CN107406203A - 玻璃板采集与定位系统 - Google Patents

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Abstract

玻璃板采集与定位系统及相关联的方法被用于线上安装在玻璃板加工系统中的玻璃板光学检查系统中。所述采集与定位系统包括外部支撑框架以及连接到所述外部支撑框架上的可移动玻璃板支撑框架，使得所述玻璃板支撑框架可以从第一取向选择性地定位到第二取向，玻璃板通过所述第一取向从传送机被移除并保持在所述支撑框架上，所述玻璃板通过所述第二取向被定位用于由所述光学检查系统处理。所述系统还可以包括玻璃板部分识别器和可编程控件，所述可编程控件包括用于分析所采集的图像数据并将所述玻璃板识别为一组已知部分类型之一并且之后基于部分形状分析来将所述玻璃板固定和定位在所述玻璃板支撑框架上的逻辑。

Description

玻璃板采集与定位系统
技术领域
本发明涉及用于测量线上安装在玻璃板加工系统中的玻璃板中的透射光学畸变的方法和设备。
背景技术
玻璃板(特别是成型为各种不同的弯曲形状以用作汽车挡风玻璃、后窗和侧窗的玻璃板)的制造商有兴趣测量和评估这些成型板中可能由人类观察者(诸如位于可以将所述玻璃作为挡风玻璃、后窗和侧窗来安装的车辆中的操作者或乘客)感知到的光学畸变的量。制造商也希望识别这些成型玻璃板表面上可见的小痕迹或其他缺陷。
已知各种不同类型的玻璃板光学检查系统。在美国申请公开号2012/0098959 A1中披露了一种已知的光学检查系统，所述申请也被转让给在此披露的本发明的受让人。所披露的光学检查系统可以在实验室(即离线)或线上配置中实现，其中安装所述检查系统被安装成以便在加工系统中传送玻璃板时对它们进行检查。
因此，可能希望实现这样一种线上配置：所述线上配置快速地识别在加工过程中进行传送时在正在移动的传送机上的玻璃部分，并且包括用于收集玻璃板、定位玻璃板以便由检查系统进行图像采集、并将玻璃板返回到传送机以供进一步加工的简单可靠的机构。
当从光学检查系统的上游传送玻璃板时，也可能有用的是，将所述玻璃板识别为多个已知的部分形状之一，并且控制玻璃板采集与定位机构以保持并准确地定位所述玻璃板以便由光学检查系统基于其形状进行加工。
发明内容
所披露的玻璃板采集与定位系统及相关方法在一种用于测量玻璃板的光学特性的线上光学检系测统中使用，其中所述线上系统安装在用于制造玻璃板的系统中，所述用于制造玻璃板的系统包括一个或多个加工站以及一个或多个传送机，所述一个或多个传送机用于在加工过程中在站之间传送所述玻璃板。除了所披露的玻璃板采集与定位系统之外，所述光学检查系统包括：背景屏幕，所述背景屏幕具有预定义的对比图案；数字相机，所述数字相机用于在玻璃板被定位在所述相机与所述屏幕之间的预选位置处的情况下采集所述背景屏幕的图像；以及计算机，所述计算机包括用于接收所捕获的图像数据并执行一个或多个光学处理操作以分析所述玻璃板的光学特性的逻辑。
所述玻璃板采集与定位系统包括在所述相机与所述背景屏幕之间紧邻所述传送机安装的外部支撑框架以及连接到所述外部支撑框架上的玻璃板支撑框架，使得所述玻璃板支撑框架可以从位于所述传送机上的玻璃板的平面中的总体上水平的第一取向选择性地定位到向上倾斜的取向，从而将玻璃板定位在所述相机与所述屏幕之间的预选位置处，并且之后将所述玻璃板重新定位并从玻璃板支撑框架释放以用于继续在所述传送机上移动。
所述玻璃板采集与定位系统还可以包括：定位机构，当玻璃板总体上移动到所述传送机上的位置中时，所述定位机构可致动用于将所述玻璃板相对于所述玻璃板支撑框架精确地定向；保持机构，所述保持机构用于将所述玻璃板固定到所述玻璃板支架框架。
所述玻璃板采集与定位系统还可以包括运输机构，所述运输机构可致动用于将所述玻璃板从所述传送机上提起并且将所述玻璃板保持在适当位置，使得所述定位机构可以接合所述玻璃板并且相对于所述玻璃板支撑框架精确地定向所述玻璃板。
所述玻璃板采集与定位系统还可以包括可编程控件，所述可编程控件包括被编程来执行用于控制运输机构、定位机构和保持机构的逻辑的至少一个处理器。
所述玻璃板采集与定位系统还可以包括玻璃板部分识别器，所述玻璃板部分识别器包括传感器，所述传感器安装在所述玻璃板支撑框架上游的期望位置处，以用于采集与所述玻璃板的形状相关联的数据。所述可编程控件还可以包括用于分析所采集的数据并将玻璃板识别为一组已知部分形状之一的逻辑、以及用于部分地基于针对所述组已知部分形状中的每一个所识别的部分形状来控制所述玻璃板采集与定位系统的一个或多个可移动部件的逻辑。
还披露了线上玻璃板光学检查系统和方法。安装所述线上玻璃板光学检查系统以便当多个玻璃板在与玻璃板加工系统相关联的传送机上运输时对它们进行检查，所述玻璃板加工系统对这些玻璃板执行一个或多个加热、弯曲、回火、热强化或其他制造操作。所披露的光学检查系统包括：背景屏幕，所述背景屏幕包括以预定义的图案安排的多个对比元件；数字相机，所述数字相机用于采集所述背景屏幕的图像；以及所披露的玻璃板采集与定位系统，所述玻璃板采集与定位系统用于当玻璃板在这些玻璃板加工系统传送机之一上传送时接收所述玻璃板、从所述传送机上暂时移除所述玻璃板、并且将所述玻璃板定位在所述相机与所述背景屏幕之间的路径中，使得所述相机可以捕获透射穿过所述玻璃板的图案的图像，并且随后将所述玻璃板重新定位在传送机上。
所披露的线上光学检查系统还包括至少一个计算机，所述至少一个计算机包括先前描述的部分形状识别和板材采集与定位机构控制逻辑、以及用于接收所捕获的图像数据并且执行一个或多个光学处理操作以便分析所述玻璃板的光学特性并显示或以其他方式报告与所述分析相关联的选定信息的逻辑。
附图说明
图1是所披露的玻璃板光学检查系统的一个实施例的侧视图；
图2是图1的所披露的玻璃板光学检查系统的透视图；
图3是可以用于玻璃板采集与定位系统中的定位机构的顶视图；
图4是可以用于玻璃板采集与定位系统中的玻璃板支撑框架的透视图；
图5是所披露的玻璃板光学检查系统的一个实施例的侧正视图，示出了采集与定位机构的处于两个位置的玻璃板支撑框架；
图6是安装在典型的汽车玻璃成型和回火生产线中的所披露的线上光学检查系统的一个实施例的示意图；并且
图7是安装在典型的汽车挡风玻璃成型生产线中的所披露的线上光学检查系统的另一个实施例的示意图。
具体实施方式
根据需要，在此披露了本发明的多个详细实施例；然而，应当理解，所披露的这些实施例仅仅是本发明的能以不同形式和可替代形式实施的示例。这些图不一定按比例绘制；一些特征可以被放大或最小化以便示出特定部件的细节。因此，在此披露的具体的结构上和功能上的细节不得解释为限制性的，而是仅作为教导本领域技术人员以不同方式采用本发明的代表性基础。
参考图1，玻璃板采集与定位系统(总体上表示为10)被披露用于结合到例如线上玻璃板光学特性检查系统(总体上表示为100)中。线上光学检查系统100以及所结合的玻璃板采集与定位系统10进而可以结合到用于制造玻璃板的系统(诸如在图6和图7中示意性地示出的制造系统200和300)中，所述用于制造玻璃板的系统包括一个或多个加工站以及一个或多个传送机14，所述一个或多个传送机用于在加工过程中在站之间传送所述玻璃板。
玻璃板采集与定位系统10被整合到线上光学检查系统100中，以便有助于采集与定位玻璃板以供线上光学系统100进行分析。线上光学系统100可以包括：背景屏幕102，所述背景屏幕包括以预定义的图案安排的多个对比元件；数字相机104，所述数字相机用于在玻璃板被定位在所述相机与所述屏幕之间的预选位置处的情况下采集背景屏幕102的图像；以及一个或多个计算机和/或可编程控件(总体上表示为60)，所述一个或多个计算机和/或可编程控件包括用于控制数字相机104并处理所采集的数据以便分析所述玻璃板的光学特性的逻辑。
仍然参考图1，玻璃板采集与定位系统10包括在背景屏幕102与相机104之间紧邻传送机14安装的外部框架12。玻璃板采集与定位系统10还包括可移动玻璃板支撑框架16，所述可移动玻璃板支撑框架可操作地连接到外部支撑框架12上，使得玻璃板支撑框架16可以从总体上水平的第一取向移动到向上倾斜的第二取向，由此玻璃板支撑框架16(以及保持在框架16内的玻璃板)从传送机14的平面被抬高，从而将玻璃板定位在相机104与屏幕102之间的预选位置处，使得线上光学检查系统可以收集所述特定玻璃板的期望数据。可移动玻璃板支撑框架16之后可以返回到其总体上水平的位置(如图1所示)，并将所述玻璃板从框架16释放回到传送机14上，以便传送所述玻璃板以供玻璃板加工系统进行进一步加工。
玻璃板采集与定位系统10还包括：定位机构18(如图2和图3所示)，当玻璃板在传送机14上传送时(或者可替代地，在所述玻璃板已从传送机上移除之后，如下文所述)，所述定位机构可控制来接触所述玻璃板并精确地定向所述玻璃板；以及保持机构20，所述保持机构用于在玻璃板已由定位机构18适当地定位之后将所述玻璃板固定在玻璃板支撑框架16上。玻璃板采集与定位系统10还包括可编程控件60，所述可编程控件包括一个或多个处理器，所述至少一个或多个处理器被编程来执行用于控制定位机构18和保持机构20来执行在此所述的这些功能的逻辑。
现在参考图2，玻璃板采集与定位系统10还可以包括玻璃板部分识别器22，所述玻璃板部分识别器包括在玻璃板支撑框架16的上游、紧邻传送机14安装的形状传感器24。传感器24被控制激活以采集与在传送机14上行进的玻璃板的形状相关联的数据。传感器24可操作地连接到如计算机60(如图1所示)的一个或多个处理器上，其中所述计算机包括用于分析由传感器24采集的数据并将所述玻璃板识别为存储在计算机60中的存储器中的一组已知部分形状之一的逻辑。在所示出的系统10的实施例中，部分识别器22还包括安装在传送机14下方的背景屏幕24，以提供适当的对比背景，使得当玻璃部分在传感器24与背景面板26之间传送时，传感器24可以采集适于允许系统逻辑有效地辨别所述玻璃部分的形状的数据。在所示出的实施例中，传感器24是数字图像识别相机、具体地是1.3兆像素CCD相机，但是本领域技术人员将理解，可以使用多种不同的图像传感器中的任何一种来捕获玻璃板的图像以用于形状分析。
仍然参考图2，玻璃板采集与定位系统10还可以包括运输机构28，所述运输机构可以从传送机14的传送平面(如图2所示)下方的第一位置竖直向上可控地移动、并且当玻璃板总体上移动到定位机构18所在位置中时与支撑在传送机14上的玻璃板的下表面接合，使得运输机构28接合玻璃板并将其从传送机14上提起，从而使得所述玻璃板可以如前所述由定位机构18接合和定位。通过如计算机60(图1所示)的适当编程的控制器、或其他可商购获得的可编程控件以已知方式控制的多个常规致动器(诸如气缸)可以用于如在此所述可控地定位所述运输机构。
如图2所示，运输机构28可以包括多个支柱状支撑件29。这些支撑件可以包括涂覆有的球形顶表面和/或安装在支柱顶部处的球形滚动球，所述球形表面接触玻璃板的下侧并且支撑所述玻璃板从传送机离线，以用于由定位机构18和保持机构20定位和采集。
现在参考图2和图3，在所披露的实施例中，定位机构18包括多个支柱状定位器30、32，所述支柱状定位器可以从玻璃板周边外侧的位置朝向玻璃板边缘移动并与所述玻璃板边缘接触，使得所述定位器30、32将所述玻璃板适当地定向，从而使得所述玻璃板可以通过保持机构20固定在适当位置。在所披露的实施例中，两个定位器30安装在定位机构18的两个平行轨道34和36的上游和下游处。轨道34和36可以由多种不同的常规致动器中的任何一个或多个来提供动力，使得它们可以同时朝向或远离彼此(以及玻璃板最靠近各个定位器的边缘)移动。在所示出的实施例中，轨道34、36由多个伺服电机提供动力。类似地，定位器32安装在轨道38和40上的传送机的任一侧上。轨道38和40可滑动地安装在轨道42和44上、并且可以由单个致动器提供动力，使得在传送机的相对侧上的定位器32同时朝向或远离彼此(并且朝向或远离玻璃板最靠近每个定位器的边缘)移动。因此，当玻璃板沿着传送机移动到总体上在支撑框架16的区域中的位置中时，可以控制定位器30、32中的每一个快速移动来与所述玻璃板接触并对所述玻璃板进行定向。
仍然参考图2和图3，定位器30、32中的一个或多个还可以由常规致动器(诸如气缸)来提供动力，以便在竖直方向上受控地移动，使得这些定位器可以回缩(即，降低)到传送机平面下方的位置处，以允许玻璃越过传送机上的定位器而被传送到下游以供进一步的加工。应当理解，用于控制定位器30和32的这些伺服电机、气缸、和/或其他致动器可以由诸如计算机60(图1示出)的适当编程的控制器、或其他可商购获得的可编程控件以本领域熟知的方式来控制。
在另一个设想的实施例中，定位机构18可以另外或可替代地包括多个其他的常规传感器和致动器，以便感测玻璃板在传送机上的存在和位置并根据需要移动成与所述板接触。在美国专利申请公开号2013/0091896A1(具体地参见定位设备54和多个定位器55，图4和图6-10，第4页，第39、41段)中披露了可以适用于帮助定位玻璃板以便固定在保持机构20上的这种替代定位系统的一种类型，所述公开文件的这些相关部分以其全部内容结合在此。
现在参考图2和图4，支撑框架16可以包括轨道62、64、66和68，这些轨道限定了总体上矩形的空间，玻璃板可以被定位和保持在所述空间中。轨道62和64在它们的上游端处诸如通过多个导销52来进行安装，以便在竖直轨道54中的导轨内可滑动并枢转地移动。轨道62和64中的每一个还在它们的下游端处进行安装，以便沿着竖直轨道58中的导轨枢转地并可滑动地移动。在所示出的实施例中，在每个轨道62和64上提供一个带槽导轨70，这样使得当支撑框架16同样沿着竖直轨道58中的导轨可滑动地定位时，互连元件(诸如导销)可以在导轨70内滑动。
仍然参考图2和图4，在所披露的实施例中，保持机构20包括多个气缸提供动力的夹具50，所述夹具安装在支撑框架上并且可控地从回缩位置(图4示出)定位成与玻璃板的周边边缘接合，以便接合所述玻璃板并将所述玻璃板保持在支撑框架16上的适当位置中。在所示出的实施例中，每个夹具50由常规气缸提供动力，所述气缸同样由诸如计算机60(图1所示)的适当编程的控制器、或其他可商购获得的可编程控件以已知的方式来控制。在所披露的实施例中，夹具50的行进范围适于允许将多种不同的玻璃板部分尺寸保持在单一尺寸的支撑框架16内。此外，轨道66可以在位置72和74处可释放地固定到轨道62和64中的每一个上，使得支撑框架16可以被手动地调节以适应额外的玻璃板部分尺寸，从而最小化或消除对移除和安装用于不同玻璃板部分的额外支撑框架的需要。
可替代地或另外，其他常规夹紧装置(诸如吸盘或其他机械夹持器)可以安装在支撑框架16上，以便在玻璃板已通过定位机构18保持在适当位置时将所述玻璃板固定到支撑框架16上，以便由支撑框架20进行采集。
现在参考图1和图5，将在系统10被整合到线上光学检查系统100中的背景下来描述玻璃板采集与定位系统10的这些部件中的每个部件的操作顺序。当玻璃板沿着传送机14在采集与定位系统10的上游(即，在图1的右边缘处)移动时，玻璃板的前缘由常规传感器76(诸如非接触式光学开关)进行检测，所述传感器被安装在上游的适当位置处并且可操作地连接(直接或间接地连接到图像传感器24上)，以允许用于玻璃板部分识别器22的控制系统60在玻璃板移动到传送机14上的图像传感器24下方时激活图像传感器24。由图像传感器24采集的图像数据随后通过部分识别器系统逻辑来进行分析和比较，以便确定与一个或多个所存储的已知部分形状的对应关系，并且所述逻辑因此将所述玻璃板识别为这些已知部分之一。如下文中所描述的，对此玻璃板进行的部分识别之后可以由用于定位机构18和保持机构20中的每一者的这些控件来使用，使得这些部件根据光学检查系统100的需要来定位、保持并最终定向所述玻璃板，以便分析所述特定部分的类型。
当玻璃板在下游移动(即，在图1和图3中从右向左移动)直到玻璃板总体上位于用于采集的位置中时，运输机构28(图2示出)被激活并向上移动，从而导致支撑件29中的每一个接触正在移动的玻璃板并将所述玻璃板从传送机18上提起。定位机构18随后被激活以便在玻璃板被支撑在运输机构28上时使定位器30、32移动成与所述玻璃板接触，以便精确地定向所述玻璃板用于在支撑框架16上进行采集和保持。一旦定位，就可以激活保持机构20上的每个夹具50以便将玻璃板牢固地保持在支撑框架16上。现在上面固定有玻璃板的支撑框架16随后可控地移动，以便将所述玻璃板定向在允许相机104记录背景屏幕102上的图案图像的位置(其中所述玻璃板被定位在所述相机与所述背景屏幕之间)并且之后分析图像日期以便评估和报告所述玻璃板的光学特性。
仍然参考图5，现在将描述所披露的实施例中的支撑框架的运动顺序。支撑框架16最初被定向在总体上水平的位置中、总体上平行于传送机14(在图3中以16示出)。框架16沿着上游竖直轨道54在其枢转连接部52处可滑动地定位到固定位置56(在所披露的系统中位于轨道54的顶部处)。支撑框架16同时或之后沿着下游竖直轨道58移动，使得支撑框架16倾斜到用于所述识别部分的期望检查角度。支撑框架16和玻璃板现在被定向在由图5中的16'指示的位置中。一旦玻璃板移动到位置16'，用于线上光学检查系统的控件60就激活相机104，以便记录透射穿过玻璃板的背景屏幕102的图案的图像。随后以已知的方式分析此图像信息，以便提供所述玻璃板的光学畸变信息和其他质量控制数据。
就在相机104激活时，支撑框架16可以以与先前描述的模式总体上相反的模式移动，从而将支撑框架16以及保持在其上的玻璃板重新定位在传送机14正上方的水平位置中。随后可以激活保持机构20以便将玻璃板释放到运输机构28上，或者可替代地直接释放到传送机14上以供进一步的加工。
应当理解，在所披露的实施例中，部分类型的识别允许定位机构18和保持机构20分别将玻璃板定位并保持在支撑框架上的位置中，使得当支撑框架在竖直轨道54上向上移动到位置56时，这些经识别的部分中的每个部分被定位成使得玻璃板的中心线与相机104的主轴线重合。还应当理解，所述系统可以被编程来基于部分的类型和/或用户偏好来将支撑框架移动(通过使框架沿着下游竖直轨道58滑动并使其围绕点56枢转)到任何期望的角度。
再次参考图1、图2和图5，还披露了一种线上玻璃板光学检查系统100。安装所述线上玻璃板光学检查系统100以便当玻璃板在与玻璃板加工系统相关联的传送机14上运输时来对所述玻璃板进行检查，所述玻璃板加工系统对这些玻璃板执行多种制造操作。所披露的检查系统100包括背景屏幕102、相机104、以及玻璃板采集与定位机构10，所述玻璃板采集与定位机构用于当玻璃板在传送机14之一上进行传送时接收所述玻璃板。如前所述，玻璃板采集与定位机构10暂时将玻璃板从传送机移除，并将所述玻璃板定位在相机104与背景屏幕102之间的路径中，使得相机104可以捕获透射穿过玻璃板的屏幕图案的图像。
玻璃板采集与定位机构10随后将玻璃板重新定位在传送机14上以供进一步的加工。检查系统100还包括计算机60，所述计算机包括用于接收所捕获的图像数据并执行一个或多个光学处理操作以分析玻璃板的光学特性并显示或以其他方式报告与所述分析相关联的选定信息的逻辑。如前所述，计算机60还可以可操作地连接到安装在这些定位器16上的多个传感器以及多个致动器，这些致动器被安装来使内部支撑框架16于在此描述的这些不同操作位置中的每一个之间往返移动，以便可控地定位多个玻璃板以进行图像采集和光学处理，如在此进一步描述的。
在一个实施例中，检查系统100可以是在美国专利申请公开号2012/0098959 A1中所描述的类型，所述公开的披露内容以其全部内容结合在此。在光学检查系统100的这个实施例中，针对每个玻璃板所采集的数字图像被下载到计算机60，所述计算机被适当地编程来分析所述图像数据以便确定：(1)标记，所述标记包括所观察到的透射穿过玻璃板的图案的图像中的光学畸变的放大率和透镜光学能；以及(2)玻璃板上的小的可见的光学或阻塞性缺陷。
除了由系统100识别和显示的上-述光学畸变特性和数据之外，所披露的系统和方法还可以识别和定位具有出现在玻璃板表面上的直径小至1毫米的光学和/或阻塞性畸变和其他可见缺陷的区域。
系统100可以由用户编程来以图形和数字方式显示光学畸变的不同标记(包括与行业标准最相关的那些标记(诸如ECE R43)或者在行业中被认为相关的其他标记)，以便分析所形成和制造的玻璃板的光传输品质。系统100也可以被编程来显示在玻璃板上识别到的小的可见的表面缺陷的位置。
在一个实施例中，背景屏幕102提供以距离彼此已知预定距离来定位在光背景上的多个暗方块的图案，从而形成矩形网格，使得所述网格的图像穿过安装在所述背景屏幕与相机104之间的玻璃板G来投射到所述相机上。应当理解，在不脱离本发明的精神的情况下，可以采用其他类似的对比网格图案。
数字相机104被安装成用于收集屏幕102上的透射穿过玻璃板G的网格的图像，所述玻璃板被保持在玻璃板采集与定位机构10上。根据如在此描述并且如在美国专利申请公开号2012/0098959A1中进一步描述的本发明的方法，相机104经由常规数据线连接到计算机60上，所述计算机可以被适当地编程来从相机采集数字图像数据、处理所述图像数据以便获得所述数据的期望分辨率、并且分析所述数据以便得出不同的畸变标记以及在玻璃板表面上的小痕迹/缺陷。计算机60还可以被编程来以图形(例如，颜色编码的图像)和统计的形式呈现所导出的图像畸变信息。如果需要，可以导出和报告针对玻璃板的多个预定义区域的不同的其他统计数据，包括透镜光学能的最大值、最小值、范围、平均值和标准偏差，或者可能感兴趣的其他畸变指数。
如本领域技术人员将理解的，除了在美国专利申请公开号2012/0098959 A1中所描述的方法和系统之外，光学检查系统100的其他实施例可以另外或可替代地采用其他已知的图像处理技术，以便收集和分析与这些玻璃板相关联的图像数据并提供所透射的光学畸变的不同标记。类似地，在不脱离本发明的精神的情况下，可以由检查系统100开发和采用用于识别玻璃板表面上的痕迹和/或缺陷的其他方法。
在一个实施例中，网格屏幕102是利用在半透明面板后方的常规照明设备(诸如荧光灯)的灯箱，在所述半透明面板上使用常规方法印刷、绘制或以其他方式涂覆优选地呈白色背景上黑色方块网格形式的对比图案。数字相机104使用已知方法连接到计算机60上，优选地使得所述相机的图像采集可以由计算机来控制。
图6示出了典型的玻璃板加热、弯曲和回火系统200，其包括本发明的线上光学检查系统100以及玻璃板采集与定位系统10。在这种安装中，这些玻璃板(用G表示)进入加热区202，在所述加热区中玻璃被软化到适于将所述玻璃成型为期望形状的温度。随后将受热的玻璃板传送到弯曲站204，在所述弯曲站处，将软化的板成型为期望形状，并且之后将所述玻璃板进一步传送到冷却站206，在所述冷却站处以受控方式冷却所述玻璃板以实现适当的物理特性。在此实施例中，随后将玻璃板从冷却站传送到传送机上，采集与定位机构10从所述传送机采集板材并对其进行定位，以便通过根据本发明的光学检查系统100进行图像采集和分析。在测量之后，玻璃板随后将被返回到传送机14以供进一步的加工。应当理解，玻璃的运输和传送可以通过使用已知的技术(诸如通过辊子、气浮或带式传送机、定位器和机器人手臂)来实现，以便以所描述的方式来处理所述玻璃。还应当理解，可以独立地控制多个传送机中的每一个，以使这些玻璃板以一定的速度移动通过这些不同的加工站，以便有效地控制在整个系统200中这些玻璃板的流动和加工。
类似地，图7示意性地展示了在典型的汽车挡风玻璃制造系统300中的本发明的线上光学检查系统100和相关联的玻璃板采集与定位系统10，所述汽车挡风玻璃制造系统可以包括加热站302、弯曲站304、冷却站306以及在光学检查系统100上游的层压站308。
由所披露的线上光学检查系统100输出的选定数据也可以被提供为对用于相关联的玻璃板加热、弯曲和回火系统200(或汽车挡风玻璃制造系统300)的控制逻辑的输入，以允许用于玻璃板系统的一个或多个站的一个或多个控件根据从多个先前加工的玻璃板得出的光学数据的变化来修改其操作参数。
应当理解，本发明的光学检查系统100可替代地可以根据需要在上述的和其他的玻璃板制造系统中的多个不同的其他点处安装在线上，以便最大化系统的生产率，条件是在玻璃板已成型为其最终形状之后进行这些光学畸变测量。
本领域技术人员还将理解，尽管在这些示出的实施例中相机和阵列屏幕被安排成使得相机104与背景阵列102之间的路径总体上平行于玻璃的传送方向，但是在不脱离本发明的精神的情况下，可以采用沿着适当地连接到玻璃板加工系统上的一个或多个传送机的系统100的不同的替代安排。
虽然以上描述了多个示例性实施例，但这些实施例并不旨在描述本发明的所有可能形式。相反，在本说明书中使用的词语是描述性词语而并非限制性词语，并且应当理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以做出不同改变。此外，可以组合不同实现的实施例的特征以形成本发明的另外的实施例。

Claims (13)

1.一种用于测量玻璃板的光学特性的线上系统的玻璃板采集与定位系统，所述线上系统包括：背景屏幕，所述背景屏幕包括以预定义的图案安排的多个对比元件；数字相机，所述数字相机用于在所述玻璃板被定位在所述相机与所述屏幕之间的预选位置处的情况下采集所述背景屏幕的图像，并且所述线上系统安装在用于制造玻璃板的系统中，所述用于制造玻璃板的系统包括一个或多个加工站以及一个或多个传送机，所述一个或多个传送机用于在加工过程中在站之间传送所述玻璃板，所述采集与定位系统包括：
外部支撑框架，所述外部支撑框架在所述相机与所述背景屏幕之间紧邻所述传送机安装；
可移动玻璃板支撑框架，所述可移动玻璃板支撑框架可操作地连接到所述外部支撑框架上，使得所述玻璃板支撑框架能够从在所述传送机上的所述玻璃板的平面中的总体上水平的第一取向选择性地定位到向上倾斜的第二取向，由此所述玻璃板支撑框架从在上面保持有玻璃板的所述传送机的所述平面被抬高，从而将所述玻璃板定位在所述相机与所述屏幕之间的所述预选位置处，并且之后重新定位以便将所述玻璃板从所述玻璃板支撑框架释放，以用于继续在所述传送机上移动；
定位机构，所述定位机构可致动用于相对于所述玻璃板支撑框架来定向所述玻璃板；
保持机构，所述保持机构用于将所述玻璃板固定到所述玻璃板支撑框架上；以及
可编程控件，所述可编程控件包括被编程来执行用于控制运输机构、所述定位机构以及所述保持机构的逻辑的至少一个处理器。
2.如权利要求1所述的玻璃板采集与定位系统，还包括玻璃板部分识别器，所述玻璃板部分识别器包括传感器，所述传感器用于采集与在所述线上系统上游的传送机上行进的玻璃板的形状相关联的数据，其中所述可编程控件包括用于分析所采集的数据并将所述玻璃板识别为一组已知部分形状之一的逻辑，并且其中所述定位机构和所述保持机构部分地基于所识别的部分形状而受控。
3.如权利要求1所述的玻璃板采集与定位系统，还包括运输机构，所述运输机构可致动用于将所述玻璃板从所述传送机上提起。
4.如权利要求3所述的玻璃板采集与定位系统，其中所述运输机构包括支架，所述支架包括多个玻璃板支撑件，所述多个玻璃板支撑件各自从位于所述传送机上的玻璃板的平面下方的第一位置可移动到与在所述传送机上传送的玻璃板的表面接触的第二位置，由此所述支撑件将所述玻璃板从所述传送机向上提起。
5.如权利要求1所述的玻璃板采集与定位系统，其中所述定位机构包括紧邻所述传送机安装的一个或多个可移动定位器，使得当所述玻璃板支撑框架被定位在其第一取向中时，所述定位器被移动以接触玻璃板、并且将所述玻璃板移动到用于将所述玻璃板固定在所述玻璃板支撑框架上的位置处。
6.如权利要求1所述的玻璃板采集与定位系统，其中所述保持机构包括紧邻所述玻璃板安装在所述玻璃板支撑框架上的一个或多个可定位的夹具，使得当所述玻璃板支撑框架被定位在其第一取向中时，所述夹具被定位成用于接触玻璃板并且将所述玻璃板固定在所述玻璃板支撑框架上，并且当所述玻璃板支撑框架被重新定位以用于将所述玻璃板从所述玻璃板支撑框架释放来继续在所述传送机上移动时，所述夹具被定位成用于将所述玻璃板从所述玻璃板支撑框架释放到所述传送机上。
7.一种用于在用于制造玻璃板的系统中测量玻璃板的光学特性的线上设备，所述用于制造玻璃板的系统包括一个或多个加工站以及一个或多个传送机，所述一个或多个传送机用于在加工过程中在站之间传送所述玻璃板，所述设备包括：
背景屏幕，所述背景屏幕包括以预定义的图案安排的多个对比元件，
数字相机，所述数字相机用于采集所述背景屏幕的图像，
玻璃板采集与定位机构，所述玻璃板采集与定位机构用于当玻璃板在所述传送机之一上传送时接收所述玻璃板、从所述传送机上暂时移除所述玻璃板、并且将所述玻璃板定位在所述相机与所述背景屏幕之间的路径中，使得所述相机能够捕获透射穿过所述玻璃板的图案的图像，所述采集与定位机构包括：
外部支撑框架，所述外部支撑框架在所述相机与所述背景屏幕之间紧邻所述传送机安装；以及
可移动玻璃板支撑框架，所述可移动玻璃板支撑框架可操作地连接到所述外部支撑框架上，使得所述玻璃板支撑框架能够从在所述传送机上的所述玻璃板的平面中的总体上水平的第一取向选择性地定位到向上倾斜的第二取向，由此所述玻璃板支撑框架从在上面保持有玻璃板的所述传送机的所述平面被抬高，从而将所述玻璃板定位在所述相机与所述屏幕之间的所述预选位置处，并且之后重新定位以便将所述玻璃板从所述玻璃板支撑框架释放，以用于继续在所述传送机上移动；以及
计算机，所述计算机包括至少一个处理器，所述至少一个处理器被编程来执行用于接收与选定玻璃板相关联的捕获图像数据并且使用所述捕获图像数据来执行一个或多个处理操作以便分析所述玻璃板的光学特性的逻辑。
8.如权利要求7所述的用于测量玻璃板的光学特性的线上设备，还包括：
玻璃板部分识别器，所述玻璃板部分识别器包括传感器，所述传感器用于采集与在所述线上设备上游的传送机上行进的玻璃板的形状相关联的数据；
运输机构，所述运输机构用于将所述玻璃板从所述传送机上提起；
定位机构，所述定位机构用于在已将所述玻璃板从所述传送机上提起之后定向所述玻璃板；
保持机构，所述保持机构用于将所述玻璃板固定到所述玻璃板支撑框架上；以及
可编程控件，所述可编程控件包括至少一个处理器，所述至少一个处理器被编程来执行用于控制所述运输机构、所述定位机构和所述保持机构中的一者或多者的逻辑以及用于分析所采集的数据并将所述玻璃板识别为一组已知部分形状之一的逻辑，并且其中所述定位机构和所述保持机构中的一者或两者部分地基于所识别的部分形状而受控。
9.如权利要求8所述的用于测量玻璃板的光学特性的线上设备，其中所述运输机构包括支架，所述支架包括多个玻璃板支撑件，所述多个玻璃板支撑件各自从位于所述传送机上的玻璃板的平面下方的第一位置可移动到与在所述传送机上传送的玻璃板的表面接触的第二位置，由此所述支撑件将所述玻璃板从所述传送机向上提起。
10.如权利要求8所述的用于测量玻璃板的光学特性的线上设备，其中所述定位机构包括紧邻所述传送机安装的一个或多个可移动定位器，使得当所述玻璃板支撑框架被定位在其第一取向中时，所述定位器被移动以接触玻璃板、并且将所述玻璃板移动到用于将所述玻璃板固定在所述玻璃板支撑框架上的位置处。
11.如权利要求8所述的用于测量玻璃板的光学特性的线上设备，其中所述保持机构包括紧邻所述玻璃板安装在所述玻璃板支撑框架上的一个或多个可定位的夹具，使得当所述玻璃板支撑框架被定位在其第一取向中时，所述夹具被定位成用于接触玻璃板并且将所述玻璃板固定在所述玻璃板支撑框架上，并且当所述玻璃板支撑框架被重新定位以用于将所述玻璃板从所述玻璃板支撑框架释放来继续在所述传送机上移动时，所述夹具被定位成用于将所述玻璃板从所述玻璃板支撑框架释放到所述传送机上。
12.一种用于在用于制造玻璃板的系统中测量玻璃板的光学特性的线上设备，所述用于制造玻璃板的系统包括：加热站，所述加热站用于将所述玻璃板加热至足以软化所述玻璃以便成形为期望形状的温度；弯曲站，其中经软化的板被成形为所述期望形状；冷却站，其中经成形的玻璃板以受控的方式被冷却；以及一个或多个传送机，所述一个或多个传送机用于在加工过程中在站之间传送所述玻璃板，所述设备包括：
背景屏幕，所述背景屏幕包括以预定义的图案安排的多个对比元件；
相机，所述相机用于采集所述背景屏幕的图像；
玻璃板部分识别器，所述玻璃板部分识别器包括传感器，所述传感器用于采集与在所述背景屏幕上游的传送机上行进的玻璃板的形状相关联的数据；
玻璃板采集与定位机构，所述玻璃板采集与定位机构包括可编程控件，所述可编程控件包括以下逻辑：所述逻辑用于基于由所述部分识别器采集的所述形状数据来控制所述机构以便玻璃板在所述传送机之一上传送时来接收所述玻璃板、从所述传送机上暂时移除所述玻璃板、并且将所述玻璃板定位在所述相机与所述背景屏幕之间的路径中，使得所述相机能够捕获透射穿过所述玻璃板的图案的图像；以及
计算机，所述计算机包括用于接收与选定玻璃板相关联的捕获图像数据并且使用所述捕获图像数据来执行一个或多个处理操作以便分析所述玻璃板的光学特性的逻辑。
13.一种用于当玻璃板在用于制造玻璃板的系统中传送时测量所述玻璃板的光学特性的方法，所述用于制造玻璃板的系统包括一个或多个加工站以及一个或多个传送机，所述一个或多个传送机用于在加工过程中在站之间传送所述玻璃板，所述方法至少包括以下步骤
提供背景屏幕和相机，所述背景屏幕包括以预定义的图案安排的多个对比元件，所述相机用于采集所述背景屏幕的图像；
采集与在所述背景屏幕上游的传送机上行进的玻璃板的形状相关联的数据；
当玻璃板在所述传送机上运输时，在预选位置处捕获所述玻璃板；
从所述传送机移除所述玻璃板；并且
将所述玻璃板在预选取向上定位在所述相机与所述屏幕之间，并且之后采集所述背景屏幕的图像；
重新定位所述玻璃板以使所述玻璃板继续在所述传送机上移动；并且
使用所采集的图像数据来执行一个或多个处理操作以便分析所述玻璃板的光学特性。
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