CN109844506B - 对准、检查和制造陶瓷蜂窝体的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种使陶瓷蜂窝体对准的设备和方法。该设备包括：光源，用于将光引导向陶瓷蜂窝体的第一端；透镜，用于接收引导至陶瓷蜂窝体的第一端的至少一部分光；成像装置，用于捕获所接收的光的图像，其中，所述图像包括陶瓷蜂窝体的侧表面的一部分。所述设备包括控制器，其构造为接收所捕获的图像，从而基于侧表面的部分来分析所捕获的图像，基于所述分析来调整陶瓷蜂窝体和/或透镜，从而使陶瓷蜂窝体和透镜光轴对准。

Description

对准、检查和制造陶瓷蜂窝体的设备和方法

本申请根据35U.S.C.§119要求2016年7月29日提交的美国临时申请系列第62/368,726号的优先权权益，本文以该申请的内容为基础并将其通过引用全文纳入本文。

技术领域

本公开的示例性实施方式涉及制造陶瓷蜂窝体的设备和方法，更具体地，涉及在其制造中使陶瓷蜂窝体自动对准的设备和方法。

背景技术

内燃机废气的后处理可以使用负载在高表面积基材上的催化剂，在柴油发动机和一些汽油直喷式发动机的情形中，可使用催化过滤器来去除碳烟炱颗粒。多孔陶瓷流通型蜂窝基材和壁流式蜂窝过滤器可用于这些应用中。

背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本公开背景技术的理解，因此可能含有不构成现有技术任意部分的信息，也可能含有现有技术未对本领域普通技术人员的可能启示。

发明内容

本公开的示例性实施方式提供了一种自动检查陶瓷蜂窝体的方法。

本公开的示例性实施方式还提供了一种使陶瓷蜂窝体自动对准的方法。

本公开的示例性实施方式还提供了一种自动检查陶瓷蜂窝体的检查设备。

本公开的示例性实施方式还提供了一种使陶瓷蜂窝体自动对准的对准设备。

一个示例性实施方式公开了如下的方法，所述方法包括：将光引导向陶瓷蜂窝体的第一端，其中，陶瓷蜂窝体包括第一端、与第一端相对的第二端以及从第一端延伸到第二端的侧表面。所述方法包括：由一部分陶瓷蜂窝体阻挡一部分被引导的光，通过透镜使第二端成像为被阻挡光的第一部分并且使一部分侧表面成像为被阻挡光的第二部分，捕获被阻挡光的第一部分和被阻挡光的第二部分的图像，分析所捕获图像的至少一部分，并基于所述分析来调整陶瓷蜂窝体或透镜中的至少一者，以使陶瓷蜂窝体和透镜的光轴彼此对准。

所述方法的各种实施方式可以用于：(i)使陶瓷蜂窝体自动对准；(ii)对陶瓷蜂窝体进行自动检查；以及/或者(iii)制造陶瓷蜂窝体。

在一些实施方式中，所述分析包括检测图像中的第二部分。

在一些实施方式中，所述分析包括计算第二部分的面积。

在一些实施方式中，所述分析包括确定第二部分相对于第一部分的位置。

在一些实施方式中，蜂窝体包括从第一端延伸到第二端的孔通道，并且所述调整使孔通道与透镜的光轴对准。

在一些实施方式中，孔通道的第一部分包括在第一端的栓塞，并且孔通道的第二部分包括在第二端的栓塞。

在一些实施方式中，所述方法还包括检测通过孔通道的第一部分和/或第二部分中一部分的被引导的光。

在一些实施方式中，所述方法还包括当光透射通过缺陷栓塞时，识别检测到的光。

在一些实施方式中，所述方法还包括：在识别出缺陷栓塞时，记录陶瓷蜂窝体的标识符或缺陷栓塞位置中的至少一者。

在一些实施方式中，透镜包括远心透镜。

在一些实施方式中，引导光包括引导漫射光或准直光中的至少一种。

一示例性实施方式还公开了包括如下的设备：光源，其构造为将光引导向陶瓷蜂窝体的第一端，其中，陶瓷蜂窝体包括第一端、与第一端相对的第二端以及从第一端延伸到第二端的侧表面。该设备包括：透镜，其构造为接收引导至陶瓷蜂窝体的第一端的至少一部分光；成像装置，其构造为捕获所接收的光的图像，其中，所述图像包括侧表面的一部分。所述设备包括：支撑卡盘，其构造为支撑陶瓷蜂窝体；以及控制器，其构造为接收所捕获的图像，从而基于侧表面的部分来分析所捕获的图像，基于所述分析来调整支撑卡盘或透镜中的至少一者，并使陶瓷蜂窝体和透镜光轴对准。

所述设备可以用于检查陶瓷蜂窝体、使陶瓷蜂窝体对准、以及/或者制造陶瓷蜂窝体。

在一些实施方式中，光源包括漫射光源或准直光源中的至少一种。

在一些实施方式中，透镜包括远心透镜。

在一些实施方式中，所述控制器构造为检测图像中的侧表面的部分。

在一些实施方式中，所述控制器构造为计算图像中的侧表面的部分的面积。

在一些实施方式中，所述控制器构造为计算图像中的侧表面的部分的位置。

在一些实施方式中，蜂窝体包括从第一端延伸到第二端的孔通道，并且控制器构造为使孔通道与透镜的光轴对准。

在一些实施方式中，孔通道的第一部分包括在第一端的栓塞，并且孔通道的第二部分包括在第二端的栓塞，并且控制器构造为检测从光源通过孔通道的第一部分或第二部分中至少一者的一部分的光。

在一些实施方式中，所述控制器构造成当光透射通过缺陷栓塞时，识别检测到的光。

在一些实施方式中，当识别出缺陷栓塞时，控制器构造成记录陶瓷蜂窝体的标识符或缺陷栓塞位置中的至少一者。

在一些实施方式中，成像装置包括照相机，所述照相机包括用于捕获接收到的光的图像的检测器。

在一些实施方式中，所述设备还包括：输送装置，其构造为将陶瓷蜂窝体置于支撑卡盘上，其中，通道和透镜光轴相对于偏转角或俯仰角中的至少一者没有对准。

一示例性实施方式还公开了包括如下的方法：将陶瓷蜂窝体设置在初始位置，其中，陶瓷蜂窝体包括第一端以及与第一端相对的第二端；将光引导向陶瓷蜂窝体的第一端；捕获陶瓷蜂窝体的第二端的多个图像，其中，该捕获多个图像包括：(i)捕获陶瓷蜂窝体的第二端的图像；(ii)以步进量将陶瓷蜂窝体旋转至另一位置；(iii)使计数器增量；以及(iv)重复过程(i)-(iii)，直至计数器达到预设值；以及分析多个图像以识别陶瓷蜂窝体中的缺陷。

在一些实施方式中，所述步进量是正的步进量。

在一些实施方式中，捕获多个图像还包括：(v)将陶瓷蜂窝体重置到初始位置；(vi)以负步进量将陶瓷蜂窝体旋转至另一位置；(vii)捕获陶瓷蜂窝体的第二端的图像；(viii)使计数器增量；(ix)重复过程(vi)-(viii)，直至计数器达到第二预设值。

在一些实施方式中，将陶瓷蜂窝体旋转至另一位置包括如下中的至少一种：使陶瓷蜂窝体围绕偏转轴旋转，或使陶瓷蜂窝体围绕俯仰轴旋转。

在一些实施方式中，以步进量将陶瓷蜂窝体旋转至另一位置包括使陶瓷蜂窝体围绕偏转轴旋转。

在一些实施方式中，捕获多个图像还包括：(v)将陶瓷蜂窝体重置到初始位置；(vi)使陶瓷蜂窝体围绕俯仰轴以第二步进量旋转至另一位置；(vii)捕获陶瓷蜂窝体的第二端的图像；(viii)使计数器增量；(ix)重复过程(vi)-(viii)，直至计数器达到第二预设值。

在一些实施方式中，分析多个图像以识别陶瓷蜂窝体中的缺陷包括识别陶瓷蜂窝体通道中的缺陷栓塞。

一示例性实施方式还公开了一种设备，所述设备包括：光源，其构造为将光引导向陶瓷蜂窝体的第一端，其中，陶瓷蜂窝体包括第一端以及与第一端相对的第二端；透镜，其构造为接收引导至陶瓷蜂窝体的第一端的至少一部分光；成像装置，其构造为捕获所接收的光的图像，支撑卡盘，其构造为支撑陶瓷蜂窝体并使陶瓷蜂窝体旋转到不同位置；以及控制器，其构造为：(i)控制支撑卡盘，以使支撑卡盘将陶瓷蜂窝体以步进量旋转至另一位置；(ii)使计数器增量；重复过程(i)和(ii)，直至计数器达到预设值；接收在陶瓷蜂窝体的多个不同位置处捕获的所接收到的光的多个图像；以及分析多个图像以识别陶瓷蜂窝体中的缺陷。

在一些实施方式中，控制器被构造成使陶瓷蜂窝体围绕偏转轴或俯仰轴中的至少一者旋转。

在一些实施方式中，控制器被构造成使陶瓷蜂窝体围绕偏转轴和俯仰轴旋转。

在一些实施方式中，陶瓷蜂窝体中的缺陷包括陶瓷蜂窝体的通道中的缺陷栓塞。

本公开的其他特征将在下文的说明中阐述，且部分特征会由该说明而变得显而易见或者可以通过实践本公开而习得。

应理解，前面的一般性描述和以下的具体实施方式都只是示例和说明性的，并且旨在对本发明提供进一步解释。

附图简要说明

包含的附图用于进一步理解本公开，附图纳入本说明书中并构成本说明书的一部分，附图例示了本公开的示例性实施方式，并且与说明书一起用来解释本公开的原理。

图1呈现了本公开示例性实施方式的检查设备的侧视示意图。

图2根据本公开示例性实施方式，示出了在检查设备的支撑卡盘中的部件看向漫射光源的端视图。

图3显示了本公开示例性实施方式的检查设备的侧视示意图。

图4根据本公开示例性实施方式，示出了图2中的在检查设备的支撑卡盘中的部件的看向漫射光源的端视图，其显示出表层部分的位置和宽度。

图5是根据本公开示例性实施方式，相对于成像系统的光轴的部件角度θ的示意图。

图6是倾斜部件的第二端的端视图。

图7是根据本公开的示例性实施方式，图6中第二端的放大视图，其中，显示了孔道长度和孔道宽度，并且将图像纵横比定义为长度/宽度。倾斜部件显示出大于1的孔道纵横比。

图8是部件对准、纵横比为1时图7的第二端面的示意图。

图9是根据本公开的示例性实施方式，在对准以及正俯仰角(pitch angle)和负俯仰角情况下的检查设备、孔道形状和孔道内强度分布的侧视示意图。

图10是根据本公开示例性实施方式，在检查设备中使陶瓷蜂窝体对准并对其进行分析的示例性方法的流程示意图。

图11是根据本公开的另外的示例性实施方式，在检查设备中使陶瓷蜂窝体对准并对其进行分析的示例性方法的流程示意图。

图12是根据本公开的另外的示例性实施方式，在检查设备中对陶瓷蜂窝体进行分析的另一种示例性方法的流程示意图。

具体实施方式

多孔陶瓷蜂窝体的制造可通过以下方法完成：使陶瓷粉末批料混合物塑化；通过蜂窝挤出模头挤出混合物以形成蜂窝状挤出物；以及对挤出物进行切割、干燥和烧制以生产高强度和耐热的陶瓷蜂窝体，该陶瓷蜂窝体具有从第一端面轴向延伸到第二端面的通道。如在本文中所使用的，陶瓷蜂窝体包括陶瓷蜂窝整体件和分段式陶瓷蜂窝体。

共挤出或之后施涂的外表层可以形成陶瓷蜂窝体的外部轴向外周表面。在本文中，外部轴向外周表面被称为陶瓷蜂窝体的侧表面。无论是整体式还是分段式，可以在进口面或出口面处堵塞蜂窝体的各通道以形成过滤器。当留下一些通道未堵塞时，可形成部分过滤器。无论是整体式还是分段式，可对蜂窝体进行催化以产生基材。另外，可对过滤器和部分过滤器进行催化以提供多功能性。由此生产的陶瓷蜂窝体被广泛用作机动车排气系统中的陶瓷催化剂载体，以及用作催化剂载体和壁流式微粒过滤器以去除发动机废气中的烟炱和其他微粒。

在用于陶瓷蜂窝体制造的商业上成功的工艺中，一些工艺利用大型同向旋转双螺杆挤出机来混合和挤出陶瓷蜂窝状挤出物。柱塞式挤出、压制、铸造、喷涂和三维打印是陶瓷蜂窝体制造的其他工艺。

本公开的一些示例性实施方式提供了一种用于自动检查陶瓷蜂窝体的设备和一种自动检查陶瓷蜂窝体的方法。根据这些示例性实施方式，提供了使部件与检查系统的光轴自动对准以针对缺陷对基材进行成像的设备和方法。

对自动化灯箱系统的研究已经表明，如果过程缺乏可重复的对准方法，则灯箱法表现出较差的可重复性。使用手动灯箱检查以及实验室实验的经验已表明：缺陷的出现随着正被检查的部件的取向微小变化而变化。发现，以可重复且准确的方式自动找到部件的平行通道空间中的取向为可重复的图像分析和缺陷检测提供了可重复的图像。

可以在堵塞后检验过滤器是否有光泄漏部。如本文所用，光泄漏部是指孔通道中的一种缺陷栓塞，其在检查期间透射光，所述检查涉及将光照射在堵塞的孔通道的一端上以及检验通过栓塞的透射光。利用被称为自动灯箱(ALB)的自动系统来检验光泄漏部的方法见述于美国专利第8,049,878B2，所述专利的全部内容通过引用纳入本文，就好像在本文中完整列出。在ALB系统中，以部件面朝下的方式使部件支撑在透明塑料表面上。ALB系统中的灯箱通过透明塑料将光引导向部件的支撑面，然后对从部件的相对面所发出的任意光进行成像。通过过滤器的任意光皆是光泄漏部，并且表明缺少堵塞、部分堵塞、堵塞损坏或浅堵塞。ALB系统检测得到光的存在，但不能在光泄漏部的其他特征之间进行辨别，例如可能有利于测量的形状和灰度分布。

当存在光泄漏部时，所获得的成像的光泄漏的强度取决于过滤器与ALB系统的照明和成像系统的对准程度。用于检查过滤器的光泄漏部的ALB系统和方法的准确性和可重复性通过支撑面和部件的通道之间缺少任意垂直性而减少。因此，期望具有以可重复方式使部件与检查系统对准的方法，以改进检查的可重复性和准确性。

2015年11月19日提交的国际申请第PCT/US2015/061471号描述了在陶瓷基材和成像系统之间自动对准的基材检查系统，所述申请的全部内容通过引用纳入本文，就好像在本文中完整列出。该基材检查系统利用搜索算法寻找透射通过基材的最大光的位置。然而，该方法不能用于过滤器，因为除非存在堵塞缺陷，否则堵塞防止光透射。

根据本公开的示例性实施方式，可以自动检查不透明的三维体，例如具有轴向延伸且被堵塞的通道的多孔陶瓷蜂窝体(在本文中称为部件)。由于本公开的对准过程、远心透镜的使用和均匀的漫射背光，这些示例性实施方式的方法和系统可以实现光泄漏部检查的可重复性和准确性改进。如本文所述的用于对准的这些方法和系统仅使用进行检查所需的器件而不使用额外器件用于对准过程。例如，位移传感器可以用于测量部件的位置。然而，位移传感器使方法和系统的复杂性和成本增加。

本公开示例性实施方式的这些方法和系统不需要分别如针对ALB系统所述和美国专利第4,319,840号中所述的囊状物或掩模。所公开的方法和系统适用于作为生产线上的在线方法和系统实施，因为当部件在装配线上的固定装置上时，该部件可以自动对准并对其进行检查，而无需人工干预。与之不同的是，由于垂直取向、囊状物的使用和缺乏部件自动对准能力，ALB系统可能难以在线实施。所公开的方法和系统能够准确测量光泄漏部的形状和灰度分布。与之不同的是，如上所述，ALB系统在这些能力上是有限的。例如，本文所公开的方法和系统能够检测并评估半透明栓塞的严重性，如下文中更详细说明的。

根据本公开的示例性实施方式，当过滤器与背光和远心透镜系统近似对准时，采集图像，该图像显示过滤器的面为暗图像(例如，圆形、椭圆形、或端面的其他截面形状)，并且具有过滤器的外周(侧表面)(例如表层)的月牙形部分。过滤器侧表面的月牙形部分在本文中可称为一部分侧表面的阴影。表层的成像部分的尺寸和位置用于计算需要将过滤器与成像系统对准的角位移。因此，使过滤器自动对准，并自动进行检查。在完成对准后，远心透镜允许进行光泄漏部的测量。

图1呈现了本公开示例性实施方式的检查设备100的侧视示意图。如图1示意性显示，漫射光源102提供了向着陶瓷蜂窝体(部件)106的第一面(例如，进口面)的光104。漫射光源102(光源)可以是透射通过漫射器的光源，或者漫射光源102可以任选地是准直光源102。例如，漫射光源102可以是灯箱，所述灯箱的发光表面区域大于部件106的端表面区域，其中，所述端表面区域是与部件106的轴向方向“A”相交的穿过部件106的截面。此外，漫射光源102可以是灯箱，所述灯箱的发光表面区域大于倾斜部件106垂直于发光表面的二维投影，如下文进一步描述的。本文中漫射光源102被称为背光。透射通过部件106的通道的光108从部件106的第二面(例如，出口面)发射向远心透镜110。远心透镜110可以是菲涅尔透镜110或其他类型的远心透镜。远心透镜110(透镜)使通过部件区域(直径)的光成像。例如，如果部件106具有缺陷栓塞，则一些光将会通过缺陷栓塞并且作为光108出现。例如，透镜110可以使大于部件106的端表面区域的区域成像，其中，所述端表面区域是与部件106的轴向方向“A”相交的穿过部件106的截面。

接收来自透镜110图像的照相机112包括采集图像的检测器。支撑卡盘114以与对准成某个角度116为部件106提供支撑。角度116可以是部件106的外部轴向外周表面和参考轴之间的角，所述参考轴从光源102延伸到照相机112，例如，沿着透镜的光轴OP从光源102到照相机112。如图1中从侧面观察的角度116在本文中可以被称为近对准角度。所采集的图像可以从照相机112检测器传输到控制器118并进行分析。角度116导致表层的一小部分在所获得的图像中可见。

图2根据本公开示例性实施方式，示出了检查设备100的支撑卡盘114中的部件106看向漫射光源102的端视图。可以在部件106的顶边缘处看到具有宽度22的侧表面120的月牙形部分。当部件106未与检查设备100的光轴OP对准时，光泄漏部124是难以检测的。

参见图3，部件106具有朝向光源102设置的第一端面130、与第一端面130相对的第二端面132、以及从第一端面130轴向延伸到第二端面132的侧表面(外周)136。第一位置P1处所示的部件106没有与光轴OP对准，例如，部件通道的轴向方向A与光轴OP成角度116，并且/或者，部件106的侧表面136的轴向方向与光轴OP成角度116。当部件106没有与光轴OP对准时，插图3a中显示的照相机112处的图像i(140)具有：由部件106的第二端面132组成的被阻挡光的第一部分128和由部件106的一部分侧表面136组成的被阻挡光的第二部分120、以及未被阻挡的光104。

图3所示的以第二位置P2例示的部件106与光轴OP对准，例如，部件的轴向方向A与光轴OP对准。当部件106与光轴OP对准时，光的被阻挡部分的总面积最小。当部件106与光轴OP对准时，插图3b中显示的照相机112处的图像i(142)显示出很少(如果有的话)的第二部分120和未被阻挡的光104。换言之，当部件106与光轴OP在预定水平以内对准时，如果在图像i(142)中完全难以看到侧表面136，则图像i(142)将具有最小化的由部件106的一部分侧表面136组成的第二部分120。

可以将部件106调整至与光轴OP对准，或者可以调整远心透镜110以调整光轴OP来适应部件106。当漫射光源102(光源)是准直光源102时，调整远心透镜110还涉及调整光源102。

图4根据本公开示例性实施方式，示出了图2中的在检查设备100的支撑卡盘114中的部件106的看向漫射光源102的端视图，其显示出侧表面120的部分的位置和宽度。编写图像处理软件以找到图像的表层部分120，并计算其位置和宽度122可以用图像处理软件提取并测量通过部件106的表层所产生的小的部分120。

图5是根据本公开示例性实施方式，相对于成像系统100的光轴OP的部件角度θ、116的示意图。使用例如参考图3和图4所述来测量的侧表面120的部分的宽度122以及已知的部件长度L来计算部件106相对于系统的光轴OP的角度θ、116。

本公开的另一示例性实施方式提供了使用如图1至图5中所示相同设备但不使用或不需要表层阴影的对准方法。如图6至图9所示的该示例性实施方式使用孔道纵横比法。孔道纵横比将栓塞和孔道成像在最接近透镜的部件面(第二端)上。光可以照亮第二端以使得第二端部件面上的栓塞和孔道是可检测和可测量的。可以提高图像强度以完成将栓塞和孔道成像在第二端部件面上。这可以通过增加照相机增益或照相机积分时间来实现而无需任何硬件改造。容易透光的区域(部件外侧或光泄漏部)将过度曝光，但不易透光的区域(堵塞的孔道)将变得足够明亮，从而进行分析。

图6是倾斜部件第二端的端视图。图7是根据本公开的示例性实施方式所述的图6中第二端的放大视图，其中，显示了孔道长度150和孔道宽度152，并且将图像纵横比定义为长度/宽度。倾斜部件显示出大于1的孔道纵横比。

一旦捕获图像，可以测量任意数量的孔道156和/或栓塞158的纵横比。如果垂直于部件面的矢量不与成像系统的光轴平行，则孔道的实际形状将无法成像。相反，在图像平面上的孔道投影将会确定孔道的表观形状，并且纵横比将是除1之外的某个值。许多孔道的纵横比可以用亚像素精度进行测量并且随后一起进行平均，从而改进所述方法的精度和稳健性。虽然显示了方形孔道，但是所公开方法可以应用于其他孔道形状，例如六边形、三角形等。

然后可以使用三角法和矢量分析来计算部件面法向矢量和光轴矢量之间的角度。角度的正弦可以通过孔道内的图像强度分布来确定。与表层对准方法一样，一旦知道该角度，就可以消除所述角度。结果是在面法向矢量与成像的对准得到了改进。

图8是部件进行对准、纵横比为1时图7的第二端面的示意图。图9是根据本公开的示例性实施方式，在对准以及正俯仰角和负俯仰角情况下的检查设备、孔道形状和孔道内强度分布的示意性侧视图。

图10是根据本公开的一些示例性实施方式，在检查设备100中使陶瓷蜂窝体106对准的示例性方法500的流程示意图。返回参考图1、2、3、4和5，检查设备100可以执行所公开方法500的示例性实施方式，以使陶瓷蜂窝体106对准，从而检测光泄漏部124。

在操作504中，将部件106置于设备100中，例如置于支撑卡盘114上，并且例如通过控制器118，记录水平和垂直参考角度116。在操作506中，照相机112通过远心透镜110捕获部件106看向光源102的图像。在操作510中，通过控制器118识别图像中的侧表面120的部分。在操作514中，通过控制器118测量侧表面120的部分的宽度和位置122。在操作518中，控制器118基于侧表面120的部分的宽度和位置122来确定角位移，以使部件106与设备100的光轴OP对准。可以通过控制器118计算用于实现对准的角位移确定。

在操作520中，控制器118控制支撑卡盘114，以将部件106按俯仰角和偏转角移动至所确定的角位移，从而使部件106与设备100的光轴OP对准。如本文所用，偏转是指围绕垂直于支撑卡盘114上的部件106的轴向方向A的轴旋转。如本文所用，俯仰是指围绕如下轴所进行的旋转，所述轴垂直于旋转的偏转轴且垂直于支撑卡盘114上的部件A的轴向方向A。支撑卡盘114可以是机动化台，其在控制器118的控制下通过偏转角和俯仰角倾斜。结果，在新的偏转和俯仰位置处，更多的进入部件106的光104可以作为通过光泄漏部124的光108出现，以为后续分析提供改进的信噪比和改进的分辨率。在操作522中，在新的偏转和俯仰位置，例如，使部件106与设备100的光轴OP对准的位置，照相机112通过远心透镜110捕获部件106看向光源102的图像。在操作522中捕获的图像[例如，参考图3所述的图像i(142)]提供了比部件106未与光轴OP对准时的更好的信噪比用于检测光泄漏部124。在操作526中，分析图像的光泄漏部124，例如，通过控制器118进行分析。在操作528中，输出结果。输出的结果可以包括关于所检测的光泄漏部的信息，例如数量和位置，这些信息可用于修复光泄漏部124、淘汰部件106等。

虽然已参考使用图像中的侧表面120的部分使部件106对准来描述方法500，但是本公开不限于此，并且如上所述的孔道纵横比方法可以用于方法500。

图11是根据本公开另一示例性实施方式，在检查设备100中使陶瓷蜂窝体106对准的示例性方法600的流程示意图。参考图1、2、3、4和5，检查设备100可以执行所公开方法600的示例性实施方式，以使陶瓷蜂窝体106对准，从而检测光泄漏部124。

在操作604中，将部件106置于设备100中，例如，支撑卡盘114。在操作606中，照相机112通过远心透镜110捕获部件106看向光源102的图像。在操作608中，识别图像中的侧表面120的部分，并且通过控制器118测量侧表面120的部分的参数，例如，宽度、位置和/或面积122。

在操作610中，该部件以正偏转方向移动步进量，例如0.01°、0.1°、1°等，以使在指示该部件与光轴OP之间对准的图像中的侧表面120部分最小化。控制器118可以控制支承部114进行步进移动。在操作612中，照相机112通过远心透镜110捕获部件106看向光源102的另一图像。在操作614中，识别图像中的侧表面120的部分，并且通过控制器118测量侧表面120的部分的参数。

在操作620中，控制器118将来自操作608的图像中的侧表面120的部分的参数122与来自操作614的参数122进行比较，并确定侧表面120的部分的面积和/或宽度122是否变大。如果侧表面120的部分变大，那么所述方法前进到操作622，否则，重复操作610至操作620，并且操作620中的比较是将来自操作614中的两个连续测量的侧表面120的部分的面积和/宽度122进行比较。当在最新确定侧表面120的部分的面积和/或宽度122时，侧表面120的部分变大了，则所述方法前进到操作622，在该操作中，部件以负偏转方向移动步进量，例如0.01°、0.1°、1°等，以使在指示部件与光轴之间对准的图像中的侧表面120的部分最小化。

在操作622、624、626和630中，分别进行以下操作：使部件以负偏转方向移动步进量(622)，捕获部件106的另一图像(624)，对图像进行分析以确定侧表面120的部分的面积和/或宽度122(626)，并且将该面积和/或宽度122与前一偏转位置处的面积和/或宽度122进行比较以确定该面积和/或宽度122是否大于前一偏转位置处的面积和/或宽度122(630)。重复操作622、624、626和630，直至面积和/或宽度122大于前一偏转位置处的面积和/或宽度122。在操作632处，部件可以正偏转方向移动步进量，以使得图像中的侧表面120的部分的面积和/或宽度122最小化。

在操作634中，该部件以正俯仰方向移动步进量，例如0.01°、0.1°、1°等，以使在指示该部件与光轴OP之间对准的图像中的侧表面120的部分最小化。俯仰步进量可以与偏转步进量相同或不同。控制器118可以控制支撑部114进行步进移动。在操作636中，照相机112通过远心透镜110捕获部件106看向光源102的另一图像。在操作638中，识别图像中的侧表面120的一部分，并且通过控制器118测量侧表面120的部分的参数。

在操作640中，控制器118将来自操作626的图像中的侧表面120的部分的参数122与来自操作638的参数122进行比较，并确定侧表面120的部分的面积和/或宽度122是否变大。如果侧表面120的部分变大，那么所述方法前进到步骤644，否则，重复操作634至操作640，并且操作640中的比较是将来自操作638中的两个连续测量的侧表面120的部分的面积和/宽度122进行比较。当在最新确定侧表面120的部分的面积和/或宽度122时，侧表面120的部分变大了，所述方法前进到操作644，在该操作中，部件以负俯仰方向移动步进量，例如0.01°、0.1°、1°等，以使在指示部件与光轴OP之间对准的图像中的侧表面120的部分最小化。

在操作644、646、648和650中，分别进行以下操作：使部件以负俯仰方向移动步进量(644)，捕获部件106的另一图像(646)，对图像进行分析以确定侧表面120的部分的面积和/或宽度122(648)，并且将该面积和/或宽度122与前一俯仰位置处的面积和/或宽度122进行比较以确定该面积和/或宽度122是否大于前一俯仰位置处的面积和/或宽度122(650)。重复操作644、646、648和650，直至面积和/或宽度122大于前一俯仰位置处的面积和/或宽度122。在操作654处，部件可以正俯仰方向移动步进量，以使得图像中的侧表面120的部分的面积和/或宽度122最小化。

在操作656中，通过操作604至操作654将部件106与光轴OP对准至步进量内，并捕获部件106的另一图像。在操作656中捕获的图像[例如，参考图3所述的图像i(142)]提供了比部件106未与光轴OP对准时的更好的信噪比用于检测光泄漏部124。在操作658中，分析图像的光泄漏部124，例如，通过控制器118进行分析。在操作660中，输出结果。输出的结果可以包括关于所检测的光泄漏部的信息，例如，数量和位置，这些信息可以用于修复光泄漏部124、淘汰部件106等。

虽然已参考使用图像中的侧表面120的部分使部件106对准来描述方法600，但是本公开不限于此，并且如上所述的孔道纵横比方法也可以用于方法600。

图12是根据本公开其他示例性实施方式，在检查设备中使陶瓷蜂窝体对准并对其进行分析的示例性方法的流程示意图。再次参考图1、2、3、4和5，检查设备100可以执行所公开方法700的示例性实施方式，以使陶瓷蜂窝体106对准，从而检测光泄漏部124。

在操作702中，将部件106置于设备100中，例如置于支撑卡盘114上，并且例如通过控制器118，记录初始水平和垂直参考角116。在操作704中，照相机112通过远心透镜110捕获部件106看向光源102的图像。在操作706中，分析图像的光泄漏部124，例如，通过控制器118进行分析。在操作710中，该部件以正偏转方向移动步进量，例如0.01°、0.1°、1°等，通过将部件106的孔通道与光轴OP对准使光泄漏部124的信噪比最大化。计数器j有增量，并且在操作712和716中确定计数器j是否已达到预设值n。当计数器j未达到预设值n时，重复操作704至操作716。当计数器j达到预设值n时，部件106返回操作718的初始水平和垂直参考角116。

在操作720中，该部件以负偏转方向移动步进量，例如0.01°、0.1°、1°等，通过将部件106的孔通道与光轴OP对准使光泄漏部124的信噪比最大化。在操作722中计数器k的增量为1，并且操作724中照相机112通过远心透镜110捕获部件106看向光源102的另一图像。在操作726中，分析图像的光泄漏部124，例如，通过控制器118进行分析。

在操作730中，部件以负偏转方向移动步进量。计数器k有增量，并且在操作732和736中确定计数器k是否已达到预设值m。当计数器k未达到预设值m时，重复操作724至操作736。当计数器k达到预设值m时，部件106返回操作738的初始水平和垂直参考角116。

在操作740中，该部件以正俯仰方向移动步进量，例如0.01°、0.1°、1°等，通过将部件106的孔通道与光轴OP对准使光泄漏部124的信噪比最大化。在操作744中计数器p的增量为1，并且操作748中照相机112通过远心透镜110捕获部件106看向光源102的另一图像。在操作752中，分析图像的光泄漏部124，例如，通过控制器118进行分析。

在操作754中，部件以正俯仰方向移动步进量。计数器p有增量，并且在操作758和760中确定计数器p是否已达到预设值u。当计数器p未达到预设值u时，重复操作748至操作760。当计数器p达到预设值u时，部件106返回操作764的初始水平和垂直参考角116。

在操作768中，该部件以负俯仰方向移动步进量，通过将部件106的孔通道与光轴OP对准使光泄漏部124的信噪比最大化。在操作770中计数器q的增量为1，并且操作772中照相机112通过远心透镜110捕获部件106看向光源102的另一图像。在操作774中，分析图像的光泄漏部124，例如，通过控制器118进行分析。

在操作776中，部件以负俯仰方向移动步进量。计数器q有增量，并且在操作778和780中确定计数器q是否已达到预设值v。当计数器q未达到预设值v时，重复操作772至操作780。当计数器q达到预设值v时，在操作782处输出结果。

根据方法700的操作，n+m+u+v个图像的总数可以是输出结果的一部分。在任意图像中，透射出光的任意孔通道可以被识别为光泄漏部124作为输出结果。也就是说，在部件106上，取决于一些因素，如部件制造过程，一些孔通道取向可能与其他孔通道取向不同。因此，以部件106和光轴OP之间的不同角度116来与光轴OP对准的孔通道可以在一些图像中产生更强的信噪比，并且以部件106和光轴OP之间的不同角度116来与光轴OP对准的其他孔通道在其他图像中可以产生更强的信噪比。因此，输出结果可以包括关于所检测的光泄漏部的信息，例如，数量和位置，这些信息可用于修复光泄漏部124、淘汰部件106等。

俯仰角和偏转角116不需要分别相对于侧视图和俯视图而言，即，俯仰角和偏转角116可以是任意任何取向。通常，俯仰角和偏转角116彼此正交。当使用术语顶部、侧部、垂直和水平时，本公开并没有被限制到这些示例性的实施方式中。相反，为了简化说明，与空间相关的术语，例如“顶部”、“底部”、“水平”、“垂直”、“侧部”、“下部”、“下面”、“下方”、“上方”、“上部”等可如图中所例示在本文中用于描述一个元件或特征与另一元件(多个元件)或特征(多个特征)的关系。应理解，与空间相关的术语旨在包括除了图中所示的取向之外的在使用或在操作的装置的不同取向。例如，如果图中的装置颠倒，之前描述为位于其他元件或特征“下方”或“下面”的元件则将被取向为位于其他元件或特征的“上方”。因此，示例性的术语“下方”可涵盖上方和下方两个取向。装置可进行其他取向(旋转90度或处于其他取向)，可以相应地来解释本文中使用的与空间相关的描述语。因此，当图1中的检查设备旋转90°时，示例性的术语“侧视图”可变为“顶视图”，反之亦然。

应理解，出于本发明的目的，“X、Y或Z中的至少一个”可被解释为仅X、仅Y、仅Z或两个或更多个项目X、Y和Z的任意组合(例如，XYZ、XYY、YZ、ZZ)。

本说明书中提到的示例性实施方式以及本说明书中的类似语言可以但不必然指代相同的实施方式。此外，参考示例性实施方式的本文所述主题的所述特征、结构或特点可以以任意合适方式在一个或多个示例性实施方式中结合。

对本领域的技术人员显而易见的是，可以对本公开进行各种修改和变动而不偏离本公开的精神或范围。因此，所附权利要求书旨在覆盖对本公开的这些修改和变动，只要这些修改和变动在所附权利要求书及其等同方案的范围之内。

Claims (32)

1.一种用于对准陶瓷蜂窝体的方法，所述方法包括：

将光引导向陶瓷蜂窝体的第一端，其中，陶瓷蜂窝体包括第一端、与第一端相对的第二端以及从第一端延伸到第二端的侧表面；

通过一部分陶瓷蜂窝体阻挡被引导的光的一部分；

通过透镜使第二端成像为被阻挡光的第一部分并且使一部分侧表面成像为被阻挡光的第二部分；

捕获被阻挡光的第一部分和被阻挡光的第二部分的图像；

分析所捕获图像的至少一部分；以及

基于所述分析来调整陶瓷蜂窝体或透镜中的至少一者，以使所捕获图像中的第二部分最小化，由此使陶瓷蜂窝体和透镜的光轴彼此对准。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述分析包括计算第二部分的面积。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述分析包括确定第二部分相对于第一部分的位置。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述蜂窝体包括从第一端延伸到第二端的孔通道，并且所述调整使孔通道与透镜的光轴对准。

5.如权利要求4所述的方法，其中，所述孔通道的第一部分包括在第一端的栓塞，并且所述孔通道的第二部分包括在第二端的栓塞。

6.如权利要求5所述的方法，所述方法还包括检测通过孔通道第一部分或第二部分中至少一者的一部分的被引导的光。

7.如权利要求6所述的方法，所述方法还包括当光透射通过缺陷栓塞时，识别检测到的光。

8.如权利要求7所述的方法，所述方法还包括：在识别出缺陷栓塞时，记录陶瓷蜂窝体的标识符或缺陷栓塞的位置中的至少一者。

9.如权利要求1所述的方法，其中，透镜包括远心透镜。

10.如权利要求1所述的方法，其中，引导光包括引导漫射光或准直光中的至少一种。

11.一种用于对准陶瓷蜂窝体的设备，所述设备包括：

光源，其构造为将光引导向陶瓷蜂窝体的第一端，其中，陶瓷蜂窝体包括第一端、与第一端相对的第二端以及从第一端延伸到第二端的侧表面；

透镜，其构造为接收引导至陶瓷蜂窝体的第一端的至少一部分光；

成像装置，其构造为捕获所接收的光的图像，其中，所述图像包括侧表面的一部分；

支撑卡盘，其构造为支撑陶瓷蜂窝体；以及

控制器，其构造为接收所捕获的图像，从而基于侧表面的部分来分析所捕获的图像，基于所述分析来调整支撑卡盘或透镜中的至少一者，并使陶瓷蜂窝体和透镜光轴对准，

其中，所述控制器构造为计算图像中侧表面的部分的面积。

12.如权利要求11所述的设备，其中，光源包括漫射光源或准直光源中的至少一种。

13.如权利要求11所述的设备，其中，透镜包括远心透镜。

14.如权利要求11所述的设备，其中，所述控制器构造为检测图像中的侧表面的部分。

15.如权利要求11所述的设备，其中，所述控制器构造为计算图像中侧表面的部分的位置。

16.如权利要求11所述的设备，其中，所述蜂窝体包括从第一端延伸到第二端的孔通道，并且控制器构造为使孔通道与透镜的光轴对准。

17.如权利要求16所述的设备，其中，所述孔通道的第一部分包括在第一端的栓塞，并且所述孔通道的第二部分包括在第二端的栓塞，并且

所述控制器构造为检测通过孔通道的第一部分或第二部分中的至少一者的一部分的来自光源的光。

18.如权利要求11所述的设备，其中，所述控制器被构造成当光透射通过缺陷栓塞时，识别检测到的光。

19.如权利要求15所述的设备，其中，当识别出缺陷栓塞时，所述控制器被构造成记录陶瓷蜂窝体的标识符或缺陷栓塞的位置中的至少一者。

20.如权利要求11所述的设备，其中，所述成像装置包括照相机，所述照相机包括用于捕获所接收的光的图像的检测器。

21.如权利要求11所述的设备，所述设备还包括：输送装置，其构造为将陶瓷蜂窝体置于支撑卡盘上，其中，通道和透镜光轴相对于偏转角或俯仰角中的至少一者没有对准。

22.一种用于检查陶瓷蜂窝体的方法，所述方法包括：

将陶瓷蜂窝体设置在初始位置，其中，陶瓷蜂窝体包括第一端以及与第一端相对的第二端；

将光引导向陶瓷蜂窝体的第一端；

捕获陶瓷蜂窝体的第二端的多个图像，其中，捕获多个图像包括：

(i)捕获陶瓷蜂窝体第二端的图像；

(ii)以步进量将陶瓷蜂窝体旋转至另一位置；

(iii)使计数器增量；以及

(iv)重复过程(i)-(iii)，直至计数器达到预设值；以及

基于在陶瓷蜂窝体与光轴之间的不同角度下捕获的图像中的信噪比分析多个图像，以识别陶瓷蜂窝体中的缺陷。

23.如权利要求22所述的方法，其中，所述步进量是正的步进量。

24.如权利要求23所述的方法，其中，捕获多个图像还包括：

(v)将陶瓷蜂窝体重置到初始位置；

(vi)以负步进量将陶瓷蜂窝体旋转至另一位置；

(vii)捕获陶瓷蜂窝体第二端的图像；

(viii)使计数器增量；

(ix)重复过程(vi)-(viii)，直至计数器达到第二预设值。

25.如权利要求22所述的方法，其中，将陶瓷蜂窝体旋转至另一位置包括如下中的至少一种：使陶瓷蜂窝体围绕偏转轴旋转，或使陶瓷蜂窝体围绕俯仰轴旋转。

26.如权利要求22所述的方法，其中，以步进量将陶瓷蜂窝体旋转至另一位置包括使陶瓷蜂窝体围绕偏转轴旋转。

27.如权利要求26所述的方法，其中，捕获多个图像还包括：

(v)将陶瓷蜂窝体重置到初始位置；

(vi)使陶瓷蜂窝体以第二步进量围绕俯仰轴旋转至另一位置；

(vii)捕获陶瓷蜂窝体第二端的图像；

(viii)使计数器增量；

(ix)重复过程(vi)-(viii)，直至计数器达到第二预设值。

28.如权利要求22所述的方法，其中，分析多个图像以识别陶瓷蜂窝体中的缺陷包括识别陶瓷蜂窝体通道中的缺陷栓塞。

29.一种用于检查陶瓷蜂窝体的设备，所述设备包括：

光源，其构造为将光引导向陶瓷蜂窝体的第一端，其中，陶瓷蜂窝体包括第一端和与第一端相对的第二端；

透镜，其构造为接收引导至陶瓷蜂窝体的第一端的至少一部分光；

成像装置，其构造为捕获所接收的光的图像；

支撑卡盘，其构造为支撑陶瓷蜂窝体并使陶瓷蜂窝体旋转到不同位置；以及

控制器，其构造为：

(i)控制支撑卡盘，以使支撑卡盘将陶瓷蜂窝体以步进量旋转至另一位置；

(ii)使计数器增量；

(iii)重复过程(i)和(ii)，直至计数器达到预设值；

(iv)接收在陶瓷蜂窝体的多个不同位置处捕获的接收到的光的多个图像；以及

(v)基于在陶瓷蜂窝体与光轴之间的不同角度下捕获的图像中的信噪比分析多个图像，以识别陶瓷蜂窝体中的缺陷。

30.如权利要求29所述的设备，其中，所述控制器构造成使陶瓷蜂窝体围绕如下中的至少一者旋转：偏转轴或俯仰轴。

31.如权利要求29所述的设备，其中，所述控制器被构造成使陶瓷蜂窝体围绕偏转轴和俯仰轴旋转。

32.如权利要求29所述的设备，其中，陶瓷蜂窝体中的缺陷包括陶瓷蜂窝体的通道中的缺陷栓塞。

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