CN113189002A - 一种超薄电子玻璃基板条纹缺陷的在线检测方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种超薄电子玻璃基板条纹缺陷的在线检测方法和装置，将格栅图像的光线穿过待测玻璃基板，若光线发生偏折，捕获得到的畸变格栅图；将畸变格栅图与基准格栅图进行叠加运算，形成虚拟摩尔干涉条纹，计算虚拟摩尔干涉条纹的屈光度；基准格栅图由格栅图像的光线穿过无亮暗线条纹的玻璃基板得到；对屈光度绝对值大于或等于阈值的信号进行滤波和增强处理，并按照正屈光度为亮线以及负屈光度为暗线进行划分，实现待测玻璃基板的亮暗线条纹在线测量；根据屈光度将亮暗线条纹缺陷划分成不同严重程度等级，将测量得到的亮暗线条纹对照划分出的严重程度等级进行风险预警或不良管控。本发明能够保证玻璃基板亮暗线条纹缺陷实时在线检测的准确性。

Description

一种超薄电子玻璃基板条纹缺陷的在线检测方法和装置
技术领域
本发明属于平板玻璃质量检测领域，具体涉及一种超薄电子玻璃基板条纹缺陷的在线检测方法和装置。
背景技术
平板玻璃的亮暗线条纹是由于拉边机牵引力波动或原材料熔融未均化等缘故，在溢流下拉成型过程出现的一种亮暗线条纹。呈不规则条状的形态，目视不可见，仅在离线高亮度侧光照射下目视可见。
通常检测情况下，利用透光照射玻璃检测亮暗线，设定成像灰度阈值进行图像识别，这种方法易受传输玻璃晃动或环境中各种气流扰动，进而引起检测系统产生大量信号噪音，影响检测精度，严重时会造成整个检测系统卡顿或宕机。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中亮暗线条纹检测精度不高的问题，提供一种超薄电子玻璃基板条纹缺陷的在线检测方法和装置，保证在线检测的实时准确性。
为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：
一种超薄电子玻璃基板条纹缺陷的在线检测方法，包括以下步骤：
-将格栅图像的光线穿过待测玻璃基板，若光线发生偏折，捕获得到的畸变格栅图；
-将畸变格栅图与基准格栅图进行叠加运算，形成虚拟摩尔干涉条纹，计算虚拟摩尔干涉条纹的屈光度；所述基准格栅图由格栅图像的光线穿过无亮暗线条纹的玻璃基板得到；
-对屈光度绝对值大于或等于阈值的信号进行滤波和增强处理，并按照正屈光度为亮线以及负屈光度为暗线进行划分，实现待测玻璃基板的亮暗线条纹在线测量；
-根据屈光度将亮暗线条纹缺陷划分成不同严重程度等级，将测量得到的亮暗线条纹对照划分出的严重程度等级进行风险预警或不良管控，实现玻璃基板条纹缺陷的在线检测。
优选的，所述的屈光度绝对值的阈值为10mdpt。
优选的，所述将畸变格栅图与基准格栅图进行叠加运算，形成虚拟摩尔干涉条纹具体操作为：
固定2800KHZ以上频率方波信号的激励下，虚拟成实物光栅尺电信号，驱动LED灯珠发射不同灰阶的基准格栅图像光信号；
动态140KHZ以上频率切换方波信号的激励下，驱动LED灯珠发射动态交变的基准格栅图像光信号；
140KHZ以上频率扫描感光，将动态交变的基准格栅图像光信号转换成电信号；
将激励方波信号与感光检测到的电信号进行电流叠加处理，实现动态摩尔条纹信号检测；
将畸变格栅图与基准格栅图的摩尔条纹信号进行叠加，形成虚拟摩尔干涉条纹。
优选的，所述根据屈光度将亮暗线条纹缺陷划分成不同严重程度等级具体包括：在线检测亮暗线屈光度与离线测光目视亮暗线质量管理等级进行关联比较，根据经验值得到屈光度与亮暗线条纹质量等级关系曲线，对照曲线按屈光度确定亮暗线条纹缺陷的严重程度等级。
一种超薄电子玻璃基板条纹缺陷的在线检测装置，包括光源、感光元件及限位块；限位块为条形且沿玻璃基板流向加工有限位凹槽，玻璃基板由限位凹槽经过；光源与感光元件相对设置在限位块的两侧；光源按照需要检测的区域由若干个灯珠排列组成，光源在方波信号的激励下生成格栅图像的光线；光线由玻璃基板穿过经透镜被感光元件接收；感光元件连接处理器，处理器能够对畸变格栅图与基准格栅图进行叠加运算，形成虚拟摩尔干涉条纹，通过图像采集卡设定屈光度绝对值的阈值，对大于或等于阈值的信号进行滤波和增强处理。
优选的，所述的光源采用模块化设计，按照不同的检测宽度进行设置，每个模块的宽度及长度不小于280mm，单个模块有64个LED灯珠，亮度能够达到10万lux以上。
优选的，所述的方波信号由方波信号驱动器激励产生，方波信号的扫描频率为2800KHZ；
所述格栅图像的光线节距≤60um。
优选的，所述的感光元件选用8K以上黑白线阵CCD相机，像素大小≥20um，行扫描频率≥140KHz，所述的感光元件及透镜的焦距在60mm以上。
优选的，所述的图像采集卡集成在感光元件当中，图像采集卡的接口选用IEEE1394或 USB2.0，像素为黑白256级灰度，分辨率为2048*1536，采样频率在65MHZ以上。
优选的，所述的处理器选用2x CPU AMD EPYC 7281或32Cores，AVX512型号处理器。
相较于现有技术，本发明具有如下的有益效果：
当格栅图像的光线穿过玻璃基板的厚度或材质不匀区域时，会发生偏折，形成畸变格栅图。而格栅图像的光线穿过无亮暗线条纹的玻璃基板时，仍会平行出射，形成均匀的基准格栅图。本发明将畸变格栅图与基准格栅图进行叠加运算，形成虚拟摩尔干涉条纹，计算虚拟摩尔干涉条纹的屈光度，通过与阈值进行比较，实现待测玻璃基板的亮暗线条纹在线测量。本发明根据屈光度将亮暗线条纹缺陷划分成不同严重程度等级，对照屈光度即能够确定亮暗线条纹缺陷的严重程度等级，从而针对性的进行风险预警或不良管控。本发明能够准确的检测溢流下拉法生产玻璃流向亮暗线条纹，保证实时在线检测的准确性。
进一步的，本发明的在线检测装置设置了超高亮度LED光源，感光元件选用8K以上黑白线阵CCD相机，工作状态下，由方波驱动器激励快速频闪LED灯光源发射格栅信号的光线，在成像的过程中不易受到环境干扰，检测精度高。
附图说明
图1本发明超薄电子玻璃基板条纹缺陷的在线检测方法原理图；
图2本发明实施例相机得到的基准格栅图；
图3本发明实施例相机得到的畸变格栅图；
图4本发明实施例由基准格栅图与畸变格栅图叠加形成的摩尔干涉条纹图；
图5本发明实施例高频频闪灯珠模组示意图；
图6本发明实施例摩尔干涉条纹经信号预处理后得到的玻璃基板亮暗线条纹；
图7本发明超薄电子玻璃基板条纹缺陷的在线检测装置主视图；
图8本发明超薄电子玻璃基板条纹缺陷的在线检测装置侧视图；
图9本发明实施例的屈光度与亮暗线条纹质量等级关系图；
图10本发明格栅图像的光线生成及检测机理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
本发明超薄电子玻璃基板条纹缺陷的在线检测方法，主要包括以下步骤：
在高频方波信号电路的驱动下，高频闪烁超高亮度白炽LED灯珠，如图5所示，发射出格栅图像的光线4穿透过厚度均匀的标准玻璃基板，平行透射到透镜2-1及感光元件2，形成图2中所示的均匀基准格栅图。当格栅图像的光线4，穿透玻璃基板中厚度不匀而出现表面凹陷变形区域或材质不均匀区域时，发散光偏离原来路径，透射到透镜2-1及感光元件2，会形成图3中所示的畸变平行四边形格栅图。将图2与图3所示的格栅图经处理器叠加运算处理，形成图4所示的摩尔干涉条纹，处理器运算处理摩尔干涉条纹的屈光度和强度，经信号过滤屈光度绝对值大于等于10mdpt阈值，即可以得到图6中显示界面亮暗线条纹。
参见图9，在线检测亮暗线屈光度与离线测光目视亮暗线质量管理等级进行关联比较，根据经验值得到屈光度与亮暗线条纹质量等级关系曲线，对照曲线按屈光度确定亮暗线条纹缺陷的严重程度等级。按照检测屈光度与平板玻璃亮暗线条纹质量等级关系，本发明为了质量管控亮暗线条纹，将亮暗线条纹划分成不同严重程度1-7级，对应于每1级检测条纹对应屈光度的逻辑关系图，可以实现自动在线对平板玻璃质量进行风险预警或不良管控。
参见图7，图8，本发明超薄电子玻璃基板条纹缺陷的在线检测装置，适用于测量悬挂传输玻璃基板溢流成型流向亮暗线条纹，在一种实施例中，包括光源3、感光元件2及限位块 5；光源3采用模块化设计，按照不同的检测宽度进行设置，每个模块的宽度及长度不小于 280mm，单个模块有64个LED灯珠，亮度能够达到10万lux以上。限位块5为条形且沿玻璃基板流向加工有限位凹槽，玻璃基板由限位凹槽经过，限位块5起限位导向作用，防止检测过程中玻璃晃动。光源3与感光元件2相对设置在限位块5的两侧。光源3按照需要检测的区域由若干个灯珠排列组成，光源3在方波信号的激励下生成格栅图像的光线4；方波信号由方波信号驱动器激励产生，方波信号的扫描频率为2800KHZ；格栅图像的光线4节距≤60um。光线4由玻璃基板穿过经透镜2-1被感光元件2接收；感光元件2选用8K以上黑白线阵CCD相机，像素大小≥30um，行扫描频率≥14KHz，感光元件2以及透镜2-1的焦距在 60mm以上。感光元件2连接处理器，处理器能够对畸变格栅图与基准格栅图进行叠加运算，形成虚拟摩尔干涉条纹，通过图像采集卡设定屈光度绝对值的阈值，对大于或等于阈值的信号进行滤波和增强处理。图像采集卡集成在感光元件2当中，图像采集卡的接口选用IEEE1394 或USB2.0，像素为黑白256级灰度，分辨率为2048*1536，采样频率在65MHZ以上。处理器选用2xCPU AMD EPYC 7281或32Cores，AVX512型号处理器。
将畸变格栅图与基准格栅图进行叠加运算，形成虚拟摩尔干涉条纹具体操作为：
固定2800KHZ以上频率方波信号的激励下，虚拟成实物光栅尺电信号，驱动LED灯珠发射不同灰阶的基准格栅图像光信号；
动态140KHZ以上频率切换方波信号的激励下，驱动LED灯珠发射动态交变的基准格栅图像光信号；
140KHZ以上频率扫描感光，将动态交变的基准格栅图像光信号转换成电信号；
将激励方波信号与感光检测到的电信号进行电流叠加处理，实现动态摩尔条纹信号检测；
将畸变格栅图与基准格栅图的摩尔条纹信号进行叠加，形成虚拟摩尔干涉条纹。
本发明检测得到的亮暗线屈光度值与离线管理质量等级有逻辑对应关系，能很好的实现玻璃基板亮暗线质量管理，保证在线检测溢流下拉法生产玻璃流向亮暗线条纹的准确性。
以上所述的仅仅是本发明的较佳实施例，并不用于对本发明的技术方案进行任何限制，本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本发明精神和原则的前提下，该技术方案还可以进行若干简单的修改和替换，这些修改和替换也均属于权利要求涵盖的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超薄电子玻璃基板条纹缺陷的在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
-将格栅图像的光线穿过待测玻璃基板，若光线发生偏折，捕获得到的畸变格栅图；
-将畸变格栅图与基准格栅图进行叠加运算，形成虚拟摩尔干涉条纹，计算虚拟摩尔干涉条纹的屈光度；所述基准格栅图由格栅图像的光线穿过无亮暗线条纹的玻璃基板得到；
-对屈光度绝对值大于或等于阈值的信号进行滤波和增强处理，并按照正屈光度为亮线以及负屈光度为暗线进行划分，实现待测玻璃基板的亮暗线条纹在线测量；
-根据屈光度将亮暗线条纹缺陷划分成不同严重程度等级，将测量得到的亮暗线条纹对照划分出的严重程度等级进行风险预警或不良管控，实现玻璃基板条纹缺陷的在线检测。
2.根据权利要求1所述超薄电子玻璃基板条纹缺陷的在线检测方法，其特征在于：所述的屈光度绝对值的阈值为10mdpt。
3.根据权利要求1所述超薄电子玻璃基板条纹缺陷的在线检测方法，其特征在于，所述将畸变格栅图与基准格栅图进行叠加运算，形成虚拟摩尔干涉条纹具体操作为：
固定2800KHZ以上频率方波信号的激励下，虚拟成实物光栅尺电信号，驱动LED灯珠发射不同灰阶的基准格栅图像光信号；
动态140KHZ以上频率切换方波信号的激励下，驱动LED灯珠发射动态交变的基准格栅图像光信号；
140KHZ以上频率扫描感光，将动态交变的基准格栅图像光信号转换成电信号；
将激励方波信号与感光检测到的电信号进行电流叠加处理，实现动态摩尔条纹信号检测；
将畸变格栅图与基准格栅图的摩尔条纹信号进行叠加，形成虚拟摩尔干涉条纹。
4.根据权利要求1所述超薄电子玻璃基板条纹缺陷的在线检测方法，其特征在于，所述根据屈光度将亮暗线条纹缺陷划分成不同严重程度等级具体包括：在线检测亮暗线屈光度与离线测光目视亮暗线质量管理等级进行关联比较，根据经验值得到屈光度与亮暗线条纹质量等级关系曲线，对照曲线按屈光度确定亮暗线条纹缺陷的严重程度等级。
5.一种超薄电子玻璃基板条纹缺陷的在线检测装置，其特征在于：包括光源(3)、感光元件(2)及限位块(5)；限位块(5)为条形且沿玻璃基板流向加工有限位凹槽，玻璃基板由限位凹槽经过；光源(3)与感光元件(2)相对设置在限位块(5)的两侧；光源(3)按照需要检测的区域由若干个灯珠排列组成，光源(3)在方波信号的激励下生成格栅图像的光线(4)；光线(4)由玻璃基板穿过经透镜(2-1)被感光元件(2)接收；感光元件(2)连接处理器，处理器能够对畸变格栅图与基准格栅图进行叠加运算，形成虚拟摩尔干涉条纹，通过图像采集卡设定屈光度绝对值的阈值，对大于或等于阈值的信号进行滤波和增强处理。
6.根据权利要求5所述超薄电子玻璃基板条纹缺陷的在线检测装置，其特征在于：所述的光源(3)采用模块化设计，按照不同的检测宽度进行设置，每个模块的宽度及长度不小于280mm，单个模块有64个LED灯珠，亮度能够达到10万lux以上。
7.根据权利要求5所述超薄电子玻璃基板条纹缺陷的在线检测装置，其特征在于：所述的方波信号由方波信号驱动器激励产生，方波信号的扫描频率为2800KHZ；
所述格栅图像的光线(4)节距≤60um。
8.根据权利要求5所述超薄电子玻璃基板条纹缺陷的在线检测装置，其特征在于：所述的感光元件(2)选用8K以上黑白线阵CCD相机，像素大小≥20um，行扫描频率≥140KHz，所述的感光元件(2)及透镜(2-1)的焦距在60mm以上。
9.根据权利要求5所述超薄电子玻璃基板条纹缺陷的在线检测装置，其特征在于：所述的图像采集卡集成在感光元件(2)当中，图像采集卡的接口选用IEEE1394或USB2.0，像素为黑白256级灰度，分辨率为2048*1536，采样频率在65MHZ以上。
10.根据权利要求5所述超薄电子玻璃基板条纹缺陷的在线检测装置，其特征在于：所述的处理器选用2x CPU AMD EPYC 7281或32Cores，AVX512型号处理器。
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