灯检机检测光源布置方法及灯检机检测光源

技术领域

本发明涉及检测装置领域，尤其是灯检机。

背景技术

灯检机是利用光源对待检瓶装产品进行打光、用视觉识别系统对瓶装产品进行识别，以判断瓶装产品中的液体是否含有异物的设备。

现有的灯检机检测光源布置方式如图1所示，由几个面光源组成，分别是面A1、面A2、面B1、面B2、面C、面D1、面D2、面D3、面D4、面E1、面E2、面E3、面E4、面F1、面F2、面F3、面F4，面B1与面B2之间为检测通道，面A1与面A2共面，面B1、面B2互相平行且均垂直于面C，面C与面A1、面A2都平行，面D1与面D3平行，面D2和面D4平行，面D1与面D2共面，面D3与面D4共面，面D1与面A1、面B1、面C均垂直，面D2与面A2、面B2、面C均垂直；在面A1和面B1之间存在面F1，面F1与面A1、面B1的夹角相等；面A2与面B2之间存在面F2，面F2与面A2、面B2的夹角相等；面B1与面C之间存在面F3，面F3与面B1、面C的夹角相等；面B2和面C之间存在面F4，面F4与面B2、面C的夹角相等；面B1与面D1之间存在面E1，面E1与面B1、面D1的夹角相等；面D2与面B2之间存在面E2，面E2与面D2、面B2的夹角相等；面B1与面D3之间存在面E3，面E3与面B1、面D3的夹角相等；面B2与面D4之间存在面E4，面E4与面B2、面D4的夹角相等；当塑瓶被夹爪夹持经过检测通道时，各个面光源发出的光线照射到瓶身上，此时对瓶身进行拍照识别，如图3所示，相机镜头一般略高于瓶中的液面，摄像头的轴线与液面的夹角为锐角，如图4所示，在实践中发现，用现有的检测光源布置方式制作的灯检机检测光源产生的光线照射到瓶身上后，对瓶身进行进行拍照，图像中存在位于液面靠近瓶身处的区域A和区域B中的暗区，使得在此区域中的异物不能被识别到，经图像处理软件检测，区域A和区域B的灰度值均在100～180，区域A和区域B之间的液面的灰度值为200～220，灰度值越高，画面越白，反之，画面越黑；使用现有的光源布置方式的灯检机检测光源的光照不均匀，使得图像中容易产生暗区，进而使得瓶装产品中的异物不能被检测到，降低了成品的良品率。

经过调整各个面光源的位置关系，发现去除一些面光源后，区域A和区域B的灰度值反而有所上升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能使区域A和区域B的灰度值更高的灯检机检测光源布置方法，还提供一种光照更均匀的灯检机检测光源。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：灯检机检测光源布置方法，包括以下步骤：

A.选定面A1、面A2、面B1、面B2、面C、面D2和面D4；

B.设定各个面的位置关系：选面C为基准面，面A1与面A2共面且均与面C平行，面B1和面B2平行且均与面C垂直，面D2和面D4平行，面D2和面D4均垂直于面A2、面B2和面C；

C.将面A1、面A2、面B1、面B2和面C共同围成的空间定义为检测工位，面B1和面B2之间的空间定义为检测通道；

D.在面A1、面A2、面B2、面D2和面D4上均设置光源，在面A2位于面C上的垂直投影区域内设置光源，光源的光线射出方向均与光源所在面垂直。

灯检机检测光源，包括前灯箱、背灯箱和反射板，前灯箱与背灯箱之间为检测通道，反射板位于前灯箱和背灯箱之间，前灯箱、背灯箱和反射板共同围成检测工位，前灯箱上设有贯穿前灯箱并与检测工位连通的检测窗，前灯箱上设有两个平行于反射板的第一面光源、垂直于反射板的第二面光源、两个均垂直于第一面光源和第二面光源的第三面光源，两个第一面光源分别位于检测窗的上方和下方，两个第三面光源沿检测通道方向分别位于前灯箱的两端，背灯箱上设有平行于反射板的第四面光源，第四面光源与第一面光源共面，第一面光源、第二面光源、第三面光源、第四面光源均朝向检测工位。

进一步的是，反射板为漫反射板。

进一步的是，前灯箱包括两个第一安装板、第一侧板和两个第二侧板，前灯箱的第一侧板上设有检测窗，第一安装板、第一侧板和第二侧板之间固定连接，两个第一安装板平行，第一侧板与两个第一安装板均垂直，两个第二侧板与第一安装板、第一侧板均垂直；

背灯箱包括互相垂直的第二安装板和第一侧板，第二安装板和第一侧板固定连接，第一侧板与第一安装板固定连接且互相垂直，反射板固定在第一安装板上；

前灯箱的第一安装板上设置灯带形成第一面光源，第一侧板上设置灯带形成第二面光源，第二侧板上设置灯带形成第三面光源，背灯箱的第二安装板上设置灯带形成第四面光源。

进一步的是，灯带为LED灯带。

进一步的是，LED灯带为白色LED灯带。

进一步的是，还包括扩散板，扩散板均位于检测工位中，扩散板固定在前灯箱的第一安装板、第一侧板和第二侧板上并形成前灯箱容纳腔，前灯箱上的灯带均位于前灯箱容纳腔中，扩散板固定在背灯箱的第二安装板和第一侧板上形成背灯箱容纳腔，背灯箱上的灯带均位于后灯箱容纳腔中。

进一步的是，在背灯箱的沿检测通道方向的两端分别设置一个第二侧板，第二侧板与第一侧板、第二安装板、扩散板均固定连接并形成密闭腔室。

进一步的是，扩散板为至少一侧为磨砂面的能够透光的板。

进一步的是，检测通道为弧形或直线形。

本发明的有益效果是：与现有的灯检机检测光源布置方式相比，本灯检机检测光源布置方法去除掉了面D1、面D3、面E1、面E2、面E3、面E4、面F1、面F2、面F3、面F4，选定面A1、面A2、面B1、面B2、面C、面D2和面D4，面A1与面A2共面，面B1和面B2平行，面A1与面B1垂直，面A2与面B2垂直，面C与面B1、面B2均垂直，面D2和面D4均垂直于面B2，面A1、面A2、面B1、面B2和面C共同围成为检测工位，在面A1、面A2、面B2、面C、面D2和面D4上均设置光源，光源的光线射出方向与光源所在面垂直，当瓶装产品被夹爪夹持经过检测工位时，用相机在相同的位置对瓶装产品进行拍照识别，相机产生的图像在区域A和区域B中不存在暗区，经过图像处理软件检测，区域A和区域B的灰度值均为180～200，区域A和区域B之间的灰度值为200～220，区域A和区域B的灰度值有所上升；

能实现前述的灯检机检测光源布置方法的灯检机检测光源，包括前灯箱、背灯箱和反光板，前灯箱与背灯箱之间为检测通道，反光板位于前灯箱和背灯箱之间，前灯箱、背灯箱和反光板共同围成检测工位，前灯箱上设有贯穿前灯箱并与检测工位连通的检测窗，前灯箱上设有平行于反光板的第一面光源、垂直于反光板的第二面光源、互相平行且都垂直于第一面光源和第二面光源的第三面光源，背灯箱上设有平行于反光板的第四面光源，第一面光源、第二面光源、第三面光源均朝向检测工位，第四面光源朝向检测窗，本灯检机检测光源对瓶装产品进行照射，使得图像识别系统产生的图像中的区域A和区域B不存在暗区，检测异物更准确，检测效果更好。

附图说明

图1是现有的灯检机检测光源布置方式示意图；

图2是本灯检机检测光源布置方法的各面光源位置示意图；

图3是瓶体拍照示意图；

图4是瓶体成像示意图；

图5是灯检机检测光源的结构正视图；

图6是灯检机检测光源的结构A-A剖视图；

图7是灯检机检测光源的结构B-B剖视图；

图8是灯检机检测光源的结构轴测图；

图中零部件、部位及编号：前灯箱1、检测窗101、第一安装板102、第二侧板103、反光板2、背灯箱3、灯带4、扩散板5、第一侧板6。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图2所示，灯检机检测光源布置方法，包括以下步骤：

A.选定面A1、面A2、面B1、面B2、面C、面D2和面D4；

B.设定各个面的位置关系：选面C为基准面，面A1与面A2共面且均与面C平行，面B1和面B2平行且均与面C垂直，面D2和面D4平行，面D2和面D4均垂直于面A2、面B2和面C；

C.将面A1、面A2、面B1、面B2和面C共同围成的空间定义为检测工位；

D.在面A1、面A2、面B2、面D2和面D4上均设置光源，在面A2位于面C上的垂直投影区域内设置光源，光源的光线射出方向均与光源所在面垂直。

如图5至8所示的灯检机检测光源，包括前灯箱1、背灯箱3和反射板2，前灯箱1与背灯箱3之间为检测通道，反射板2位于前灯箱1和背灯箱3之间，前灯箱1、背灯箱3和反射板2共同围成检测工位，前灯箱1上设有贯穿前灯箱1并与检测工位连通的检测窗101，前灯箱1上设有两个平行于反射板2的第一面光源、垂直于反射板2的第二面光源、两个均垂直于第一面光源和第二面光源的第三面光源，两个第一面光源分别位于检测窗101的上方和下方，两个第三面光源沿检测通道方向分别位于前灯箱的两端，背灯箱3上设有平行于反射板2的第四面光源，第四面光源与第一面光源共面，第一面光源、第二面光源、第三面光源、第四面光源均朝向检测工位；

待检瓶装产品进入检测工位后，反射板2将各个面光源发出的光线反射至瓶底，一个第一面光源对瓶体打底光，另一个第一面光源和第四面光源位于瓶装产品的上方的两侧，对瓶体打顶光，第二面光源位于瓶装产品的正面，对瓶体打正面光，第三面光源位于瓶装产品的轴测方向，对瓶体打斜光，相机镜头通过检测窗101对瓶装产品进行拍照。

为了使得反射板2反射到瓶底的光照均匀，反射板2为漫反射板，漫反射板为具有磨砂面的能够反光的板，能够对照射到漫反射板的光线进行漫反射。

给出一种具体的灯检机检测光源结构，前灯箱1包括两个第一安装板102、第一侧板6和两个第二侧板103，前灯箱1的第一侧板6上设有检测窗101，第一安装板102、第一侧板6和第二侧板103之间通过粘接、焊接、卡扣等方式固定连接，两个第一安装板102平行，第一侧板6与两个第一安装板102均垂直，两个第二侧板103与第一安装板102、第一侧板6均垂直；

背灯箱3包括互相垂直的第二安装板301和第一侧板6，第二安装板301和第一侧板6通过粘接、焊接、卡扣等方式固定连接，第一侧板6与第一安装板102固定连接且互相垂直，反射板2固定在第一安装板102上方；

前灯箱1的第一安装板102上设置灯带4形成第一面光源，第一侧板6上设置灯带4形成第二面光源，第二侧板103上设置灯带4形成第三面光源，背灯箱3的第二安装板301上设置灯带4形成第四面光源。

为了使得检测工位的亮度均匀，也为了使得本发明节能，灯带4为LED灯带。

为了方便识别瓶中的异物，LED灯带为白色LED灯带。

为了使得各个面光源的亮度均匀，灯检机检测光源还包括扩散板5，扩散板5均位于检测工位中，扩散板5固定在前灯箱的第一安装板102、第一侧板6和第二侧板103上并形成前灯箱容纳腔，前灯箱1上的灯带4均位于前灯箱容纳腔中，扩散板5固定在背灯箱3的第二安装板301和第一侧板6上形成背灯箱容纳腔，背灯箱3上的灯带4均位于背灯箱容纳腔中，扩散板5能够对到达扩散板5的光线进行漫反射，光线穿过扩散板5后照射到瓶体上时产生的光照更均匀。

为了使得背灯箱3的产生的光照更集中，在背灯箱3的沿检测通道方向的两端分别设置一个第二侧板103，第二侧板103与第一侧板6、第二安装板301、扩散板5均固定连接并形成密闭腔室，密闭的腔室使得第四面光源产生的光线只能朝检测工位射出，而不能够从背灯箱3的沿检测通道方向的两端射出。

为了扩散板5能够使光线产生漫反射，扩散板5为至少一侧为磨砂面的能够透光的板。

为了匹配夹爪的运行动轨迹，检测通道为弧形或直线形。