[发明专利]手机外壳侧边表面缺陷数字化定量检测系统

说明书

技术领域

本发明属于机器视觉检测领域，涉及一种手机外壳侧边表面缺陷数字化定量检测系统。

背景技术

在当前这个信息时代，手机正在对人类社会的发展产生不可估量的影响，在日常工作和民众生活中的使用非常广泛。在对手机外壳的检测中，如发现其侧边表面存在碰压伤、划伤、白点、异色等缺陷，将大大影响该产品的质量指标及美观度，因此有必要对手机外壳侧边表面的缺陷进行数字化定量在线检测，以适应工业生产中的流水线作业，对于提高产品的质量，实现企业的转型升级非常重要。

圆弧表面不同于普通平面缺陷的检测，由于表面的复杂弯曲以及反光等因素，导致其表面缺陷更难以检测。传统的针对手机外壳表面缺陷的检测方法主要是目视法，工人将手机外壳置于强光照射下，利用目视法观察手机外壳表面缺陷产生的散射光判断缺陷的种类、尺寸、以及缺陷是否属于可接受范围内。目视法受所检测人员的熟练程度影响较大，主观性较强，而且长期的检测会造成人眼疲劳甚至损伤，也会造成缺陷的误判及漏检。同时目视法检测速度较慢，漏检率较高，可靠性差，没有办法实现整个生产流程的流水线检测。还需要招聘大批的工人并需要培训，劳动成本高，有背于国家将劳动密集型产业向科技创新型发展的国策。所以目前各生产手机外壳供应商迫切需要一种手机外壳侧边表面缺陷数字化定量检测系统，实现企业的转型升级。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种手机外壳侧边表面缺陷数字化定量检测系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明包括运动控制部分、扫描成像部分和数字化定量检测部分；运动控制部分用于将手机外壳传送至扫描成像部分进行扫描；扫描成像部分用于获取待检测手机外壳侧边的清晰图像；数字化定量检测部分用于对获取的清晰图像进行定量检测，从而检测出待检测手机外壳侧边的缺陷。

所述的运动控制部分包含Y向导轨、X向导轨、转动马达和夹持机构；其中X向导轨可沿X方向平动，Y向导轨可沿Y方向平动，固定在X向导轨上的转动马达实现绕Z轴的转动；转动马达上固定有夹持机构，待检测手机外壳夹持在夹持机构上。

所述的夹持机构包括固定底板、微型气缸夹持架、微型气缸、弹簧、手机夹持块。其中固定底板固定在转动马达顶部，固定底板上刚性固定有微型气缸夹持架、弹簧固定座与夹持块固定底座；微型气缸夹持固定在微型气缸夹持架上；弹簧固定座设置在微型气缸夹持架的两侧；两根弹簧的一端分别与弹簧固定座相连接，另一端固定在手机夹持块；手机夹持块与夹持块底座通过连接轴相连接，且该连接轴与夹持块底座相对活动，能够沿微型气缸方向来回摆动；

在夹持机构夹持待检测手机外壳前，首先同时驱动两侧的微型气缸使其活塞杆顶端顶住手机夹持块，手机夹持块受到活塞杆的外力，同时受到弹簧的预紧力，在这两个外力作用下，弹簧会在气缸行程范围内进行微小平动；然后将待检测手机外壳放置在手机夹持块上，再驱动微型气缸使其活塞杆回收，在弹簧的作用下，两片夹持块同时向外侧张开，并顶住待检测手机外壳内侧，进而实现夹紧动作。

所述的扫描成像部分包括一套或多套成像设备，每套成像设备包括三个不同角度的成像单元Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，每个成像单元均包括一个搭配远心镜头的线阵相机和与其相连接的漫反射光源，且搭配的远心镜头的线阵相机置于漫反射光源后方；水平方向成像的成像单元Ⅰ搭配的远心镜头的线阵相机和漫反射光源保持水平同轴；成像单元Ⅱ和Ⅲ搭配的远心镜头的线阵相机和漫反射光源所在的轴与水平面所成角度分别为α和β，即成像单元Ⅱ和Ⅲ分别以仰角和俯角对待检测手机外壳侧边圆弧表面上、下边缘进行成像。所述的α为仰角15～45度；β为俯角45～75度。

当扫描成像部分仅包括一套成像设备，此时扫描成像部分的成像过程描述如下：

当待检测手机外壳经运动控制部分沿Y方向平动时，三个不同角度的成像单元Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ中的漫反射光源产生的漫反射光从不同角度照射待检测手机外壳侧边圆弧表面，然后利用三个漫反射光源对应的线阵相机分别从三个不同角度捕捉待检测手机外壳侧边圆弧表面激发的漫反射光，从而得到三张不同成像角度的原始待检测手机外壳侧边圆弧表面的清晰图像，完成单侧待检测手机外壳侧边圆弧表面清晰图像的采集，此时运动控制部分通过控制转动马达准确旋转度，继续待检测手机外壳下一侧边圆弧表面清晰图像的采集；如此往复循环，即可逐步完成待检测手机外壳其余三个侧边圆弧表面清晰图像的采集。

当扫描成像部分包括多套成像设备，且多套成像设备错位分布在Y向导轨；此时扫描成像部分的成像过程描述如下：