本發(fā)明屬于表面檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電子產(chǎn)品外觀表面缺陷檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

目前市面上的表面缺陷檢測(cè)儀較多，但具有以下問題：1）不同材質(zhì)電子產(chǎn)品成像問題，需要清晰呈現(xiàn)出電子產(chǎn)品表面的缺陷，同時(shí)要避免噴砂顆粒對(duì)檢測(cè)的影響，最小缺陷檢測(cè)精度為0.007mm；2）檢測(cè)物尺寸有4.5英寸和5.0英寸，需要解決一套系統(tǒng)解決兩種尺寸高精度檢測(cè)問題；3）檢測(cè)手機(jī)外殼在一幅成像里面會(huì)包含兩種材質(zhì)，需要解決不同材質(zhì)成像問題；4）檢測(cè)手機(jī)外殼為全面外表缺陷檢測(cè)，其外側(cè)面為弧邊，需要解決弧邊成像問題；5）本次檢測(cè)同一種缺陷按照客戶技術(shù)規(guī)劃會(huì)分鑒于NG與OK、一般NG、嚴(yán)重NG三種類型，需要全面的檢測(cè)出三種缺陷；6）檢測(cè)需要解決針對(duì)相關(guān)需求，如何能夠快速增加相應(yīng)的處理算法模塊，縮短開發(fā)周期；7）檢測(cè)需要解決一幅圖像中多種類型缺陷一次性檢測(cè)的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，發(fā)明采用的目的是提供一種電子產(chǎn)品外觀表面缺陷檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法，涉及CCD圖像采集、光學(xué)照明、圖像處理、表面缺陷檢測(cè)技術(shù)，主要用來(lái)解決金屬材質(zhì)電子產(chǎn)品外觀外表缺陷檢測(cè)，首先通過(guò)機(jī)器視覺采集系統(tǒng)進(jìn)行外觀成像其次對(duì)圖像進(jìn)行相應(yīng)軟件算法處理，該裝置及檢測(cè)方法能夠較好解決缺陷檢測(cè)難的問題。

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種電子產(chǎn)品外觀表面缺陷檢測(cè)裝置，包括檢測(cè)物外殼，雙遠(yuǎn)焦鏡頭上端設(shè)有高精度CCD相機(jī)，下端設(shè)有組合照明系統(tǒng)同軸光源，組合照明系統(tǒng)同軸光源下端設(shè)有組合照明系統(tǒng)球積分光源，組合照明系統(tǒng)球積分光源內(nèi)放置檢測(cè)物外殼。

所述的高精度CCD相機(jī)采用工業(yè)高精度F口2500W黑白CCD相機(jī)。

所述的雙遠(yuǎn)焦鏡頭的鏡頭自身物距為260mm，景深為8mm，

所述的組合照明系統(tǒng)同軸光源與組合照明系統(tǒng)球積分光源之間通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體裝夾固定調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)間距0-100mm。

所述的組合照明系統(tǒng)球積分光源頂端內(nèi)部為球面，外部為一個(gè)平面，開口大小為72mmx92mm，同軸光發(fā)光面大小為70mmx90mm，組合照明系統(tǒng)球積分光源總共分為5通道，最底部通道為正常通道，其他通道分別按照角度為15°、30°、45°、85°進(jìn)行排布。

一種電子產(chǎn)品外觀表面缺陷的檢測(cè)方法，包括以下步驟，

1）選擇遠(yuǎn)心鏡頭、 CCD相機(jī)，在組合照明系統(tǒng)上，采用波長(zhǎng)為700nm的紅色光作為主照明光源；

2）針對(duì)大幅面檢測(cè)采用多工位方案，對(duì)檢測(cè)產(chǎn)品進(jìn)行工位劃分，劃分為Zone1、Zone2、Zone3…ZoneN個(gè)區(qū)域，先對(duì)Zone1區(qū)域進(jìn)行拍照，在對(duì)圖片處理的過(guò)程中，設(shè)備同時(shí)移動(dòng)到Zone2區(qū)域，再次對(duì)其進(jìn)行拍照，同理知道拍照完全部區(qū)域，依次檢測(cè)完成整個(gè)手機(jī)的檢測(cè)；

3）照明系統(tǒng)采用兩個(gè)組合光源進(jìn)行，調(diào)節(jié)同軸光源與球積分光源之間的間隙不能大于1mm；球積分總共分為5通道，最底部通道為球積分正常通道，其他通道分別按照角度為15°、30°、45°、85°進(jìn)行排布，在弧面檢測(cè)中，在底部會(huì)存在2個(gè)光源通道，1#光源通道與水平軸呈15°夾角，燈珠發(fā)射面積為30°，2#光源與水平軸呈現(xiàn)一個(gè)45°夾角，燈珠發(fā)射角度為30°，這兩個(gè)通道會(huì)把弧面與平面相交部分及上部打亮，使其照明均勻，再通過(guò)3#光及頂部的同軸光源照明，確保側(cè)邊整體照明均勻；同時(shí)在側(cè)邊處9mm景深的遠(yuǎn)心鏡頭可以保證邊緣的清晰成像；

4）針對(duì)不同缺陷一次性檢測(cè)，會(huì)采用三種光源不同亮暗度和組合方式進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)物通過(guò)設(shè)備運(yùn)動(dòng)到檢測(cè)視場(chǎng)范圍后，相機(jī)會(huì)進(jìn)行三次拍照，每次拍照完成后自動(dòng)進(jìn)行光源變化，三次拍照完成后進(jìn)行一次性檢測(cè)輸出檢測(cè)結(jié)果；

5）將檢測(cè)輸出檢測(cè)結(jié)果通過(guò)熱更新技術(shù)在應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)方式，在算法框架程序中擁有一個(gè)算法模塊接口，可以在里面進(jìn)行算法模塊添加，添加成功后可以直接在框架里面進(jìn)行算法驗(yàn)證，在程序框架Script里面可以根據(jù)實(shí)際需求把算法模塊放置在text文本里面，文本里面的內(nèi)容需要按照正常軟件程序模塊方式編寫，Halcon現(xiàn)成算法模塊可以直接調(diào)用模塊名稱就可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)模塊的編寫，即使是非算法人員也可以按照算法工程師的要求在里面寫入相應(yīng)的代碼，根據(jù)測(cè)試情況再?zèng)Q定對(duì)算法模塊是否進(jìn)行封裝。

進(jìn)一步，在算法模塊部分添加算法模塊檢測(cè)級(jí)別選項(xiàng)，可以根據(jù)檢測(cè)需要在相應(yīng)的部位進(jìn)行打?qū)?，在打?qū)春簏c(diǎn)擊保存按鈕，在軟件目錄下會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的text腳本，雙擊text的腳本就可以在里面對(duì)目前算法模塊的參數(shù)進(jìn)行修改，如果不需要目前的檢測(cè)模塊，去掉對(duì)勾即可，在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際選擇的算法模塊的先后順序進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)前一個(gè)模塊檢測(cè)到NG的位置，在下一個(gè)模塊里面對(duì)此部分不進(jìn)行檢測(cè)，依次完成所有相應(yīng)模塊檢測(cè)。

所述的遠(yuǎn)心鏡頭的遠(yuǎn)心度小于0.06，畸變小于0.08%。

所述的CCD相機(jī)，分辨率為6576x4384，最小像元尺寸為5.5μm，采用1/2亞像元精度可達(dá)到0.007mm。

本發(fā)明的有益效果是：

1）為解決高精度問題采用雙遠(yuǎn)焦鏡頭和高精度CCD相機(jī)，為解決噴砂材質(zhì)對(duì)缺陷的干擾采用組合漫反射照明系統(tǒng)。

2）主要采用多工位拍攝解決，本次使用的遠(yuǎn)心鏡頭為94mmx64mm視場(chǎng)范圍，拍攝4.7英寸的手機(jī)外殼2次可以拍攝完成，拍攝5.5英寸的手機(jī)外殼3次可完成。

3）采用組合照明系統(tǒng)，在光源內(nèi)部采用多通道獨(dú)立控制光源，針對(duì)不同材質(zhì)采用不同光強(qiáng)和角度照明。

4）球積分底部增加補(bǔ)光光帶，組成360°圓環(huán)進(jìn)行補(bǔ)光，根據(jù)檢測(cè)物進(jìn)入球積分高度光源可進(jìn)行角度調(diào)節(jié)，保證照明的均勻性。

5）同一位置采用一次3連拍方式，每次拍照光源發(fā)光角度和亮度進(jìn)行變化，可以多角度、多亮度進(jìn)行成像，確保缺陷沒有遺漏。

6）本裝置在原有模塊里增了Script模塊，此部分處于半開放狀態(tài)，算法工程師或者非算法工程師都可在此部分進(jìn)行編輯，算法模塊以text文檔顯示，可以直接在里面進(jìn)行編輯，編輯后加載到現(xiàn)有算法模塊即可使用。

7）針對(duì)外表缺陷檢測(cè)中遇到的一幅圖片多種缺陷的問題，本系統(tǒng)采用了逐層掃描檢測(cè)技術(shù)，用戶可以根據(jù)實(shí)際檢測(cè)需要選擇檢測(cè)模塊，對(duì)于同一幅圖片可以選擇多個(gè)檢測(cè)模塊組合，只需要在前面打?qū)醇纯?，具體每個(gè)模塊參數(shù)都可以獨(dú)立進(jìn)行設(shè)置，不同工位也可以設(shè)置不同的參數(shù)。

8）在均勻正常亮度下主要解決常規(guī)碰壓傷、碰刮傷、殘膠等檢測(cè)；在均勻高亮度進(jìn)行Split缺陷檢測(cè)，主要為間隙、黑線等；在低亮度暗場(chǎng)進(jìn)行輕微缺陷檢測(cè)，例如輕微碰傷、刮傷、沙粒等。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明方法中區(qū)域劃分示意圖。

圖3為本發(fā)明的組合照明系統(tǒng)球積分光源結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明的組合照明系統(tǒng)球積分光源通道角度示意圖。

圖5本發(fā)明的組合照明系統(tǒng)球積分光源打光示意圖

圖6為本發(fā)明的方法打光效果示意圖。

圖7為本發(fā)明的三種光源不同亮暗度和組合方式效果圖。

圖8為熱更新技術(shù)在應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)方式示意圖。

圖9為本發(fā)明的的程序操作示意圖。

圖10為本發(fā)明的程序操作示意圖。

其中，1為雙遠(yuǎn)焦鏡頭；2為高精度CCD相機(jī)；3為組合照明系統(tǒng)球積分光源；4為組合照明系統(tǒng)同軸光源；5為檢測(cè)物外殼。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步敘述。

如圖1所示，一種電子產(chǎn)品外觀表面缺陷檢測(cè)裝置，包括檢測(cè)物外殼5，雙遠(yuǎn)焦鏡頭1上端設(shè)有高精度CCD相機(jī)2，下端設(shè)有組合照明系統(tǒng)同軸光源4，組合照明系統(tǒng)同軸光源4下端設(shè)有組合照明系統(tǒng)球積分光源3，組合照明系統(tǒng)球積分光源3內(nèi)放置檢測(cè)物外殼5。

所述的高精度CCD相機(jī)2采用工業(yè)高精度F口2500W黑白CCD相機(jī)。

所述的雙遠(yuǎn)焦鏡頭1的鏡頭自身物距為260mm，景深為8mm，

所述的組合照明系統(tǒng)同軸光源4與組合照明系統(tǒng)球積分光源3之間通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體裝夾固定調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)間距0-100mm。

所述的組合照明系統(tǒng)球積分光源3頂端內(nèi)部為球面，外部為一個(gè)平面，開口大小為72mmx92mm，同軸光發(fā)光面大小為70mmx90mm，組合照明系統(tǒng)球積分光源3總共分為5通道，最底部通道為正常通道，其他通道分別按照角度為15°、30°、45°、85°進(jìn)行排布。

一種電子產(chǎn)品外觀表面缺陷的檢測(cè)方法，包括以下步驟，

1）選擇遠(yuǎn)心鏡頭、 CCD相機(jī)，在組合照明系統(tǒng)上，采用波長(zhǎng)為700nm的紅色光作為主照明光源；

2）針對(duì)大幅面檢測(cè)采用多工位方案，對(duì)檢測(cè)產(chǎn)品進(jìn)行工位劃分，劃分為Zone1、Zone2、Zone3…ZoneN個(gè)區(qū)域，先對(duì)Zone1區(qū)域進(jìn)行拍照，在對(duì)圖片處理的過(guò)程中，設(shè)備同時(shí)移動(dòng)到Zone2區(qū)域，再次對(duì)其進(jìn)行拍照，同理知道拍照完全部區(qū)域，依次檢測(cè)完成整個(gè)手機(jī)的檢測(cè)；

3）照明系統(tǒng)采用兩個(gè)組合光源進(jìn)行，調(diào)節(jié)同軸光源與球積分光源之間的間隙不能大于1mm；球積分總共分為5通道，最底部通道為球積分正常通道，其他通道分別按照角度為15°、30°、45°、85°進(jìn)行排布，在弧面檢測(cè)中，在底部會(huì)存在2個(gè)光源通道，1#光源通道與水平軸呈15°夾角，燈珠發(fā)射面積為30°，2#光源與水平軸呈現(xiàn)一個(gè)45°夾角，燈珠發(fā)射角度為30°，這兩個(gè)通道會(huì)把弧面與平面相交部分及上部打亮，使其照明均勻，再通過(guò)3#光及頂部的同軸光源照明，確保側(cè)邊整體照明均勻；同時(shí)在側(cè)邊處9mm景深的遠(yuǎn)心鏡頭可以保證邊緣的清晰成像；

4）針對(duì)不同缺陷一次性檢測(cè)，會(huì)采用三種光源不同亮暗度和組合方式進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)物通過(guò)設(shè)備運(yùn)動(dòng)到檢測(cè)視場(chǎng)范圍后，相機(jī)會(huì)進(jìn)行三次拍照，每次拍照完成后自動(dòng)進(jìn)行光源變化，三次拍照完成后進(jìn)行一次性檢測(cè)輸出檢測(cè)結(jié)果；

5）將檢測(cè)輸出檢測(cè)結(jié)果通過(guò)熱更新技術(shù)在應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)方式，在算法框架程序中擁有一個(gè)算法模塊接口，可以在里面進(jìn)行算法模塊添加，添加成功后可以直接在框架里面進(jìn)行算法驗(yàn)證，在程序框架Script里面可以根據(jù)實(shí)際需求把算法模塊放置在text文本里面，文本里面的內(nèi)容需要按照正常軟件程序模塊方式編寫，Halcon現(xiàn)成算法模塊可以直接調(diào)用模塊名稱就可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)模塊的編寫，即使是非算法人員也可以按照算法工程師的要求在里面寫入相應(yīng)的代碼，根據(jù)測(cè)試情況再?zèng)Q定對(duì)算法模塊是否進(jìn)行封裝。

實(shí)施例

1）本次選擇了遠(yuǎn)心度小于0.06，畸變小于0.08%的遠(yuǎn)心鏡頭，3000W的CCD相機(jī)，分辨率為6576x4384，最小像元尺寸為5.5μm，采用1/2亞像元精度可達(dá)到0.007mm。同時(shí)在組合照明系統(tǒng)上，采用波長(zhǎng)為700nm的紅色光作為主照明光源，根據(jù)光的波粒二象性里面的光波特性，噴砂顆粒之間的小縫隙可以有效的避免過(guò)去，同時(shí)微小缺陷確可以成像出來(lái)。

2）針對(duì)大幅面檢測(cè)采用多工位方案，如圖（2）為5.5英尺手機(jī)工位劃分情況；先對(duì)Zone1區(qū)域進(jìn)行拍照，在對(duì)圖片處理的過(guò)程中，設(shè)備同時(shí)移動(dòng)到Zone2區(qū)域，再次對(duì)其進(jìn)行拍照，依次檢測(cè)完成整個(gè)手機(jī)的檢測(cè)。

3）照明系統(tǒng)采用兩個(gè)組合光源進(jìn)行，同軸光源與球積分光源之間的間隙不能大于1mm，本系統(tǒng)球積分頂端內(nèi)部為球面，外部為一個(gè)平面，開口大小為72mmx92mm，同軸光發(fā)光面大小為70mmx90mm，見附圖（3）。球積分總共分為5通道，最底部通道為球積分正常通道，其他通道分別按照角度為15°、30°、45°、85°進(jìn)行排布，具體見附圖（4）。

4）見附圖（5），在弧面檢測(cè)中，本套照明系統(tǒng)在底部會(huì)存在2個(gè)光源通道，1#光源通道與水平軸呈15°夾角，燈珠發(fā)射面積為30°，2#光源與水平軸呈現(xiàn)一個(gè)45°夾角，燈珠發(fā)射角度為30°，這兩個(gè)通道會(huì)把弧面與平面相交部分及上部打亮，使其照明均勻，再通過(guò)3#光及頂部的同軸光源照明，確保側(cè)邊整體照明均勻；同時(shí)在側(cè)邊處9mm景深的遠(yuǎn)心鏡頭可以保證邊緣的清晰成像，具體打光效果可見附圖（6）。

5）針對(duì)不同缺陷一次性檢測(cè)，會(huì)采用三種光源不同亮暗度和組合方式進(jìn)行檢測(cè)，具體可以見圖（7）所示，在均勻正常亮度下主要解決常規(guī)碰壓傷、碰刮傷、殘膠等檢測(cè)；在均勻高亮度進(jìn)行Split缺陷檢測(cè)，主要為間隙、黑線等；在低亮度暗場(chǎng)進(jìn)行輕微缺陷檢測(cè)，例如輕微碰傷、刮傷、沙粒等。檢測(cè)物通過(guò)設(shè)備運(yùn)動(dòng)到檢測(cè)視場(chǎng)范圍后，相機(jī)會(huì)進(jìn)行三次拍照，每次拍照完成后自動(dòng)進(jìn)行光源變化，三次拍照完成后進(jìn)行一次性檢測(cè)輸出檢測(cè)結(jié)果。

6）圖（8）右側(cè)黑框框所示為熱更新技術(shù)在應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)方式，在算法框架程序中擁有一個(gè)算法模塊接口，可以在里面進(jìn)行算法模塊添加，添加成功后可以直接在框架里面進(jìn)行算法驗(yàn)證，具體算法添加如圖（9）所示，在程序框架Script里面可以根據(jù)實(shí)際需求把算法模塊放置在text文本里面，文本里面的內(nèi)容需要按照正常軟件程序模塊方式編寫，Halcon現(xiàn)成算法模塊可以直接調(diào)用模塊名稱就可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)模塊的編寫。即使是非算法人員也可以按照算法工程師的要求在里面寫入相應(yīng)的代碼。根據(jù)測(cè)試情況再?zèng)Q定對(duì)算法模塊是否進(jìn)行封裝。

進(jìn)一步在算法模塊部分添加算法模塊檢測(cè)級(jí)別選項(xiàng)，可以根據(jù)檢測(cè)需要在相應(yīng)的部位進(jìn)行打?qū)?，在打?qū)春簏c(diǎn)擊保存按鈕，在軟件目錄下會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的text腳本，雙擊text的腳本就可以在里面對(duì)目前算法模塊的參數(shù)進(jìn)行修改，如果不需要目前的檢測(cè)模塊，去掉對(duì)勾即可，見如圖（10）所示。在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際選擇的算法模塊的先后順序進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)前一個(gè)模塊檢測(cè)到NG的位置，在下一個(gè)模塊里面對(duì)此部分不進(jìn)行檢測(cè)，依次完成所有相應(yīng)模塊檢測(cè)。