光学检测装置的制作方法

专利检索2022-05-10  3



1.本实用新型涉及产品缺陷检测技术领域,特别是涉及一种光学检测装置。


背景技术:

2.随着科技的进步和环保意识的提高,新能源行业的发展日新月异。锂电池作为一种新能源材料,被广泛应用于各种领域。锂电池的生产工艺繁杂多样,其中在前段的生产工艺中,分切起着至关重要的的作用,而影响分切的主要因素是分切刀。分切刀的刀刃是否存在缺口决定着分切刀的质量好坏,因此分切刀的缺口检测对锂电池行业发展具有重要的作用。
3.通常地,分切刀的缺口检测主要是依据显微放大镜头和人眼判别,采用这种传统的检测方式,不仅导致检测效率低和人眼易疲劳,而且容易对产品造成误判,对市场造成不良的影响。


技术实现要素:

4.基于此,有必要提供一种光学检测装置,能够提高检测效率,避免对待测产品进行误判,保证检测的可靠性。
5.一种光学检测装置,包括:
6.装置主体;
7.载物台,所述载物台安装于所述装置主体,所述载物台设有固定部;
8.驱动机构,所述驱动机构用于驱动所述载物台旋转;
9.同轴设置的成像相机、镜头及光源,所述镜头朝向所述载物台设置,所述载物台的至少部分能够位于所述镜头的正下方;及
10.图像检测机构,所述图像检测机构能够接收所述成像相机采集的图像。
11.在其中一个实施例中,所述驱动机构包括伺服电机及减速器,所述伺服电机通过所述减速器与所述载物台驱动连接;所述驱动机构还包括联轴器,所述联轴器设于所述减速器的输出轴,所述减速器通过所述联轴器连接于所述载物台。
12.在其中一个实施例中,所述光学检测装置还包括第一安装板,所述载物台安装于所述第一安装板,所述第一安装板设有沿第一方向设置的第一条形孔,所述第一条形孔内设有第一安装件,所述第一安装板通过所述第一安装件安装于所述装置主体。
13.在其中一个实施例中,所述光学检测装置还包括连接件及支撑板,所述支撑板通过所述连接件固定于所述第一安装板的下方,所述驱动机构固定于所述支撑板。
14.在其中一个实施例中,所述装置主体包括基座及支架,所述支架设有沿第一方向设置的第二条形孔,所述第二条形孔内设有第二安装件,所述支架通过所述第二安装件安装于所述基座。
15.在其中一个实施例中,所述光学检测装置还包括滑块及固定于所述支架的导轨,所述导轨沿所述支架的高度方向设置,所述成像相机及镜头通过所述滑块安装于所述导
轨。
16.在其中一个实施例中,所述滑块设有穿孔,所述穿孔内设有限位件,所述限位件的端部能够抵触于所述导轨,使所述滑块固定于所述导轨。
17.在其中一个实施例中,所述光学检测装置还包括第二安装板,所述第二安装板固定于所述滑块;所述第二安装板设有沿第一方向设置的第三条形孔,所述第三条形孔内设有第三安装件,所述成像相机通过所述第三安装件安装于所述第二安装板。
18.在其中一个实施例中,所述光源间隔地设于所述镜头的下方,所述载物台的至少部分能够位于所述镜头与所述光源之间。
19.在其中一个实施例中,所述成像相机为线扫相机,所述镜头为远心镜头,所述光源为平行远心光源。
20.上述的光学检测装置,需要检测待测产品的外观缺陷时,将待测产品放置于载物台的固定部。启动驱动机构,驱动机构带动载物台及待测产品进行旋转。在待测产品旋转的过程中,光源发出的光照射在待测产品,光线经折射或反射后穿过镜头,并在成像相机进行成像,得到待测产品的图像。成像相机将采集的图像传输到图像检测机构中,图像检测机构对整幅图像进行处理,挑选出有缺陷的待测产品。如此,采用光学检测装置对产品的外观行进检测,能够提高检测效率,避免对待测产品进行误判,保证检测的可靠性。
附图说明
21.构成本技术的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,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取其他的附图。
23.图1为本实用新型一实施例的光学检测装置的结构示意图;
24.图2为图1所示的光学检测装置的侧视图;
25.图3为图1所示的光学检测装置中成像相机、镜头和光源的结构示意图。
26.附图标号说明:10、装置主体;11、基座;12、支架;121、第二条形孔;13、导轨;14、滑块;15、限位件;20、成像相机;30、镜头;40、光源;50、载物台;60、驱动机构;61、伺服电机;62、减速器;63、联轴器;70、第一安装板;71、第一条形孔;72、连接件;73、支撑板;80、第二安装板;81、第三条形孔。
具体实施方式
27.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进,因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
28.请参阅图1、图2和图3,图1示出了本实用新型一实施例的光学检测装置的结构示
意图,图2示出了图1所示的光学检测装置的侧视图,图3示出了图1所示的光学检测装置中成像相机、镜头和光源的结构示意图。本实用新型一实施例的光学检测装置,包括装置主体10、成像相机20、镜头30、光源40、载物台50、驱动机构60及图像检测机构。载物台50安装于装置主体10,载物台50设有固定部,驱动机构60用于驱动载物台50旋转。成像相机20、镜头30及光源40同轴设置,镜头30朝向载物台50设置,载物台50的至少部分能够位于镜头30的正下方。图像检测机构能够接收所述成像相机20采集的图像。
29.上述的光学检测装置,需要检测待测产品的外观缺陷时,将待测产品放置于载物台50的固定部。启动驱动机构60,驱动机构60带动载物台50及待测产品进行旋转。在待测产品旋转的过程中,光源40发出的光照射在待测产品,光线经折射或反射后穿过镜头30,并在成像相机20进行成像,得到待测产品的图像。成像相机20将采集的图像传输到图像检测机构中,图像检测机构对整幅图像进行处理,挑选出有缺陷的待测产品。如此,采用光学检测装置对产品的外观行进检测,能够提高检测效率,避免对待测产品进行误判,保证检测的可靠性。
30.具体地,图像检测机构包括显示器及图像检测软件,图像检测软件能够对成像相机20采集的图像进行处理。下面以光学检测装置检测分切刀的刀刃缺口为例进行说明。具体地,成像相机20将采集的图像传输到图像检测软件,图像检测软件对整幅图像进行裁剪得到多张完整包含分切刀的刀刃缺口的图像,即ng小图,并对每张图像进行如下处理:根据图像灰度进行阈值选出刀刃的区域,以无缺口的边缘作为基准线作为边界线,选出缺口的区域,计算出缺口区域的深度、高度及面积,显示出缺口的图像。软件记录数据包括ok数量和ng数量。图像检测软件可以发送检测信号,配合剔除系统,对待测产品进行分拣。
31.在一个实施例中,请参阅图1和图2,所述驱动机构60包括伺服电机61及减速器62,所述伺服电机61通过所述减速器62与所述载物台50驱动连接。具体地,减速器62包括输入轴及输出轴,输入轴与伺服电机61的动力轴连接,输出轴与载物台50连接。需要检测待测产品的外观缺陷时,启动伺服电机61,伺服电机61将动力传输给减速器62,减速器62将动力减速增扭后传递给载物台50,带动待测产品匀速旋转。在本实施例中,转速调节范围为1r/min~5750r/min。
32.当然,在其它实施例中,驱动机构60也可包括旋转气缸,不以此为限。
33.进一步地,请参阅图1和图2,驱动机构60还包括联轴器63,联轴器63设于减速器62的输出轴,减速器62通过联轴器63连接于载物台50。如此,通过设置联轴器63,联轴器63能够起到缓冲和减震的作用,提高轴系动态性能。
34.在一个实施例中,请参阅图1和图2,所述光学检测装置还包括第一安装板70,所述载物台50安装于所述第一安装板70。第一安装板70设有沿第一方向设置的第一条形孔71,所述第一条形孔71内设有第一安装件,所述第一安装板70通过所述第一安装件安装于所述装置主体10。可选地,第一安装件为螺栓、螺钉等。使用时,拧松第一安装件,可沿第一方向移动第一安装板70,实现载物台50位置的调节;待载物台50调整到合适位置后,拧紧第一安装件,将第一安装板70固定于装置主体10,使载物台50固定在某个合适的位置。如此,在实际使用的过程中,通过第一安装板70及第一安装件的配合,能够沿第一方向调整载物台50的位置,使用更灵活。其中,为了便于理解,采用s表示第一方向。
35.进一步地,请参阅图1和图2,第一条形孔71设有至少两个,至少两个第一条形孔71
均沿第一方向设置。如此,使得第一安装板70与装置主体10的连接强度更好,保证第一安装板70能够可靠地应用于检测环境中。具体到本实施例中,第一条形孔71设有两个,两个第一条形孔71并列设置。
36.在一个实施例中,请参阅图1和图2,所述光学检测装置还包括连接件72及支撑板73,所述支撑板73通过所述连接件72固定于所述第一安装板70的下方,所述驱动机构60固定于所述支撑板73。如此,连接件72与支撑板73配合形成支撑结构,对驱动机构60进行有效支撑,保证驱动机构60运行的稳定性。
37.进一步地,请参阅图1和图2,连接件72设有至少两个,至少两个连接件72相对设于支撑板73的两侧。如此,保证支撑板73的两侧平衡,更好地支撑驱动机构60。具体到本实施例中,连接件72设有四个,其中两个连接件72间隔地设于支撑板73的一侧,另外两个连接件72间隔地设于支撑板73的另一侧,不以此为限。
38.在一个实施例中,请参阅图1和图2,所述装置主体10包括基座11及支架12,所述成像相机20及镜头30安装于所述支架12。所述支架12设有沿第一方向设置的第二条形孔121,所述第二条形孔121内设有第二安装件,所述支架12通过所述第二安装件固定于所述基座11。可选地,第二安装件为螺钉、螺栓等。使用时,拧松第二安装件,可沿第一方向移动支架12,进而实现成像相机20和镜头30位置的调节;待成像相机20和镜头30调整到合适位置后,拧紧第二安装件,将支架12固定于基座11。如此,在实际使用的过程中,通过支架12及第二安装件的配合,能够沿第一方向调整支架12、成像相机20和镜头30的位置,使用更灵活。
39.进一步地,请参阅图1和图2,所述光学检测装置还包括滑块14及固定于所述支架12的导轨13,所述导轨13沿所述支架12的高度方向设置。所述成像相机20及镜头30通过所述滑块14滑动地安装于所述导轨13。如此,通过沿支架12的高度方向设置导轨13,这样成像相机20和镜头30通过滑块14与导轨13的配合,能够沿靠近或远离载物台50的方向运动,改变成像相机20拍摄待测产品的视场角,使用更灵活。并且,通过滑块14与导轨13配合,使成像相机20和镜头30的滑动过程具有导向性,避免成像相机20和镜头30晃动。
40.具体地,请参阅图1和图2,所述滑块14设有穿孔,所述穿孔内设有限位件15,所述限位件15的端部能够抵触于所述导轨13,使所述滑块14固定于所述导轨13。可选地,限位件15为螺栓。需要调节成像相机20和镜头30的高度时,拧松限位件15,使限位件15的端部脱离导轨13,滑块14处于自由状态,这样滑块14可沿导轨13的延伸方向移动,来调整成像相机20和镜头30的高度位置。待成像镜头30移动至合适位置后,拧紧限位件15,限位件15的端部抵触于导轨13,从而将滑块14固定于导轨13上,使成像相机20和镜头30固定在某一高度位置。
41.在一个实施例中,请参阅图1和图2,所述光学检测装置还包括第二安装板80,所述第二安装板80固定于所述滑块14。所述第二安装板80设有沿第一方向设置的第三条形孔81,所述第三条形孔81内设有第三安装件,所述成像相机20通过所述第三安装件安装于所述第二安装板80。可选地,第三安装件为螺钉、螺栓等。使用时,拧松第三安装件,可沿第一方向移动成像相机20,实现成像相机20位置的调节;待成像相机20调整到合适位置后,拧紧第三安装件,将成像相机20固定于第二安装板80。如此,在实际使用的过程中,能够沿第一方向调整成像相机20的位置,使用更灵活。
42.在一个实施例中,请参阅图1和图2,所述光源40间隔地设于所述镜头30的下方,所述载物台50的至少部分能够位于所述镜头30与所述光源40之间。具体地,该光源40固定于
第一安装板70。可以理解的是,该光源40为背向照明方式,即光源40位于待测产品的背面,镜头30位于待测产品的正面。需要检测待测产品的缺陷时,光源40发出光,从底部照射被测产品,使得被测产品的轮廓光穿过镜头30,并在成像相机20上进行成像。
43.当然,在其它实施例中,光源40也可设于载物台50的上方。光源40发出具有特定角度的高斯散射光,高斯散射光从被测产品的顶部照射于被测产品的表面,经反射后,反射的光穿过镜头30,在成像相机20上进行成像。
44.在一个实施例中,所述成像相机20为线扫相机。具体地,该线扫相机采用千兆以太网接口,支持增益和曝光控制;线扫相机的像素尺寸为7μm,分辨率为2048*1,像素格式为mono8/10/10p/12/12p,12

pin hirose接头提供供电和i/o:2路差分输入(line0,line3),2路差分输出(line1,line4),1路双向可配置i/o(line2)。可通过转接环转接至f口、c口及其他螺纹口镜头30。
45.在一个实施例中,所述光源40为平行远心光源。平行远心光源40专为镜头30拍摄的背光照明物体而设计,从平行远心光源40发出的所有光全部由镜头30收集并传输到成像相机20,确保极高的信噪比。平行远心光源40有r(红色)、g(绿色)、b(蓝色)、w(白色)颜色可选。
46.在一个实施例中,镜头30为远心镜头。远心镜头的成像画质完美,高对比、低畸变、超清晰,备有可变光栏规格,以达到分辨率与景深的最佳平衡,广泛用于高精度视觉定位等场合。该远心镜头30的放大倍率2.0x,工作距110
±
2mm,畸变<0.1,分辨率4.1um,景深0.2mm,相机接口c

mount。
47.在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述,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实用新型的限制。
48.此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
49.在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
50.在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
51.需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
52.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
53.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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