内预先存有合格靶材的标样图片；
所述控制器用于将所述待检测靶材的图像和所述标样图片进行比对，以判断所述待检测靶材是否合格。
2.根据权利要求1所述的靶材视觉检测装置，其特征在于，所述光源包括第一光源和第二光源，所述第一光源用于平行所述摄像设备的摄像方向打光，所述第二光源用于垂直所述摄像设备的摄像方向打光。
3.根据权利要求2所述的靶材视觉检测装置，其特征在于，所述第一光源为同轴光源，所述第二光源为条形光源。
4.根据权利要求1所述的靶材视觉检测装置，其特征在于，所述摄像设备为多个摄像头，每个所述摄像头与所述控制器相连。
5.根据权利要求1所述的靶材视觉检测装置，其特征在于，还包括：吹气设备，所述吹气设备与所述控制器相连，用于清理所述待检测靶材的表面。
6.根据权利要求5所述的靶材视觉检测装置，其特征在于，所述吹气设备的吹气口为扇形吹气口。
7.根据权利要求1所述的靶材视觉检测装置，其特征在于，还包括：显示器，所述显示器与所述控制器相连，用于显示所述待检测靶材的检测结果。
8.一种靶材视觉检测方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1-7任一项所述的靶材视觉检测装置实现，所述方法包括：
控制所述光源给所述待检测靶材照明；
控制所述摄像设备拍摄所述待检测靶材的图像；
将所述待检测靶材的图像存储到所述存储器中，并将所述待检测靶材的图像与预先存储在所述存储器中的合格靶材的标样图片进行比对，以判断所述待检测靶材是否合格。
9.根据权利要求8所述的靶材视觉检测方法，其特征在于，在控制所述摄像设备拍摄所述待检测靶材的图像的步骤之前，还包括：
控制吹风设备向所述待检测靶材吹风，以清理所述待检测靶材的表面。
10.根据权利要求8所述的靶材视觉检测方法，其特征在于，在所述将所述待检测靶材的图像与预先存储在所述存储器中的合格靶材的标样图片进行比对，以判断所述待检测靶材是否合格的步骤之后，还包括：
控制显示器显示所述待检测靶材的检测结果。
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