CN1786689A - 自动检查系统和方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于照明和检查管状样本,尤其是支架的内表面区域的系统。该系统包括用于接收待检查样本的旋转装置;至少一个布置在紧靠待检查样本附近的荧光表面区域;一用于照明至少一个荧光表面区域的紫外光源;一用于检查该样本的电子行扫描相机;一基于计算机的电子成像系统,功能性地连接到相机上,由此当它在所述相机下旋转时创建一个沿该样本的长度延伸的一个区域的逐行图像。

Description

自动检查系统和方法
技术领域
本发明涉及用于照明和检查物体的自动化系统,例如心血管支架(stents)和其他精确切割管和组件。
背景技术
支架是小而复杂的切割管,通常由诸如不锈钢的材料制成。心血管支架被永久性地放置在血管内,以充当用以使闭塞的动脉打开的脚手架。在使用中,心血管支架沿导管插入到动脉中,并且典型地通过在导管末端扩展一个非常小的气球来配置,支架就安置在该导管上。
心血管支架必须满足严苛的要求以适当地工作。如果支架包含任何粗糙或尖锐的边缘,它将损伤血液细胞或它所插入的血管。这会导致进一步的动脉粥样硬化斑块,栓塞或血栓症,并且导致潜在的威胁生命的情况。
本发明涉及一种照明和检查系统,用于支架以及采用小型的精确机器加工管的形式的其他类似部件。
激光典型性地用于切割支架。这种工艺,虽然非常精确,但偶尔也会生产出有缺陷的部件。支架往往相当小,直径大约1毫米。加工之后,支架上的各个切割特征的尺寸范围从50到200微米。因此,诸如激光功率、管直径,或者机械不稳定性的制造工艺参数中的微小变化都可能引起缺陷。这些缺陷包括超出公差特征尺寸或畸形特征。
由于支架被用于心脏和血液流动的其它关键区域,支架功能上的故障可能威胁生命。因此,支架的生产厂家通常使用100%的检查工序。使用50倍光学功率立体显微镜的操作人通常检查视觉缺陷。操作人通常利用轮廓投影仪进行尺寸检查。作为选择,这种检查能通过利用视觉系统自动完成。
与手动或自动检查方法有关的问题很多。首先,人的错误使得产品的视觉检查决不完全有效。另外,这种手动检查相对要慢,因此是制造工艺的一个相对昂贵的方面。此外,典型地用在手动检查上的利用重叠的轮廓投影仪的合格/不合格的标准,一般不提供在其他方面将对过程控制有用的任何数字尺寸数据。另外,当检查支架的外部和内部表面时,两个表面典型地被同时照明,导致将会防碍自动检查的反射作用。
US6,606,403B2公开了一种自动化系统,用于照明、检查和测量支架和其它精确切割管,以及由带有镜头的线性布置的电子相机、提供必要的照度以在线性布置相机上生成图像的光源、在检查中其上安装有该管子的心轴、用于旋转该心轴的旋转台,和在相机下旋转时创建支架的逐行图像的基于计算机的电子成像系统组成的组件。然而,该系统仅能检查支架的外表面。
发明内容
因此,本发明的一个目的是提供一种自动化检查系统,该系统能够选择性地每次只照明待检查样本的外表面或者内表面。
本发明的另一目的是提供一种自动检查样本的外或内表面的方法。
通过在权利要求1中公开的系统和权利要求10中公开的方法可以实现这些和其它的目的和优点。
本发明的有利的实施例在从属权利要求中被公开。
附图说明
图1示意性地描述了根据本发明的照明和检查系统的第一配置的前视图;
图2示意性地描述了根据图1的照明和检查系统的配置的侧视图;
图3示意性地描述了根据本发明的照明和检查系统第二配置的侧视图;以及
图4是阐明了根据本发明的方法的步骤的流程图。
具体实施方式
正如已经提到的,心血管支架被永久地放置在血管内以充当用以使闭塞的动脉打开的脚手架。在使用中,心血管支架沿导管被插入到动脉中,并且典型地通过在导管末端扩展一个非常小的气球来配置,支架就安置在该导管上。
当生产这样的支架时,必须对支架进行不同缺陷的检查。在这种检查中,必须检查外表面和内表面。然而,基本问题是找到一种允许在限定空间内选择性地照明外表面或内表面的照明方法。一旦两侧被同时照明,就会产生杂散反射,这就妨碍了准确的自动化检查。
当今,在检查管状样本时,例如,心血管支架,这些样本被放置在两个可以旋转的辊筒式供料器上。这样,支架就能放置在任何位置以及能从多个侧面检查。该检查通过使用来自外部的照明来完成,即,外表面和内表面同时照明。随后,支架的外表面和内表面区域被相继聚焦,从而检查该支架。由于两侧是同时照明,将会产生具有很强的杂散反射的图像。然而,这将妨碍可再现的手动检查,同时,阻碍了使用图像处理算法的自动化检查。
本发明使用荧光作为光源用于在紧靠着待检查样本的附近的大范围漫射照明。
图1示意性地描述了根据本发明的照明和检查系统的配置的前视图。待检查的管状样本2,例如,心血管支架,被放置在可旋转的装置(旋转装置)上,例如,2个圆筒或辊筒式供料器4。这些圆筒或辊筒式供料器能被步进电机6旋转,并且或者具有荧光表面或者完全由荧光材料制成。当用蓝光(紫外光)14照明时,圆筒发出绿色/黄色的荧光,这个荧光反过来照明支架2。然后借助线-相机8从上方检查支架2。在相机8前面的长通滤镜12过滤掉从支架表面反射的蓝光并且只让荧光通过。
从图2可看出,其示意性地描述了根据图1的照明和检查系统的配置的侧视图,待检查样本2布置在所述可旋转的装置上,以便样本2的顶部边缘位于圆筒4的顶部边缘之上。由于支架2和圆筒4的这种几何设置,荧光只照明支架的内表面。外表面在黑暗中并且不反射任何光到相机的方向。
控制器16连接到PC 18上并且触发所述线-相机8和步进电机6。当支架2被圆筒4旋转时线-相机8给支架表面拍照。得到各种角度的支架位置的线-照片并将它们发送到PC 18中。然后组合线-照片以获取支架内表面区域的360°全景。在PC 18上通过图像处理算法检查这个360°照片。
根据本发明,使用对待检查样本的间接照明。通过用紫外光照射圆筒,圆筒开始发光。这样,实现了待检查样本的两侧的大范围漫射发光光源。紫外光源由紫外发光二极管(UV-LED)组成,它发出405纳米的光。
然而,使用具有背光照明的透明圆筒代替使用荧光的圆筒是可能的。
图3示意性地描述了根据本发明的照明和检查系统的第二配置的侧视图。从图中可以知道,圆筒20被插入到待检查样本2中,例如,支架。圆筒20在其下侧被拉平,即,指向圆筒或辊筒式供料器4的方向的一侧。该拉平的侧带有荧光层22。当用紫外光24从下面照明荧光层22时,这一层开始发光。从上面通过插入到支架2的圆筒20上的裂缝26可以观察支架的内表面区域。可见光不到达从上面可见的支架的外表面。这样,通过使用荧光间接照明支架的内表面区域,不会产生杂散反射,并且能很容易地自动检查内表面区域。
图4是示意根据本发明的方法100的步骤的流程图。
当在步骤102开始该过程时,第一处理器将待检查的支架放置在旋转装置上,即,圆筒或辊筒式供料器(步骤104)。接下来,线性台移动到第一检查位置(步骤106),这里相机聚焦在支架的内表面上(步骤108)。现在线-相机给支架的内表面拍摄各个照片(步骤110)。再下来,检查(步骤112)支架的每个角位置是否已经检查过。如果不是这种情况,该过程跨到步骤114,这里支架被旋转到待检查的下一个角度位置。倘若所有的角度位置都已检查,系统移到步骤116,这里检查是否已经检查过支架的总长度。如果不是这种情况,该过程跨到步骤118,这里线性台移动支架到下一个检查位置。倘若支架的总长度已经检查,系统转到步骤120,这里处理器将支架从旋转装置上移除。接下来,决定支架是否完好(步骤122)。如果不是这种情况,处理器会把支架作为废料(步骤124),并且过程结束(步骤126)。倘若支架是好的(步骤128),处理器将它带入到下一个处理步骤(步骤130)并且过程结束(步骤132)。
这时,线-相机开始给支架拍照(步骤110),这些照片被传送(虚线202)给构成图像处理系统200的部件的PC,并且开始各自数据的处理。相机照的每张照片都传送给PC并存储(步骤204)。当支架的总长度已经被检查(步骤116)并且所有照片已经被传送给PC(虚线202)时,一个360°的支架照片就由图像处理系统200合成了。然后分析如此创建的照片(步骤210)并且最终发现的缺陷被分类(步骤212)。为了进一步布置(步骤216;虚线214)检查过的支架,数据被发送到步骤122,这里决定支架是否应作为废料或者支架是否能进入下一个处理步骤。
从上文的描述中清楚,不仅心血管支架可由根据本发明的系统和方法检查,而且,所有制造的能使光通过其表面的管状样本都能被检查。

Claims (15)

1.一种用于照明和检查管状样本(2),特别是支架,的内表面区域的自动化系统,包括
用于接收待检查样本的旋转装置(4);
至少一个布置在紧靠待检查样本附近的荧光表面区域;
用于照明所述至少一个荧光表面的紫外光源(14);
用于检查样本(2)的电子行扫描照相机(8);以及
基于计算机的电子成像系统(16,18),其功能性地连接到所述相机(8),当所述样本(2)在所述相机(8)下旋转时,所述成像系统创建沿所述样本(2)的长度延伸的一个区域的逐行图像。
2.根据权利要求1的自动化系统,其中所述旋转装置(4)是辊筒式供料器。
3.根据权利要求1或2的自动化系统,其中所述至少一个荧光表面区域在所述旋转装置(4)的表面上形成。
4.根据权利要求1或2的自动化系统,其中所述旋转装置(4)由荧光材料制成。
5.根据权利要求1的自动化系统,其中所述至少一个荧光表面区域布置在待检查样本(2)内。
6.根据权利要求5的自动化系统,其中所述至少一个荧光表面区域在能够被插到所述样本中的圆筒(20)上形成。
7.根据任何一项前面的权利要求的自动化系统,其中所述至少一个荧光表面区域可由紫外光直接照明。
8.根据任何一项前面的权利要求的自动化系统,另外包括用于移动所述旋转装置(4)到不同检查位置的线性台。
9.根据任何一项前面的权利要求的自动化系统,其中所述待检查样本(2)被布置在所述旋转装置(4)上,使得所述样本的顶部边缘位于所述旋转装置(4)的顶部边缘之上。
10.一种用于自动照明和检查管状样本(2)的内表面区域的方法,其中所述待检查样本的所述内表面区域借助荧光表面区域被大范围地照明。
11.根据权利要求10的方法,其中所述内表面区域通过用紫外光照明所述荧光表面区域来间接照明。
12.根据权利要求10或11的方法,包括步骤:
通过荧光灯大范围照明所述样本的所述内表面区域;
聚焦相机到所述样本的所述内表面区域上;
用所述相机给所述样本的所有角度位置拍摄照片;以及
通过图像处理系统处理所述照片。
13.根据权利要求12的方法,另外包括沿样本的长度方向移动所述样本直到所述样本的全部长度都被检查的步骤。
14.根据权利要求12或13的方法,其中用紫外光源激发所述荧光。
15.根据权利要求12到14的任何一项的方法,其中一个长通滤镜用在所述相机之前以过滤掉所述紫外光。
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