光電碼盤缺陷檢測系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光電碼盤缺陷檢測系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法，主要解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的對光電碼盤的檢測效率低下、誤檢率高、成本開支大，無法滿足技術(shù)需求的問題。其包括數(shù)據(jù)處理中心，均與數(shù)據(jù)處理中心相連的檢測裝置和電機，所述檢測裝置包括由橫向安裝座及與橫向安裝座相連的縱向安裝座構(gòu)成的“L”形的安裝座，所述縱向安裝座上設(shè)置有可沿水平方向移動、且與電機相連的X軸運動平臺，該X軸運動平臺上安裝有相機和位于相機下方的鏡頭，所述橫向安裝座上設(shè)置有可沿豎直方向移動、且與電機相連的Y軸運動平臺，該Y軸運動平臺上安裝有載物臺。通過上述方案，本發(fā)明達(dá)到了性價比較高且高效準(zhǔn)確的目的，具有很高的實用價值和推廣價值。
【專利說明】光電碼盤缺陷檢測系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及ー種缺陷檢測系統(tǒng)，具體地說，是涉及一種光電碼盤缺陷檢測系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光電碼盤是由光學(xué)玻璃制成，在上面刻有許多同心碼道，每個碼道上都有按一定規(guī)律排列的透光和不透光部分。由于光電碼盤是許多傳感器和自動控制系統(tǒng)的重要部件，可以用來測量位移、速度、加速度等，再加上其具有精度高，體積小、重量輕以及應(yīng)快等特點，在數(shù)控機床、機器人、伺服傳動技木、自動控制技術(shù)等方面得到廣泛的應(yīng)用，然而，缺陷品的存在會大大影響其使用效果，因而對其缺陷品的檢測就顯的尤為重要，傳統(tǒng)人工檢測具有效率低下、誤檢率高、成本開支大等缺點，無法滿足技術(shù)發(fā)展需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種光電碼盤缺陷檢測系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的對光電碼盤的檢測效率低下、誤檢率高、成本開支大，無法滿足技術(shù)需求的問題。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
光電碼盤缺陷檢測系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)處理中心，均與數(shù)據(jù)處理中心相連的檢測裝置和電機，所述檢測裝置包括由橫向安裝座及與橫向安裝座相連的縱向安裝座構(gòu)成的“ L”形的安裝座，所述縱向安裝座上設(shè)置有可沿水平方向移動、且與電機相連的X軸運動平臺，該X軸運動平臺上安裝有相機和位于相機下方的鏡頭，所述橫向安裝座上設(shè)置有可沿豎直方向移動、且與電機相連的Y軸運動平臺，該Y軸運動平臺上安裝有載物臺，所述相機與數(shù)據(jù)處理中心相連。
[0005]考慮到使用的便利性，所述橫向安裝座為水平結(jié)構(gòu)，所述縱向安裝座下端為豎直結(jié)構(gòu)且與橫向安裝座90度相接、上端為斜坡結(jié)構(gòu)且與橫向安裝座間的角度為9廣110度，所述X軸運動平臺設(shè)置于縱向安裝座上端的斜坡結(jié)構(gòu)上。
[0006]進ー步地，所述X軸運動平臺和Y軸運動平臺上均設(shè)置有光柵尺，X軸運動平臺上安裝有可投射至Y軸運動平臺的光源。
[0007]作為優(yōu)選，所述相機(3)為采用倒裝方式進行鏡頭安裝的CCD線陣相機。
[0008]基于上述器件，本發(fā)明提供了ー種光電碼盤缺陷檢測系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，包括以下步驟:
(1)建立待檢測碼盤的標(biāo)準(zhǔn)檔，并將標(biāo)準(zhǔn)檔存儲于數(shù)據(jù)處理中心中；
(2)將待檢測的光電碼盤置于載物臺上，接通電源并開啟光源，數(shù)據(jù)處理中心控制電機帶動X軸運動平臺和Y軸運動平臺移動，往返運動采集圖像，直至X軸運動平臺上的相機、鏡頭采集到清晰完整的光電碼盤圖像；
(3)相機將采集到的光電碼盤圖像傳遞至數(shù)據(jù)處理中心并進行存儲； (4)數(shù)據(jù)處理中心將采集到的光電碼盤圖像的圖像特征和標(biāo)準(zhǔn)檔進行對比，判定待檢測的光電碼盤是否存在缺陷。
[0009]所述步驟(I)中，標(biāo)準(zhǔn)檔的具體建立方式如下:
(Ia)建立各光電碼盤的檢測區(qū)域和各檢測區(qū)域?qū)?yīng)的碼道；
(Ib)根據(jù)各檢測區(qū)域?qū)?yīng)的碼道選擇用于匹配的碼道，并將其存儲為標(biāo)準(zhǔn)檔。
[0010]作為優(yōu)選，所述光源為LED冷光源。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
(I)本發(fā)明中，X軸運動平臺和Y軸運動平臺可在電機的帶動下分別沿水平方向和豎直方向靈活移動，因而將待測光電碼盤置于載物臺上后可靈活調(diào)整相機、鏡頭與待測物的位置，且通過光柵尺的設(shè)置有效確保了位置調(diào)整精度，使待測物處于最佳觀測點，使用靈活性較高，測量準(zhǔn)確度較高。
[0011](2)本發(fā)明中，縱向安裝座的下端為豎直結(jié)構(gòu)，因而能確保Y軸運動平臺能沿其垂直運動，上端為斜坡結(jié)構(gòu)，因而能確保相機和鏡頭對待測物的充分觀測，不會存在觀測死角，設(shè)計十分巧妙，符合實際需求。
[0012](3)本發(fā)明的檢測項目較為多變，通過對標(biāo)準(zhǔn)檔的靈活設(shè)置能對整個光電碼盤進行分區(qū)檢測，使得本檢測方式適用于多種檢測標(biāo)準(zhǔn)，且檢測裝置設(shè)計十分巧妙，通過對電機運動路線的控制可以實現(xiàn)對不同型號的光電碼盤的檢測，適用范圍較為廣，適合大規(guī)模推
廣應(yīng)用。
[0013](4)本發(fā)明中，采用線陣相機進行圖像采集，該種采集方式可以大大節(jié)約在拼接圖像過程中的運動耗費時間，與現(xiàn)有的人工檢測方式相比，優(yōu)勢十分明顯。
[0014](5)本發(fā)明中，通過線陣相機、高精度的鏡頭、電機和功能強大的數(shù)據(jù)處理中心的相互配合，通過已有的高精度自動拼接圖像算法便可快速、高效、精確地進行光電碼盤檢測，功能十分齊全，具有突出的實質(zhì)性特點和顯著進步，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]上述附圖中，附圖標(biāo)記對應(yīng)的部件名稱如下:
1-安裝座，2-X軸運動平臺，3-相機，4-鏡頭，5-Y軸運動平臺，6-載物臺。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進ー步說明，本發(fā)明的實施方式包括但不限于下列實施例。
實施例
[0018]如圖1所示，本發(fā)明提供了ー種光電碼盤缺陷檢測系統(tǒng)，其主要包括對光電碼盤的圖像進行采集的檢測裝置，進行圖像處理和缺陷判定的數(shù)據(jù)處理中心。
[0019]檢測裝置包括安裝座1、進行圖像采集的相機3、高精度的鏡頭4、放置待測光電碼盤的載物臺6、帶動相機3和鏡頭4沿水平方向移動的X軸運動平臺2、帶動載物臺6沿豎直方向移動的Y軸運動平臺5，其中，安裝座I由橫向安裝座及與橫向安裝座相連的縱向安裝座構(gòu)成，整體呈“L”形結(jié)構(gòu)，且縱向安裝座下端與橫向安裝座相連部分為豎直結(jié)構(gòu)、二者垂直相接，縱向安裝座上端為斜坡結(jié)構(gòu)(與橫向安裝座間的角度為9廣110度)，X軸運動平臺2安裝于該斜坡結(jié)構(gòu)上，相機3配合鏡頭4以倒裝的方式安裝在X軸運動平臺上，橫向安裝座為水平結(jié)構(gòu)，Y軸運動平臺5安裝于橫向安裝座上，載物臺6安裝于Y軸運動平臺5上。
[0020]使用時，只需將待檢測的光電碼盤放置于載物臺6上，電機在數(shù)據(jù)處理中心的控制下分別帶動X軸運動平臺2和Y軸運動平臺5進行移動(其中，Y軸運動平臺的運動軌跡僅限于縱向安裝座下端的豎直結(jié)構(gòu))，直至相機能采集到清晰、完整的檢測圖像，之后采集到得圖像傳遞至數(shù)據(jù)處理中心進行分析處理，便可分析出該進行檢測的光電碼盤是否存在缺陷。
[0021]為了提高檢測精度和檢測效率，相機選用CCD線陣相機；鏡頭選用高精度鏡頭；與數(shù)據(jù)處理中心相連的電機為兩個，為伺服電機和直線電機，X軸運動平臺與直線電機相連、Y軸運動平臺與伺服電機相連，且電機與運動平臺間均通過螺桿連接；在X軸運動平臺和Y軸運動平臺上均設(shè)置光柵尺及與光柵尺配合使用的LED冷光源；進行采集時，數(shù)據(jù)處理中心控制直線電機帶動相機和鏡頭往返多次采集，并使用高精度自動拼接圖像算法進行圖像處理。其中，采用螺桿+光柵尺+伺服電機+直線電機的結(jié)構(gòu)有效確保了運動時的機械精度，采用線陣相機+光柵尺位置編碼的方式使得電機的運動速度與相機的行頻、分辨率匹配，以得到不變形的圖像，通過對運動機構(gòu)的沖擊、震動等能很好的吸收，保證了結(jié)構(gòu)的精確性。
[0022]在進行新的光電碼盤檢測前，數(shù)據(jù)處理中心自動初始化，即進行參數(shù)歸零，以確保毎次檢測的一致性，在檢測時，根據(jù)不同的碼盤或者同一個碼盤的不同檢測區(qū)域建立不同的標(biāo)準(zhǔn)檔，用戶只需將待檢測的光電碼盤置于載物臺上，接通電源并開啟光源，數(shù)據(jù)處理中心自動控制電機帶動X軸運動平臺和Y軸運動平臺移動，往返運動采集圖像，直至X軸運動平臺上的相機、鏡頭采集到清晰完整的光電碼盤圖像，之后，數(shù)據(jù)處理中心將采集到的光電碼盤圖像和標(biāo)準(zhǔn)檔進行對比便能判定待檢測的光電碼盤是否存在缺陷。
[0023]考慮到不同光電碼盤的檢測需求不同，建立標(biāo)準(zhǔn)檔時可根據(jù)待測碼盤的特點建立檢測區(qū)域，以及各檢測區(qū)域?qū)?yīng)的碼道，再選擇用于匹配的碼道，然后保存便可，如此便可實現(xiàn)對碼盤的分區(qū)檢測，進一歩提高檢測的靈活性。
[0024]本發(fā)明中，數(shù)據(jù)處理中心對標(biāo)準(zhǔn)檔、采集的圖像、檢測結(jié)果等均會進行存儲，因而用戶可以便利地回顧使用本系統(tǒng)以來的歷史數(shù)據(jù)，應(yīng)用較為方便。
[0025]按照上述實施例，便可很好地實現(xiàn)本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.光電碼盤缺陷檢測系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)處理中心，均與數(shù)據(jù)處理中心相連的檢測裝置和電機，其特征在于，所述檢測裝置包括由橫向安裝座及與橫向安裝座相連的縱向安裝座構(gòu)成的“L”形的安裝座(1)，所述縱向安裝座上設(shè)置有可沿水平方向移動、且與電機相連的X軸運動平臺(2)，該X軸運動平臺(2)上安裝有相機(3)和位于相機(3)下方的鏡頭(4)，所述橫向安裝座上設(shè)置有可沿豎直方向移動、且與電機相連的Y軸運動平臺(5)，該Y軸運動平臺(5)上安裝有載物臺(6)，所述相機(3)與數(shù)據(jù)處理中心相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電碼盤缺陷檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述橫向安裝座為水平結(jié)構(gòu)，所述縱向安裝座下端為豎直結(jié)構(gòu)且與橫向安裝座90度相接、上端為斜坡結(jié)構(gòu)且與橫向安裝座間的角度為9廣110度，所述X軸運動平臺(2)設(shè)置于縱向安裝座上端的斜坡結(jié)構(gòu)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電碼盤缺陷檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述X軸運動平臺(2)和Y軸運動平臺(5)上均設(shè)置有光柵尺，X軸運動平臺上安裝有可投射至Y軸運動平臺的光源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光電碼盤缺陷檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述相機(3)為采用倒裝方式進行鏡頭安裝的CCD線陣相機。
5.光電碼盤缺陷檢測系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)建立待檢測碼盤的標(biāo)準(zhǔn)檔，并將標(biāo)準(zhǔn)檔存儲于數(shù)據(jù)處理中心中； (2)將待檢測的光電碼盤置于載物臺上，接通電源并開啟光源，數(shù)據(jù)處理中心控制電機帶動X軸運動平臺和Y軸運動平臺移動，往返運動采集圖像，直至X軸運動平臺上的相機、鏡頭采集到清晰完整的光電碼盤圖像； (3)相機將采集到的光電碼盤圖像傳遞至數(shù)據(jù)處理中心并進行存儲； (4)數(shù)據(jù)處理中心將采集到的光電碼盤圖像的圖像特征和標(biāo)準(zhǔn)檔進行對比，判定待檢測的光電碼盤是否存在缺陷。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光電碼盤缺陷檢測系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟(I)中，標(biāo)準(zhǔn)檔的具體建立方式如下: (Ia)建立各光電碼盤的檢測區(qū)域和各檢測區(qū)域?qū)?yīng)的碼道； (Ib)根據(jù)各檢測區(qū)域?qū)?yīng)的碼道選擇用于匹配的碼道，并將其存儲為標(biāo)準(zhǔn)檔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光電碼盤缺陷檢測系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述光源為LED冷光源。
【文檔編號】G01N21/88GK103439341SQ201310408081
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】劉霖, 趙津, 劉平, 倪光明, 劉娟秀, 楊先明, 陳鎮(zhèn)龍, 羅穎, 宋昀岑 申請人:電子科技大學(xué)