載臺、二維掃描相機(jī)、數(shù)據(jù)分析及機(jī)器控制設(shè)備和三維顯微儀器，其中，所述承載臺，用于放置單個或多個被測件；所述二維掃描相機(jī)，用于按照順序?qū)λ霰粶y件的各表面進(jìn)行分步掃描，并將分步掃描的二維掃描的數(shù)據(jù)發(fā)送給所述數(shù)據(jù)分析及機(jī)器控制設(shè)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(jī)器控制設(shè)備；所述數(shù)據(jù)分析及機(jī)器控制設(shè)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(jìn)行光學(xué)缺陷檢測；還用于控制系統(tǒng)各個部件并按照設(shè)定程序做出相應(yīng)動作。
[0019]優(yōu)選的，所述光學(xué)缺陷檢測系統(tǒng)還包括加裝內(nèi)窺鏡的二維掃描相機(jī)；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(jī)用于對所述被測件的內(nèi)表面進(jìn)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(jī)器控制設(shè)備。
[0020]優(yōu)選的，所述二維掃描相機(jī)和加裝內(nèi)窺鏡的二維掃描相機(jī)通過分別掃描所述被測件的各表面，確定所述被測件的各表面的掃描時間，并將各表面的掃描時間從短到長的進(jìn)行排列。
[0021]優(yōu)選的，所述二維掃描相機(jī)用于按照順序?qū)λ霰粶y件的各表面進(jìn)行分步掃描，并將分步掃描的二維掃描的數(shù)據(jù)發(fā)送給所述數(shù)據(jù)分析及機(jī)器控制設(shè)備，具體為:所述二維掃描相機(jī)和加裝內(nèi)窺鏡的二維掃描相機(jī)按照排列順序?qū)λ霰粶y件的一表面進(jìn)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(jī)器控制設(shè)備，如果所述數(shù)據(jù)分析及機(jī)器控制設(shè)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(jìn)行掃描。
[0022]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)分析及機(jī)器控制設(shè)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(jī)器控制設(shè)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(jī)器控制設(shè)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(jī)器控制設(shè)備驅(qū)動三維顯微儀器進(jìn)行掃描。
[0023]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)分析及機(jī)器控制設(shè)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(jìn)行光學(xué)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(shè)定的第二閥值，則所述數(shù)據(jù)分析及機(jī)器控制設(shè)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(shè)定的第二閥值，則所述數(shù)據(jù)分析及機(jī)器控制設(shè)備判斷所述被測件合格。
[0024]本發(fā)明所公開的光學(xué)缺陷檢測方法的有益效果在于:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明創(chuàng)造性的運(yùn)用二維光學(xué)掃描和三維光學(xué)顯微分析相結(jié)合的方案解決了現(xiàn)代精密零件制造線上對缺陷檢測的精確性、可靠性和生產(chǎn)節(jié)拍的需求，實現(xiàn)了大規(guī)模精密零件制造線上微米級缺陷檢測的完全自動化，減少了人工，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，大大降低了綜合成本。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明一具體實施例中光學(xué)缺陷檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2是本發(fā)明另一具體實施例中光學(xué)缺陷檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖3是本發(fā)明光學(xué)缺陷檢測方法的流程示意圖。
[0028]圖4是本發(fā)明一具體實施例中被測件的掃描順序和掃描時間的示意圖。
[0029]圖5A是本發(fā)明一具體實施例中缺陷判斷標(biāo)準(zhǔn)的示意圖。
[0030]圖5B是本發(fā)明一具體實施例中被測件的二維掃描結(jié)果示意圖。
[0031]圖5C是本發(fā)明一具體實施例中被測件缺陷的高度和/或深度測定結(jié)果示意圖。
【具體實施方式】
[0032]以下將結(jié)合附圖所示的【具體實施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但這些實施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0033]圖1是本發(fā)明光學(xué)缺陷檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。請參照圖1所示，本發(fā)明的【具體實施方式】中，光學(xué)缺陷檢測裝置I包括旋轉(zhuǎn)基座11、XY基座12、承載臺13、二維(2D)掃描相機(jī)14、數(shù)據(jù)分析及機(jī)器控制設(shè)備(未圖示)和三維顯微儀器15。
[0034]承載臺13，用于放置被測件。在本發(fā)明的具體實施例中，承載臺13可以如圖1所示的帶有馬達(dá)的傳送帶結(jié)構(gòu)，如此被測件可以在承載臺13上進(jìn)行自轉(zhuǎn)和/或升降。當(dāng)然，該承載臺13的結(jié)構(gòu)均不限于既有實施方式所公開的內(nèi)容。
[0035]旋轉(zhuǎn)基座11，用于以其中心為圓點(diǎn)旋轉(zhuǎn)承載臺13 ;XY基座12用于在X方向和Y方向上移動承載臺13。在本發(fā)明的具體實施例中，旋轉(zhuǎn)基座11、ΧΥ基座12和承載臺13的移動是相對獨(dú)立的，旋轉(zhuǎn)基座11和XY基座12分別具有馬達(dá)，通常該馬達(dá)是伺服馬達(dá)；旋轉(zhuǎn)基座11由其自帶的伺服馬達(dá)驅(qū)動帶動承載臺13進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，XY基座12由其自帶的伺服馬達(dá)驅(qū)動帶動承載臺13進(jìn)行在X方向和Y方向上的移動，如此被測件可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)及XY方向移動。
[0036]二維掃描相機(jī)14，用于掃描被測件的表面，并將掃描的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)分析及機(jī)器控制設(shè)備。在本發(fā)明的【具體實施方式】中，該二維掃描相機(jī)14采用線掃描相機(jī)(Line ScanCamera)或面陣相機(jī)，線掃描相機(jī)的傳感器由一行感光元素構(gòu)成，可以進(jìn)行高頻率的掃描，它一般要求被測件在勻速狀態(tài)下運(yùn)動，以便進(jìn)行逐行連續(xù)掃描，形成高質(zhì)量的圖像，因此適合對連續(xù)材料的被測件進(jìn)行精度檢測。在本發(fā)明的【具體實施方式】中，二維掃描相機(jī)14的最小檢測點(diǎn)間距為20微米，視野可以達(dá)到17毫米，像素精度可以達(dá)到10微米/像素，光源可以采用白光，當(dāng)然，該二維掃描相機(jī)14的各參數(shù)數(shù)值均不限于既有實施方式所公開的內(nèi)容。
[0037]三維顯微儀器15，用于測定被測件表面缺陷的高度和/或深度。在本發(fā)明的【具體實施方式】中，該三維顯微儀器15是從一個點(diǎn)光源發(fā)射的探測光通過透鏡聚焦到被測件上，如果被測件在焦點(diǎn)上，那么反射光通過原透鏡匯聚回到光源形成共焦，從而可以提供高分辨率的成像，因此適合對被測件進(jìn)行精度檢測。在本發(fā)明的【具體實施方式】中，該三維顯微儀器可以為激光共焦掃描焦顯微鏡(Laser Confocal Scanning Microscope, LCSM)或色散共焦顯微鏡(ChromaticConfocal Microscope, CCM)或線激光掃描儀，例如，激光共焦掃描焦顯微鏡采用激光作掃描光源，逐點(diǎn)、逐行、逐面快速掃描成像，每經(jīng)一次調(diào)焦，掃描被測件的一個平面，調(diào)焦深度不一樣時，就可以獲得被測件不同深度層次的圖像，從而得到被測件的三維結(jié)構(gòu)，如此可獲得被測件缺陷的高度或深度；色散共焦顯微鏡用白光衍射后(色散)照射被測件表面某一點(diǎn)通過感知反射光的顏色來測定這個點(diǎn)的高度或深度。在本發(fā)明的【具體實施方式】中，三維顯微儀器15的縱向測量精度可以達(dá)到100納米，縱向測量范圍可以達(dá)到2毫米，探測頻率可以達(dá)到300-2000赫茲，光源可以是白光或激光，當(dāng)然，該三維顯微儀器15的各參數(shù)數(shù)值均不限于既有實施方式所公開的內(nèi)容。
[0038]此外，在本發(fā)明的另一【具體實施方式】中，如果被測件具有中空結(jié)構(gòu)，光學(xué)缺陷檢測裝置I還可以包括加裝內(nèi)窺鏡的二維掃描相機(jī)16，該加裝內(nèi)窺鏡的二維掃描相機(jī)16用于掃描被測件的內(nèi)表面，并將掃描的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)分析及機(jī)器控制設(shè)備，該加裝內(nèi)窺鏡的二維掃描相機(jī)16進(jìn)行的是二維掃描。
[0039]在本發(fā)明的【具體實施方式】中，二維掃描相機(jī)14、三維顯微儀器15和加裝內(nèi)窺鏡的二維掃描相機(jī)16都是固定的，在進(jìn)行被測件的缺陷檢測時，通過承載臺帶動被測件自轉(zhuǎn)、和/或旋轉(zhuǎn)基座驅(qū)動承載臺帶動被測件旋轉(zhuǎn)及XY基座驅(qū)動