光學缺陷檢測方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種缺陷檢測技術，尤其涉及一種光學缺陷檢測方法和系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在精密零件制造業(yè)中，由于生產(chǎn)工藝的復雜性、多樣性，在機器加工和人工操作的過程中可能會在零件的表面上產(chǎn)生局部的細微材料缺損，例如氣孔、劃痕、裂紋等，造成零件的外觀缺陷。外觀缺陷檢測在傳統(tǒng)精密零件制造業(yè)中一般采用人工目檢，即通過肉眼或結(jié)合顯微鏡或利用專用測量工具對零件進行觀查檢測。這種依賴于人的外觀缺陷檢測的缺點是顯而易見的，檢測人員的視覺容易產(chǎn)生疲勞，檢測標準和結(jié)果都難以統(tǒng)一。
[0003]現(xiàn)在的機械零件越來越復雜，零件的類型也越來越多，因此對外觀缺陷檢查技術的要求也越來越高，尤其對于精密零件，其致命缺陷的尺寸已經(jīng)達到微米級，人工目檢已經(jīng)越來越不能夠適應精密零件制造業(yè)日益提高的產(chǎn)品質(zhì)量的要求。
[0004]有鑒于此，非常有必要提供一種精確可靠的外觀缺陷檢測技術以解決現(xiàn)有問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種光學缺陷檢測方法和系統(tǒng)，其通過運用二維光學掃描和三維光學顯微分析相結(jié)合，測定缺陷的位置、面積、個數(shù)、形狀、凸起高度或凹陷深度特征，確保缺陷檢測的精確、可靠和快速，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性。
[0006]一種光學缺陷檢測方法，其特征在于，包括:二維掃描相機對放置在承載臺上的被測件表面進行掃描，并將二維掃描數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)分析及機器控制設備；所述數(shù)據(jù)分析及機器控制設備根據(jù)所述二維掃描數(shù)據(jù)，判斷所述被測件是否存在缺陷，如果存在缺陷，并在需要測定缺陷的高度或深度時，所述數(shù)據(jù)分析及機器控制設備驅(qū)動三維顯微儀器；所述三維顯微儀器對所述被測件進行缺陷的高度和/或深度測定，并將測定的缺陷的高度和/或深度的三維數(shù)據(jù)傳送到所述數(shù)據(jù)分析及機器控制設備；所述數(shù)據(jù)分析及機器控制設備根據(jù)所述缺陷的高度和/或深度的三維數(shù)據(jù)，結(jié)合所述二維掃描的數(shù)據(jù)，對所述被測件進行光學缺陷檢測。
[0007]優(yōu)選的，所述二維掃描相機對放置在承載臺上的被測件表面進行掃描，具體為:所述承載臺下還設有旋轉(zhuǎn)基座和XY基座，通過所述承載臺帶動所述被測件進行自轉(zhuǎn)和/或升所述降，和/或所述旋轉(zhuǎn)基座驅(qū)動所述承載臺帶動所述被測件進行旋轉(zhuǎn)，和/或XY基座驅(qū)動所述承載臺帶動所述被測件進行X方向和Y方向上移動，所述二維掃描相機對放置在承載臺上的被測件表面進行掃描。
[0008]可選的，所述二維掃描相機對放置在承載臺上的被測件表面進行掃描，并將二維掃描數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)分析及機器控制設備，具體為:所述二維掃描相機對所述被測件的各表面進行掃描，并將各表面的二維掃描數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)分析及機器控制設備；或者，所述二維掃描相機按照排列順序?qū)λ霰粶y件的一表面進行掃描，將所述表面的二維掃描數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)分析及機器控制設備，如果所述數(shù)據(jù)分析及機器控制設備和/或所述三維顯微儀器確定所述表面合格，則按照排列順序?qū)λ霰粶y件的其他表面進行掃描，其中，所述排列順序為所述被測件各表面的二維掃描時間從短到長的排列順序。
[0009]優(yōu)選的，所述如果存在缺陷，并在需要測定缺陷的高度或深度時，所述數(shù)據(jù)分析及機器控制設備驅(qū)動三維顯微儀器，具體為:所述缺陷包括凹形、目測不良和/或凸起，如果存在缺陷，所述數(shù)據(jù)分析及機器控制設備確定缺陷類型、缺陷位置、缺陷個數(shù)和/或缺陷面積；若所述被測件的缺陷類型、缺陷位置、缺陷個數(shù)和/或缺陷面積超出第一閾值，則所述數(shù)據(jù)分析及機器控制設備判斷所述被測件不合格；若所述被測件的缺陷類型、缺陷位置、缺陷個數(shù)和/或缺陷面積未超出第一閾值，則需要測定缺陷的高度或深度，所述數(shù)據(jù)分析及機器控制設備驅(qū)動三維顯微儀器進行掃描。
[0010]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)分析及機器控制設備根據(jù)所述缺陷的高度和/或深度的三維數(shù)據(jù)，并結(jié)合所述二維掃描的數(shù)據(jù)，對所述被測件進行光學缺陷檢測，具體為:如果所述被測件的缺陷類型、缺陷位置、缺陷個數(shù)和/或缺陷面積未超出第一閾值，且所述被測件缺陷的高度和/或深度大于設定的第二閥值，則所述數(shù)據(jù)分析及機器控制設備判斷所述被測件不合格；如果所述被測件的缺陷類型、缺陷位置、缺陷個數(shù)和/或缺陷面積未超出第一閾值，但被測件缺陷的高度和/或深度小于設定的第二閥值，則所述數(shù)據(jù)分析及機器控制設備判斷所述被測件合格。
[0011]一種光學缺陷檢測系統(tǒng)，包括承載臺、旋轉(zhuǎn)基座、XY基座、二維掃描相機、數(shù)據(jù)分析及機器控制設備和三維顯微儀器，其中，所述承載臺，用于放置被測件并用于使所述被測物進行自轉(zhuǎn)和/或升降；所述旋轉(zhuǎn)基座，用于旋轉(zhuǎn)所述承載臺；所述XY基座，用于在X方向和Y方向上移動所述承載臺；所述二維掃描相機，用于掃描所述被測件的表面，并將二維掃描的數(shù)據(jù)發(fā)送給所述數(shù)據(jù)分析及機器控制設備；所述三維顯微儀器，用于測定所述被測件缺陷的高度和/或深度，并將缺陷的高度和/或深度的三維數(shù)據(jù)發(fā)送給所述數(shù)據(jù)分析及機器控制設備；所述數(shù)據(jù)分析及機器控制設備，用于根據(jù)所述二維掃描數(shù)據(jù)，判斷所述被測件是否存在缺陷，如果存在缺陷，并在需要測定缺陷的高度或深度時，驅(qū)動所述三維顯微儀器；還用于根據(jù)所述缺陷的高度和/或深度的三維數(shù)據(jù)，結(jié)合所述二維掃描的數(shù)據(jù)，對所述被測件進行光學缺陷檢測；還用于控制系統(tǒng)各個部件并按照設定程序做出相應動作。
[0012]優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)基座、所述XY基座和所述承載臺分別具有馬達，所述旋轉(zhuǎn)基座由其馬達驅(qū)動帶動承載臺進行旋轉(zhuǎn)，所述XY基座由其馬達驅(qū)動帶動承載臺進行在X方向和Y方向上的移動，所述承載臺由其馬達驅(qū)動使被測物進行自轉(zhuǎn)和/或升降；所述旋轉(zhuǎn)基座的旋轉(zhuǎn)、XY基座和承載臺的移動是相對獨立的。
[0013]優(yōu)選的，所述光學缺陷檢測系統(tǒng)還包括加裝內(nèi)窺鏡的二維掃描相機；如果所述被測件具有中空結(jié)構(gòu)，所述加裝內(nèi)窺鏡的二維掃描相機用于對所述被測件的內(nèi)表面進行二維掃描，并將掃描的數(shù)據(jù)發(fā)送給所述數(shù)據(jù)分析及機器控制設備。
[0014]優(yōu)選的，所述二維掃描相機和加裝內(nèi)窺鏡的二維掃描相機采用線掃描相機或面陣相機，所述三維顯微儀器采用激光或色散類型的共焦顯微鏡或者線激光掃描儀；所述二維掃描相機、所述加裝內(nèi)窺鏡的二維掃描相機和所述三維顯微儀器固定安裝在光學缺陷檢測系統(tǒng)中。
[0015]優(yōu)選的，所述二維掃描相機，用于掃描所述被測件的表面，并將二維掃描的數(shù)據(jù)發(fā)送給所述數(shù)據(jù)分析及機器控制設備，具體為:通過所述承載臺帶動所述被測件進行自轉(zhuǎn)和/或升所述降，和/或所述旋轉(zhuǎn)基座驅(qū)動所述承載臺帶動所述被測件進行旋轉(zhuǎn)，和/或XY基座驅(qū)動所述承載臺帶動所述被測件進行X方向和Y方向上移動，所述二維掃描相機對放置在承載臺上的被測件表面進行掃描；所述二維掃描相機對所述被測件的各表面進行掃描，并將各表面的二維掃描數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)分析及機器控制設備。
[0016]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)分析及機器控制設備在如果存在缺陷，并在需要測定缺陷的高度或深度時，驅(qū)動三維顯微儀器，具體為:所述缺陷包括凹形、目測不良和/或凸起，如果存在缺陷，所述數(shù)據(jù)分析及機器控制設備確定缺陷類型、缺陷位置、缺陷個數(shù)和/或缺陷面積；若所述被測件的缺陷類型、缺陷位置、缺陷個數(shù)和/或缺陷面積超出第一閾值，則所述數(shù)據(jù)分析及機器控制設備判斷所述被測件不合格；若所述被測件的缺陷類型、缺陷位置、缺陷個數(shù)和/或缺陷面積未超出第一閾值，則所述數(shù)據(jù)分析及機器控制設備驅(qū)動三維顯微儀器進行掃描。
[0017]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)分析及機器控制設備根據(jù)所述缺陷的高度和/或深度的三維數(shù)據(jù)，結(jié)合所述二維掃描的數(shù)據(jù)，對所述被測件進行光學缺陷檢測，具體為:如果所述被測件的缺陷類型、缺陷位置、缺陷個數(shù)和/或缺陷面積未超出第一閾值，且所述被測件缺陷的高度和/或深度大于設定的第二閥值，則所述數(shù)據(jù)分析及機器控制設備判斷所述被測件不合格；如果所述被測件的缺陷類型、缺陷位置、缺陷個數(shù)和/或缺陷面積未超出第一閾值，但被測件缺陷的高度和/或深度小于設定的第二閥值，則所述數(shù)據(jù)分析及機器控制設備判斷所述被測件合格。
[0018]一種光學缺陷檢測系統(tǒng)，包括:承