CN111965199A - 一种自动对光的透光平板缺陷检测装置 - Google Patents
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Abstract
一种自动对光的透光平板缺陷检测装置，包括机架以及安装在机架上的相机、相机定位机构、主光源、补光源和自动对正机构，所述机架以龙门结构横向跨越在透光平板传送轨道上，所述相机定位机构与补光源位于透光平板的上侧，所述主光源位于透光平板的下侧，两者以透光平板中线对称布置；相机定位机构带动相机前后移动确定相机拍摄位置，采用自动对正机构将相机镜头与主光源对正在一条线上，且使补光源与主光源转向相反但转角相等，保证补光源与主光源的照射光线在透光平板的检测部位处交汇。本发明提供了一种自动对光的透光平板缺陷检测装置，能够在检测时快速完成相机镜头、主光源、补光源三者的对正工作，极大地提高检测效率。
Description
技术领域
本发明涉及机械工程技术领域，尤其是涉及一种自动对光的透光平板缺陷检测装置。
背景技术
由于玻璃制造的过程难免在会在一些部分产生少许瑕疵,玻璃的缺陷一般可分为：气泡，结石，条纹、线道、疖瘤，沾锡、锡滴、渗锡和玻璃发霉等。这些缺陷中有的非常细微，却严重影响成品玻璃的质量和厂家信誉。所以玻璃缺陷检测成为玻璃生产工序中不可或缺的一个重要环节。
人工检测法不仅效率低下、人工成本高，还容易受到检测工的主观判断而产生误检，准确度不高，而且因为工人的眼睛长期处于强光环境且长时间处于专注的状态，所以对检测工人的眼睛有很大伤害。机器视觉检测则是将机器视觉与图像处理技术相结合的高速光学自动化在线检测方式，拥有更快的速度、更大的信息量、更强的实时性与更高的智能化程度。
在自动化检测过程中，采用相机拍照然后对图像进行处理，判断缺陷是否存在以及缺陷类型，而图像清晰度对图像分析的处理速度和正确性直接相关，图像清晰度除了与相机的性能有关外，照明技术的优劣也有重要影响。目前照明技术主要的方法有：(1)摩尔条纹干涉法：在光源与被检测的平板玻璃透光平板之间放置一块透明的光栅板，增强图像中的玻璃缺陷的对比度，图像中的玻璃缺陷更加明显，还可以采集到由于光学畸变造成的玻璃缺陷。(2)智能光源法：使用一种特殊的光源，自动产生黑白相间的运动条纹光，其中黑白条纹的间隔和运动条纹光的运动速度是可以根据需要进行调整，得到的图像可以通过融合增强缺陷特征，可用于平板玻璃透光平板缺陷检测也可用于曲面玻璃缺陷检测，但适用性受限。(3)低角度照明法:用一个或者多个光源置于玻璃板下方，相机置于玻璃板的另一侧，在有需要时可以在相机的同侧设置补光用光源进行补光，该方法结构简单，成本比较低廉，但对光动作均采用人工调对，工作效率极低。
发明内容
为了克服现有技术存在检测过程中成本高和效率低的缺陷，本发明提供了一种自动对光的透光平板缺陷检测装置，能够在检测时快速完成相机镜头、主光源、补光源三者的对正工作，极大地提高检测效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种自动对光的透光平板缺陷检测装置，包括机架以及安装在机架上的用于拍摄透光平板的相机、相机定位机构、主光源、补光源和自动对正机构，所述机架以龙门结构横向跨越在透光平板传送轨道上，所述相机定位机构与补光源位于透光平板的上侧，所述主光源位于透光平板的下侧，并且主光源的照射方向向上设置，补光源的照射方向向下设置，两者以透光平板中线对称布置；
所述相机定位机构包括一根横杆、两个支撑块和两个前后平移机构，相机安装在横杆上，所述横杆的左右两端分别通过两个支撑块安装在两个前后平移机构上，两个前后平移机构安装在机架的左右两侧上；
主光源的左右两端分别通过主光源支架可转动地安装在机架上，补光源的左右两端分别通过补光源支架可转动地安装在机架上，在机架的左右两侧中的至少一侧设有一套自动对正机构；
所述自动对正机构包括齿轮箱和对正杆，齿轮箱安装在机架上，齿轮箱由底板、上盖、齿数相等的两对齿轮组成，底板上设有上下排列的四个圆孔，最上侧的圆孔安装补光源支架的转轴，该转轴上安装一个齿轮；最下边的圆孔安装主光源支架的转轴，该转轴上安装一个齿轮；中间两个圆孔各安装一个支撑轴，支撑轴上各安装一个齿轮，并且四个齿轮相互啮合，可实现无间隙传动；对正杆的上端插入到相机定位机构的横杆的端部圆孔中，其下端插入到主光源支架的转轴端部的圆孔中；所述对正杆的轴线与相机镜头主轴线、主光源的光线主轴重合；
相机定位机构带动相机前后移动确定相机拍摄位置，采用自动对正机构将相机镜头与主光源对正在一条线上，且使补光源与主光源转向相反但转角相等，保证补光源与主光源的照射光线在透光平板的检测部位处交汇。
进一步，所述机架包括四根立柱、两根横梁和两根纵梁，在透光平板传送轨道的左右两侧分别设置有两根立柱，两根横梁位于透光平板传送轨道的下方并且分别连接两根立柱，两根纵梁位于透光平板的上方并且分别连接同侧的两根立柱，前后平移机构安装在纵梁上，齿轮箱固定在立柱上。
再进一步，所述横杆总体呈轴状，中间部分沿径向在上下两侧加工成平行的平面，平面上设置安装孔，用于安装和固定相机；横杆的左右两端呈外侧细内侧粗的阶梯轴，细轴部分分别装在两个支撑块的圆孔内并以轴肩定位，横杆的左右两端加工出上下两侧平行的平面，并在该平面上加工出通孔，并保证该通孔轴线与横杆中间部分的平面垂直；所述相机设置有多个，多个相机之间等间距布置。
再进一步，所述前后平移机构包括电机、丝杠和滑块，电机和丝杠均安装在纵梁上，所述滑块安装在丝杠上并且与丝杠形成前后滑动副，电机的输出端与丝杠连接，支撑块安装在相应一侧的滑块上。
再进一步，所述主光源支架包括连接块和转轴，连接块通过螺钉固定在光源的外壳上，所述转轴的一端加工出螺纹并穿过连接块的圆孔后用螺母锁定，所述转轴的另一端可转动地安装在机架上，在设有自动对正机构的一侧，主光源支架的转轴的另一端是安装在齿轮箱的底板上的圆孔内，其端头上下两侧加工出平行的平面，并设有轴线与该平面垂直的圆孔；
所述补光源支架也包括转轴和连接块，该连接块与主光源支架的连接块结构相同，并且通过螺钉固定在补光源的外壳上，该转轴的一端加工出螺纹并穿过连接块的圆孔后用螺母锁定，所述转轴的另一端可转动地安装在机架上，在设有自动对正机构的一侧，补光源支架的转轴的另一端安装在齿轮箱的底板上的圆孔内。
再进一步，所述对正杆是中间粗两头细的圆柱长杆。
更进一步，所述主光源支架的转轴和补光源支架的转轴均为呈阶梯状轴，当转轴从齿轮箱底板的圆孔插入时以其轴肩定位，留在齿轮箱内的部分用于套装齿轮。
本发明的有益效果主要表现在：该检测装置能够在检测时快速完成相机镜头、主光源、补光源三者的对正工作，极大地提高检测效率。
附图说明
图1是本发明的整体结构图。
图2是本发明的局部放大图。
图3是相机定位机构的结构图。
图4是主光源支架、补光源支架与自动对正机构的连接图。
图5是横杆的结构图。
图6是横杆结构部分放大图。
图7是对正杆的结构图。
图8是主光源支架连接图。
图9是补光源支架连接图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1～图9，一种自动对光的透光平板缺陷检测装置，包括机架以及安装在机架上的用于拍摄透光平板的相机21、相机定位机构20、主光源31、补光源41和自动对正机构50，所述机架以龙门结构横向跨越在透光平板传送轨道10上，所述相机定位机构20与补光源位于透光平板60的上侧，所述主光源位于透光平板60的下侧，并且主光源31的照射方向向上设置，补光源41的照射方向向下设置，两者以透光平板中线对称布置；
所述相机定位机构20包括一根横杆26、两个支撑块25和两个前后平移机构，相机安装在横杆26上，所述横杆26的左右两端分别通过两个支撑块25安装在两个前后平移机构上，两个前后平移机构安装在机架的左右两侧上；
主光源31的左右两端分别通过主光源支架30可转动地安装在机架上，补光源41的左右两端分别通过补光源支架40可转动地安装在机架上，在机架的左右两侧中的至少一侧设有一套自动对正机构50；
所述自动对正机构50包括齿轮箱51和对正杆52，齿轮箱51安装在机架上，齿轮箱51由底板510、上盖513、齿数相等的两对齿轮511组成，底板510上设有上下排列的四个圆孔，最上侧的圆孔安装补光源支架40的转轴43，该转轴43上安装一个齿轮；最下边的圆孔安装主光源支架30的转轴33，该转轴33上安装一个齿轮；中间两个圆孔各安装一个支撑轴512，支撑轴512上各安装一个齿轮，并且四个齿轮相互啮合，可实现无间隙传动；对正杆52是中间粗两头细的圆柱状长杆，对正杆52的上端插入到相机定位机构20的横杆26的端部圆孔264中，其下端插入到主光源支架30的转轴33端部的圆孔331中；所述对正杆52的轴线分别与相机21镜头主轴线、主光源31的光线主轴重合；
相机定位机构20带动相机21前后移动确定相机拍摄位置，采用自动对正机构50将相机镜头与主光源31对正在一条线上，且使补光源41与主光源31转向相反但转角相等，保证补光源41与主光源31的照射光线在透光平板60的检测部位处交汇。
进一步，所述机架包括四根立柱11、两根横梁12和两根纵梁13，在透光平板传送轨道10的左右两侧分别设置有两根立柱，起到主体支撑作用，两根横梁位于透光平板传送轨道10的下方并且分别连接两根立柱，两根纵梁13位于透光平板60的上方并且分别连接同侧的两根立柱，前后平移机构安装在纵梁13上，齿轮箱51固定在立柱11上。主光源支架30、补光源支架40横向布置。
再进一步，所述横杆26总体呈轴状，中间部分沿径向在上下两侧加工成平行的平面261，平面261上设置安装孔262，用于安装和固定相机21；横杆26的左右两端呈外侧细内侧粗的阶梯轴，细轴部分分别装在两个支撑块25的圆孔251内并以轴肩定位，并保证横杆26能在支撑块25的圆孔251内自由转动；横杆26的左右两端加工出上下两侧平行的平面263，并在该平面263上加工出通孔264，并保证该通孔264轴线与横杆中间部分的平面261垂直。
再进一步，所述前后平移机构包括电机22、丝杠23和滑块24，电机22和丝杠23均安装在纵梁13上，所述滑块24安装在丝杠23上并且与丝杠23形成前后滑动副，电机22的输出端与丝杠连接，支撑块25安装在相应一侧的滑块24上。两个支撑块25分别固定在丝杠23的滑块24上。当电机22带动丝杠23转动时，滑块24沿丝杠23左右移动，支撑块25便托着横杆26前后移动而改变相机21的位置。
再进一步，主光源31的左右两端分别固定一个主光源支架30，主光源支架30包括连接块32和转轴33，连接块32通过螺钉固定在主光源31的外壳上，所述转轴33的一端加工出螺纹并穿过连接块32的圆孔320后用螺母锁定；所述转轴33的另一端可转动的安装在机架上，在设有自动对正机构50的一侧，主光源支架30的转轴33的另一端安装在齿轮箱51的底板510上的圆孔内，其端头两侧加工出平行的平面330，并设有轴线与平面330垂直的圆孔331；
补光源41的左右两端分别固定在补光源支架40上，补光源支架40包括连接块42和转轴43，所述连接块42与主光源支架30的连接块32结构相同，通过螺钉固定在补光源41的外壳上，该转轴43的一端加工出螺纹并穿过连接块42的圆孔420后用螺母锁定，所述转轴43的另一端可转动的安装在机架上，在设有自动对正机构50的一侧，补光源支架的转轴43的另一端安装在齿轮箱51的底板510上的圆孔内。
再进一步，主光源支架30的转轴33和补光源支架40的转轴43均为阶梯状轴，当转轴从齿轮箱51底板510的圆孔插入时以其轴肩定位，留在齿轮箱51内的部分用于套装齿轮511。
如图1所示，透光平板传送轨道10的传送方向沿着前后方向设置。
自动对正机构50可以在检测装置的一侧设置一套，也可以在设置检测装置的两侧各设置一套。
为了保证主光源31和补光源41的光线自动对正到透光平板60的检测部位，并与相机21镜头拍摄方向主轴线三线在透光平板60上交汇于一点，装置在安装时必须遵守严格的顺序，先将相机定位机构20的支撑块25固定在丝杠23上的滑块24上，将横杆26的两端各自装入该支撑块25的圆孔251内，再将相机定位机构20固定在纵梁13上。其次，安装齿轮箱底板510在立柱11上，并使底板510上最上方的孔与最下方的孔以透光平板60中线上下对称，再将主光源支架30的转轴33装入底板510最下方的圆孔内，将补光源支架40的转轴43装入底板510最上方的圆孔内，将底板510中间的两个圆孔安装支撑轴512，将四个齿轮511装入齿轮箱51内的四个轴头上，使四个齿轮和轴头均保持微间隙配合，再将最上方的齿轮和最下方的齿轮用螺钉固定在各自配合的轴头上，然后，装齿轮箱51上盖513并用螺钉固定在齿轮箱底板510上。再将对正杆52两端分别插入到相机定位机构20的横杆26端部的圆孔264中和主光源支架30的转轴33端部的圆孔331中。最后，将丝杠23上的滑块24移动到丝杠23的一侧，使对正杆52与铅锤线夹角最小，此时，调整主光源支架30的连接块32和补光源支架40的连接块42，使二者上下方向对正，用螺母将连接块32与转轴33和连接块42与转轴43分别锁定。
本发明所指的透光平板包括透光玻璃、透光塑料板等。
本发明的工作原理是：当玻璃运送机构10依靠辊轴将透光平板60送入检测区域后，便启动检测装置的工作，首先通过电机21驱动相机定位机构20移动横杆26，以使相机21进行拍照时处于最佳位置和角度。横杆26在移动的同时自身在自动对正机构50的对正杆52限制下发生旋转，旋转的横杆26反过来带动自动对正机构20中的对正杆52发生摆动，从而对正杆52又带动主光源支架30的转轴33旋转，对正杆52的存在保证了相机21镜头主轴线始终与主光源31的光线主轴重合。又，主光源支架30的转轴33在旋转时，通过齿轮箱51内的四个齿轮511带动补光源支架40的转轴43旋转，且最上方的齿轮和最下方的齿轮转角相等、转向相反，因而，主光源支架30的转轴33与补光源支架40的转轴43同时转动，且转角相等、转向相反，保证了主光源31和补光源41的光线始终自动地对正到透光平板60的检测部位，并与相机21镜头拍摄方向主轴线三线在透光平板60上交汇。
随着传送轨道10对透光平板60的推进，相机21便能将整块透光平板60沿宽度方向进行扫描拍照，再由计算机对图像进行处理分析，从而判别该透光平板是否有缺陷。当玻璃板薄厚有变化需要对相机21镜头相对玻璃的角度进行调整时，即可通过相机定位机构20和自动对正机构50进行调整。
应该说明的是，本具体实施例只是对本发明所做的示例性说明而不限于它的保护范围，任何非实质性的改变或改进都在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种自动对光的透光平板缺陷检测装置，其特征在于：包括机架以及安装在机架上的用于拍摄透光平板的相机、相机定位机构、主光源、补光源和自动对正机构，所述机架以龙门结构横向跨越在透光平板传送轨道上，所述相机定位机构与补光源位于透光平板的上侧，所述主光源位于透光平板的下侧，并且主光源的照射方向向上设置，补光源的照射方向向下设置，两者以透光平板中线对称布置；
所述相机定位机构包括一根横杆、两个支撑块和两个前后平移机构，相机安装在横杆上，所述横杆的左右两端分别通过两个支撑块安装在两个前后平移机构上，两个前后平移机构安装在机架的左右两侧上；
主光源的左右两端分别通过主光源支架可转动地安装在机架上，补光源的左右两端分别通过补光源支架可转动地安装在机架上，在机架的左右两侧中的至少一侧设有一套自动对正机构；
所述自动对正机构包括齿轮箱和对正杆，齿轮箱安装在机架上，齿轮箱由底板、上盖、齿数相等的两对齿轮组成，底板上设有上下排列的四个圆孔，最上侧的圆孔安装补光源支架的转轴，该转轴上安装一个齿轮；最下边的圆孔安装主光源支架的转轴，该转轴上安装一个齿轮；中间两个圆孔各安装一个支撑轴，支撑轴上各安装一个齿轮，并且四个齿轮相互啮合，可实现无间隙传动；对正杆的上端插入到相机定位机构的横杆的端部圆孔中，其下端插入到主光源支架的转轴端部的圆孔中；所述对正杆的轴线分别与相机镜头主轴线、主光源的光线主轴重合；
相机定位机构带动相机前后移动确定相机拍摄位置，采用自动对正机构将相机镜头与主光源对正在一条线上，且使补光源与主光源转向相反但转角相等，保证补光源与主光源的照射光线在透光平板的检测部位处交汇。
2.如权利要求1所述的一种自动对光的透光平板缺陷检测装置，其特征在于：所述机架包括四根立柱、两根横梁和两根纵梁，在透光平板传送轨道的左右两侧分别设置有两根立柱，两根横梁位于透光平板传送轨道的下方并且分别连接两根立柱，两根纵梁位于透光平板的上方并且分别连接同侧的两根立柱，前后平移机构安装在纵梁上，齿轮箱固定在立柱上。
3.如权利要求1或2所述的一种自动对光的透光平板缺陷检测装置，其特征在于：所述横杆总体呈轴状，中间部分沿径向在上下两侧加工成平行的平面，平面上设置安装孔，用于安装和固定相机；横杆的左右两端呈外侧细内侧粗的阶梯轴，细轴部分分别装在两个支撑块的圆孔内并以轴肩定位，横杆的左右两端加工出上下两侧平行的平面，并在该平面上加工出通孔，并保证该通孔轴线与横杆中间部分的平面垂直。
4.如权利要求2所述的一种自动对光的透光平板缺陷检测装置，其特征在于：所述前后平移机构包括电机、丝杠和滑块，电机和丝杠均安装在纵梁上，所述滑块安装在丝杠上并且与丝杠形成前后滑动副，电机的输出端与丝杠连接，支撑块安装在相应一侧的滑块上。
5.如权利要求3所述的一种自动对光的透光平板缺陷检测装置，其特征在于：所述主光源支架包括连接块和转轴，连接块通过螺钉固定在光源的外壳上，所述转轴的一端加工出螺纹并穿过连接块的圆孔后用螺母锁定，所述转轴的另一端可转动的安装在机架上，在设有自动对正机构的一侧，主光源支架的转轴的另一端是安装在齿轮箱的底板上的圆孔内，其端头上下两侧加工出平行的平面，并设有轴线与该平面垂直的圆孔；
所述补光源支架也包括转轴和连接块，该连接块与主光源支架的连接块结构相同，并且通过螺钉固定在补光源的外壳上，该转轴的一端加工出螺纹并穿过连接块的圆孔后用螺母锁定，所述转轴的另一端可转动的安装在机架上，在设有自动对正机构的一侧，补光源支架的转轴的另一端安装在齿轮箱的底板上的圆孔内。
6.如权利要求3所述的一种自动对光的透光平板缺陷检测装置，其特征在于：所述相机设置有多个，多个相机之间等间距布置。
7.如权利要求5所述的一种自动对光的透光平板缺陷检测装置，其特征在于：所述对正杆是中间粗两头细的圆柱长杆。
8.如权利要求7所述的一种自动对光的透光平板缺陷检测装置，其特征在于：所述主光源支架的转轴和补光源支架的转轴均为呈阶梯状轴，当转轴从齿轮箱底板的圆孔插入时以其轴肩定位，留在齿轮箱内的部分用于套装齿轮。
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2020
- 2020-08-05 CN CN202010778108.9A patent/CN111965199A/zh active Pending
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