CN206725466U

CN206725466U - 基于多角度组合暗视场成像的盖板玻璃缺陷检测装置

Info

Publication number: CN206725466U
Application number: CN201720420476.XU
Authority: CN
Inventors: 张勋; 洪凡荣
Original assignee: Information Technology (shanghai) Co Ltd
Current assignee: Hefei Lintu Information Technology Co ltd
Priority date: 2017-04-20
Filing date: 2017-04-20
Publication date: 2017-12-08
Anticipated expiration: 2027-04-20

Abstract

本实用新型公开一种基于多角度组合暗视场成像的盖板玻璃缺陷检测装置，属于自动化检测技术领域，包括线阵镜头、线阵相机，线阵相机连接至工控机，传动机构拍摄位两侧的第一、第二光纤传感器均与PLC控制器连接，PLC控制器输出端连接至工控机；在拍摄位两侧上方对称布置有第一、第二高亮聚光光源，在拍摄位的下方且位于拍摄位中轴线两侧对称布置有第三、第四高亮聚光光源形成全角度拍摄。本实用新型克服了原有的检测设备从单一角度打光，造成极细小的缺陷无法成像的问题，提高了盖板玻璃缺陷的检出率。

Description

基于多角度组合暗视场成像的盖板玻璃缺陷检测装置

技术领域

本实用新型涉及自动化检测技术领域，特别涉及一种基于多角度组合暗视场成像的盖板玻璃缺陷检测装置。

背景技术

在盖板玻璃传统的流水线作业过程中，需要对盖板玻璃是否存在点状、线状以及崩边等瑕疵进行检测，以判断玻璃是否合格。

目前，盖板玻璃的检测以人工检测为主，人工检测存在的缺陷在于：检测人员的劳动强度较大，无法保证检测质量。另外，检测人员很难长时间不间断的进行检测工作，检测速度比较慢，检测效率低。另外，还可采用检测设备进行检测，但是在盖板玻璃检测的过程中，对产品检测要求非常高，要求的检测精度需达到0.01mm~0.02mm。在行业内，盖板玻璃检测设备是公认的技术壁垒很高的设备。

现有的检测设备常用明视场或者暗视场对盖板玻璃的缺陷进行采集。但是由于采用单一角度打光，使得极细小的缺陷无法成像，这和人眼检测类似，都需要在多个角度下进行观测，才能发现缺陷。此外，暗视场的成像依赖于缺陷处的漫反射，使得对于某个角度的入射光漫反射到镜头的光具有一定的偶然性，所以特别微小的伤口可能无法成像，即使伤口反射了少部分光线，由于光源不够亮，对比度不够，成像也不明显。因此，目前的检测设备无法采集到所有极细小的缺陷，检出率不理想。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于多角度组合暗视场成像的盖板玻璃缺陷检测装置，以解决现有的盖板玻璃缺陷检测精确度低的问题。

为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案为：提供一种基于多角度组合暗视场成像的盖板玻璃缺陷检测装置，该装置包括：面向传动机构拍摄位的线阵镜头，拍摄位的正上方设有与线阵镜头配套使用的线阵相机，线阵相机连接至工控机，传动机构拍摄位两侧分别设置有第一、第二光纤传感器，第一、第二光纤传感器均与PLC控制器的输入端连接，PLC控制器的输出端连接至工控机；

在拍摄位、线阵镜头之间且位于拍摄位中轴线两侧上方对称布置有第一、第二高亮聚光光源，在下方对称布置有第三、第四高亮聚光光源，第三、第四高亮聚光光源与拍摄位中轴线之间的夹角均小于第一、第二高亮聚光光源与拍摄位中轴线之间的夹角。

进一步地，传动机构包括多个水平平行设置的辊轮，各辊轮之间的间距小于10mm。

进一步地，该装置还包括设置在传动机构拍摄位之前的定位对中元件。

进一步地，传动机构拍摄位由间隔大于10mm的辊轮A和辊轮B组成。

进一步地，第一、第二高亮聚光光源与拍摄位中轴线之间的夹角的范围为50~60度，第三、第四高亮聚光光源与拍摄位中轴线之间的夹角的范围为0~30度。

进一步地，该装置还包括在传动机构上料口C上、下方分别设置的静电消除器。

进一步地，该装置还包括与PLC控制器连接的带有吸盘的机械手。

进一步地，在第一、第二高亮聚光光源前均设置有菲涅尔棱镜。

进一步地，该装置还包括与工控机连接的输入设备和输出设备。

进一步地，组成传动机构的辊轮为避尘辊轮。

与现有技术相比，本实用新型存在以下技术效果：本实用新型通过在传动机构拍摄位上方左右对称布置高亮聚光光源进行低角度照射，模拟人观察玻璃表面细小缺陷的角度，同时在传动机构下方左右对称布置高亮聚光光源进行高角度照射，对拍摄位上方布置的低角度光源进行补充，形成全角度照射，克服了原有的检测设备从单一角度打光，造成极细小的缺陷无法成像的问题，提高了盖板玻璃缺陷的检出率。同时，上下两组光源采用高亮聚光光源，加大了入射光的强度，使得极细小的伤口也可以明显成像，进一步的提高了盖板玻璃缺陷检测的精确度。

附图说明

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述：

图1是本实用新型一实施例中一种基于多角度组合暗视场成像的盖板玻璃缺陷检测装置的结构示意图。

具体实施方式

为了更进一步说明本实用新型的特征，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图。所附图仅供参考与说明之用，并非用来对本实用新型的保护范围加以限制。

如图1所示，本实施例提供了一种基于多角度组合暗视场成像的盖板玻璃缺陷检测装置，包括：面向传动机构10拍摄位的线阵镜头20，线阵相机30连接至工控机40，拍摄位的正上方设有与线阵镜头20配套使用的线阵相机30，传动机构10拍摄位两侧分别设置有第一、第二光纤传感器11、12，第一、第二光纤传感器11、12均与PLC控制器50的输入端连接，PLC控制器50的输出端连接至工控机40；

在拍摄位、线阵镜头20之间且位于拍摄位中轴线两侧对称布置有第一、第二高亮聚光光源60、70，在拍摄位的下方且位于拍摄位中轴线两侧对称布置有第三、第四高亮聚光光源80、90，第三、第四高亮聚光光源80、90与拍摄位中轴线之间的夹角均小于第一、第二高亮聚光光源60、70与拍摄位中轴线之间的夹角。

其中，传动机构10用于传输盖板玻璃，传动机构10拍摄位前、后侧架设有第一、第二光纤传感器11、12，第一、第二光纤传感器11、12位于上料口C和下料口D之间，其作用是判断盖板玻璃是否到达、离开拍摄位置，并在盖板玻璃到达、离开拍摄位置时，发送信号至PLC控制器50。然后PLC控制器50给工控机40发送信号至线阵相机30，在第一、第二高亮聚光光源60、70以及第三、第四高亮聚光光源80、90提供的多角度光源照射的环境下，线阵相机30通过线阵镜头20对拍摄位处的盖板玻璃进行图像采集。工控机40内的图像处理程序，对接收到的盖板玻璃图像进行分析，找出物体图像的瑕疵、缺陷，并与用户设置的允许的容差范围进行对比，判断当前盖板玻璃是否为合格品。

在本实施例中，为了保证足够强的光强，在拍摄位左、右对称设置高亮聚光光源，保证拍摄线上的多角度入射光，在拍摄位下方左、右对称设置的一组光源弥补了拍摄位上方设置的一组光源的角度的不足，形成全角度照射。如此设置，即增强了缺陷的成像效果，同时大大的增强了成像中缺陷的对比度。

进一步地，传动机构10包括多个水平平行设置的辊轮，各辊轮之间的间距小于10mm。其中，间距设置的小于10mm的作用是为了保证盖板玻璃传输的稳定性，尽可能保证盖板玻璃在传送过程中不抖动、不打滑、不发生位置的偏移，从而保证了成像的真实性和准确度。同时，由于平行辊轮之间存在一定距离的间隙，恰好使得线阵镜头20在拍摄时不受载体背景的干扰，工控机40在对采集的图像进行处理的时候，可以比较容易的分离物体和载体背景。

进一步地，该装置还包括设置在传送机构10拍摄位之前的定位对中元件13。其中定位对中元件13可成对安装在传动机构10上料口C上面辊轮面、下辊轮面，用以调整上料口C处的盖板玻璃的位置，使得盖板玻璃运动至线阵相机30的正下方，使得线阵镜头20拍摄出的物体位于图像的中心位置。

进一步地，传动机构10拍摄位由间隔大于10mm的辊轮A和辊轮B组成。其中，由于拍摄位辊轮A和辊轮B下辊轮面斜背光的需要，辊轮A和辊轮B之间的间距一般设置为20mm，线阵相机30以及线阵镜头20设置与辊轮A、B中轴线的正上方。

进一步地，所述的第一、第二高亮聚光光源60、70与拍摄位中轴线之间的夹角的范围为50~60度，第三、第四高亮聚光光源80、90与拍摄位中轴线之间的夹角的范围为0~30度。其中，拍摄位的中轴线即为辊轮A、B中轴线，在拍摄位上方左、右对称布置的第一、第二高亮聚光光源60、70的发光宽度大约为30mm，在第一、第二高亮聚光光源60、70前分别设置的菲涅尔棱镜，能将光源发出的光聚成5mm的宽度，这就形成了一定角度范围的入射光，同时增强了拍摄位的光强。

在拍摄位下方左、右对称设置的一组高亮聚光光源，据大部分的光都会被反射和同角度投射出去，如果遇到缺陷伤口，少部分透射光反射进相机，形成缺陷亮斑，对上方一组高亮聚光光源进行补充，形成全角度照射。

需要说明的是，本实施例中还可以添加线光源等其他光源，光源的安装角度也可以调节，以采集多角度、多光照条件下的图像数据，并对多种图像数据进行融合。

进一步地，该装置还包括在传动机构10上料口C上辊轮面、下辊轮面分别设置的静电消除器14。作用是对盖板玻璃上、下表面上的灰尘进行清除，把盖板玻璃上、下表面上的灰尘污染尽量降到最低，减少灰尘对图像采集的干扰。

进一步地，组成所述传动机构10的辊轮为避尘辊轮。这里，辊轮本身材质为防静电避尘辊轮，可避免盖板玻璃上、下表面粘上灰尘。防止视觉系统误判为其他点状、线状缺陷，大大提升系统的检出时间，减少系统的误判率。

进一步地，该装置还包括与PLC控制器50连接的带有吸盘的机械手。其中，当工控机40检测到拍摄位上的盖板玻璃上有瑕疵时，工控机40将相应的信号发送至PLC控制器50，PLC控制器50触发带有吸盘的机械手将瑕疵品取走至料盘，合格品流至下一工位。

进一步地，该装置还包括与工控机40连接的输入设备和输出设备。其中，输入设备包括键盘和鼠标。输出设备包括显示屏。在实际操作中，操作人员可以通过鼠标和键盘对检测过程中进行操作，通过显示屏显示出检测结果。便于操作人员直接观测检测结果。

需要说明的是，本实施例中用于传送盖板玻璃的传送机构10具有短路、过载、欠电压等保护措施，可与实际生产流水线进行对接，投入实际生产流水线操作时，能对盖板玻璃缺陷进行实时检测，且检测精度高、检测速度快。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种基于多角度组合暗视场成像的盖板玻璃缺陷检测装置，其特征在于：包括面向传动机构（10）拍摄位的线阵镜头（20），拍摄位的正上方设有与线阵镜头（20）配套使用的线阵相机（30），线阵相机（30）连接至工控机（40），传动机构（10）拍摄位两侧分别设置有第一、第二光纤传感器（11、12），第一、第二光纤传感器（11、12）均与PLC控制器（50）的输入端连接，PLC控制器（50）的输出端连接至工控机（40）；

在拍摄位、线阵镜头（20）之间且位于拍摄位中轴线两侧上方对称布置有第一、第二高亮聚光光源（60、70），在下方对称布置有第三、第四高亮聚光光源（80、90），第三、第四高亮聚光光源（80、90）与拍摄位中轴线之间的夹角均小于第一、第二高亮聚光光源（60、70）与拍摄位中轴线之间的夹角。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的传动机构（10）包括多个水平平行设置的辊轮，各辊轮之间的间距小于10mm。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括设置在传动机构（10）拍摄位之前的定位对中元件（13）。

4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的传动机构（10）拍摄位由间隔大于10mm的辊轮A和辊轮B组成。

5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的第一、第二高亮聚光光源（60、70）与拍摄位中轴线之间的夹角的范围为50~60度，第三、第四高亮聚光光源（80、90）与拍摄位中轴线之间的夹角的范围为0~30度。

6.如权利要求3所述的装置，其特征在于，在所述的第一、第二高亮聚光光源（60、70）前均设置有菲涅尔棱镜。

7.如权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括在传动机构（10）上料口C上辊轮面、下辊轮面方分别设置的静电消除器（14）。

8.如权利要求3所述的装置，其特征在于，组成所述传动机构（10）的辊轮为避尘辊轮。

9.如权利要求3所述的装置，还包括与PLC控制器（50）连接的带有吸盘的机械手。

10.如权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括与工控机（40）连接的输入设备和输出设备。