CN211206299U - 一种随动式玻璃检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种随动式玻璃检测设备，包括水平设有玻璃运载单元的支架；玻璃运载单元连接第一驱动单元；玻璃运载单元前部的下方设发光单元，后部的上方设图像采集单元，图像采集单元通过传动单元与发光单元联动，发光单元连接第二驱动单元。本实用新型以第一驱动单元驱动玻璃运载单元运输玻璃，以发光单元和图像采集单元配合联动、对待检测的玻璃进行光学检测，保证图像采集单元与发光单元保持相对，保证玻璃检测的精准度要求，非电控部分便于校准调节和维护，控制源少，操作简便，人工成本低，耗能小，效率相对较高；简化多次检测调整角度的步骤，实现单个部件调整即可实现其余部件同时调整，联动性强，且满足打光及补光要求。

Description

一种随动式玻璃检测设备

技术领域

本实用新型涉及长度、厚度或类似线性尺寸的计量；角度的计量；面积的计量；不规则的表面或轮廓的计量的技术领域，特别涉及一种以采用光学方法为特征的计量设备的随动式玻璃检测设备。

背景技术

随着科技的进步，玻璃逐渐不再是仅仅被用于观赏与作为建材，科技产品的兴起使得玻璃的专用性大大增加，如用作镜头与屏幕的材料、用作专用玻璃等，诸如此类的用途愈发广泛，这使得玻璃的质量检测成为玻璃生产中非常重要的一环。

由于玻璃制造的过程难以做到尽善尽美，生产出的玻璃难免产生少许瑕疵，包括气泡、结石、条纹、线道、疖瘤、沾锡、锡滴、渗锡和玻璃发霉，这些缺陷有的肉眼可见，有的虽不可见，但却会对成品玻璃的质量造成非常大的影响。

玻璃的缺陷检测方法包括在线检测和线下检测，线上检测对缺陷检测系统的零敏度要求比较高，而线下检测则要求低得多。早期的玻璃缺陷检测使用的是光照和主观经验，不仅准确度不够高，还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而对检测工人的眼睛造成很大伤害。如今，检测方法多样化发展，包括基于 Mie 散射的光学玻璃内部气泡缺陷检测、基于达芬奇技术的玻璃缺陷在线检测、基于相位图片处理技术的玻璃缺陷检测、基于共轭梯度神经网络的玻璃缺陷在线识别方法等，这些检测方法利用计算机程式进行开发，精确度较高，识别简单。

不管是哪种检测模式，都需要基于玻璃检测设备完成检测，而现有的玻璃检测设备中往往存在着控制模式单一的问题，对于光源、玻璃运载或输送设备、图像采集设备分别进行控制，导致需要经常性进行校准调节，大量的控制源导致设备运作噪音大，工作人员需要对玻璃检测设备具备一定程度的了解，存在人工成本较高、耗能大、效率相对较低的问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中，玻璃检测设备对于光源、玻璃运载或输送设备、图像采集设备分别进行控制，而导致的需要经常性进行校准调节，大量的控制源导致设备运作噪音大，工作人员需要对玻璃检测设备具备一定程度的了解，存在人工成本较高、耗能大、效率相对较低的问题，本实用新型提供一种优化结构的随动式玻璃检测设备。

本实用新型所采用的技术方案是，一种随动式玻璃检测设备，包括支架，所述支架上水平设置有玻璃运载单元，所述玻璃运载单元连接至第一驱动单元；所述玻璃运载单元前部的下方设有发光单元，所述玻璃运载单元后部的上方设有图像采集单元；所述图像采集单元通过传动单元与发光单元联动，所述发光单元连接至第二驱动单元。

优选地，所述发光单元为水平架设于玻璃运载单元下方的条状光源，所述条状光源与玻璃运载单元的运动方向垂直，所述条状光源设于第一旋转轴顶部，所述第一旋转轴与第二驱动单元配合设置；所述图像采集单元为水平架设于玻璃运载单元上方的若干相机，若干相机与玻璃运载单元的运动方向垂直，所述若干相机设于相机支架前端面，所述若干相机与条状光源相对设置；所述第二驱动单元通过传动单元连接至相机支架的一端。

优选地，所述第二驱动单元包括第一电机，所述第一电机的输出轴与第一旋转轴同轴连接；所述传动单元包括套设于第一电机的输出轴外侧的第一齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮固定套设于第二旋转轴的一端外侧，所述第二旋转轴的另一端外侧套设有第一带轮；所述相机支架后侧的支架上设有第二带轮，所述第一带轮和第二带轮外配合设有第一同步带，所述第二带轮同轴设有凸轮，所述凸轮的前端设有推杆，推杆顶部通过第一齿条啮合有第三齿轮，第三齿轮通过位置调节单元连接至第四齿轮，所述第三齿轮和第四齿轮的运动方向一致，所述第四齿轮黏合有第二齿条，所述第二齿条的前部与相机支架连接。

优选地，所述凸轮的边缘包括顺次设置的推程弧段、远休止弧段、回程弧段和近休止弧段，所述推程弧段、远休止弧段、回程弧段和近休止弧段的廓线分别为2π/3、π/6、π、π/6。

优选地，所述传动单元还包括一端固定套设于第一电机的输出轴外侧的摇杆，所述摇杆的另一端朝向相机支架设有插孔，所述相机支架内横向水平设有第三旋转轴，所述第三旋转轴的端部贯穿设于插孔中。

优选地，对应发光单元的玻璃运载单元前部的上方设有补光单元，所述补光单元包括水平架设于支架上的第四旋转轴和设于第四旋转轴底部的补光光源；所述补光单元通过联动单元与第二驱动单元配合设置。

优选地，所述联动单元包括套设于第二旋转轴的另一端外侧的第三带轮，所述第四旋转轴对应第三带轮的一端固定套设有第四带轮，所述第三带轮和第四带轮外配合设有第二同步带。

优选地，所述玻璃运载单元包括水平并列架设于支架上的若干辊轴，相邻的所述辊轴间设有间隙；除最前端和最后端的2个辊轴外的任一辊轴的两端分别设有2个第一同步链轮，任一所述辊轴的一端的一个第一同步链轮与上一个辊轴的对应端的第一同步链轮外设有第一同步链，另一个第一同步链轮与下一个辊轴的对应端的第一同步链轮外设有第一同步链；最前端的所述辊轴的两端与第一驱动单元配合设置，最后端的所述辊轴的两端设有1个第二同步链轮，任一所述第二同步链轮与上一个辊轴的对应端的第一同步链轮外设有第二同步链。

优选地，任一所述辊轴两端的支架上对应设有限位支撑杆，任一所述限位支撑杆顶部套设有限位轮，所述限位轮的中轴线与水平面垂直。

优选地，任一所述辊轴中部外侧套设有减震层。

本实用新型提供了一种优化结构的随动式玻璃检测设备，通过在支架上水平设置玻璃运载单元，以第一驱动单元驱动玻璃运载单元运输玻璃，通过玻璃运载单元前部下方的发光单元和玻璃运载单元后部上方的图像采集单元配合，对待检测的玻璃进行光学检测；同时，发光单元通过第二驱动单元驱动旋转，图像采集单元通过传动单元与发光单元联动，保证图像采集单元能与发光单元保持相对，保证玻璃检测的精准度要求，非电控的部分便于校准调节和维护，控制源少，操作简便，人工成本低，耗能小，效率相对较高。

本实用新型实现对一定尺寸大小以内的平板玻璃实现缺陷检测，可以实现同步改变图像采集单元、发光单元的角度和位置以进行多次检测的目的，简化调整角度的步骤，实现单个部件调整即可实现其余部件同时调整，联动性强，且满足打光及补光要求。

附图说明

图1为本实用新型的主视图结构示意图；

图2为本实用新型的侧视图结构示意图；

图3为图2中A-A的局部剖视图结构示意图；

图4为本实用新型中凸轮的机构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细描述，但本实用新型的保护范围并不限于此。

本实用新型涉及一种随动式玻璃检测设备，包括支架1，所述支架1上水平设置有玻璃运载单元，所述玻璃运载单元连接至第一驱动单元2；所述玻璃运载单元前部的下方设有发光单元，所述玻璃运载单元后部的上方设有图像采集单元；所述图像采集单元通过传动单元与发光单元联动，所述发光单元连接至第二驱动单元。

本实用新型中，约定以待检测玻璃的送入端为“前”，基于此限定“后”、“左”及“右”的方位。

本实用新型中，检测设备的整体结构由支架1限定，支架1可以依据需求安装设置。具体来说，玻璃运载单元需要通过若干竖直的支架1架设在地面上、玻璃运载单元的两侧需要以水平的支架1进行定位、发光单元2及图像采集单元的两侧端部需要对应设置横向和纵向的支架1进行初步定位并满足可调节的需求。

本实用新型中，所有垂直设置在地面上的支架1底部均设置可调节地脚5，保证可以适用于存在轻微起伏或坡度的水平地面。

本实用新型中，玻璃运载单元以第一驱动单元2驱动，第一驱动单元2驱动玻璃运载单元自前向后运动，带动待检测玻璃由前至后运动。

本实用新型中，玻璃运载单元前部下方的发光单元和玻璃运载单元后部上方的图像采集单元配合，对待检测的玻璃进行光学检测，平板玻璃由玻璃运载单元运送至发光单元与图像采集单元之间，图像采集单元采集线性图像，随着玻璃运载单元的继续运送，图像采集单元将采集到的若干线性图像进行拼接，得到扫描图像并进行缺陷检测。

本实用新型中，发光单元通过第二驱动单元驱动旋转，图像采集单元通过传动单元与发光单元联动，即第二驱动单元同时联动发光单元与图像采集单元，保证图像采集单元能实时与发光单元保持相对、工作方向与法线夹角一致，保证玻璃检测的精准度要求，非电控的部分便于校准调节和维护，控制源少，操作简便，人工成本低，耗能小，效率相对较高。

本实用新型实现对一定尺寸大小以内的平板玻璃实现缺陷检测，可以实现同步改变图像采集单元、发光单元的角度和位置以进行多次检测的目的，简化调整角度的步骤，实现单个部件调整即可实现其余部件同时调整，联动性强，且满足打光及补光要求。

所述发光单元为水平架设于玻璃运载单元下方的条状光源3，所述条状光源3与玻璃运载单元的运动方向垂直，所述条状光源3设于第一旋转轴6顶部，所述第一旋转轴6与第二驱动单元配合设置；所述图像采集单元为水平架设于玻璃运载单元上方的若干相机4，若干相机4与玻璃运载单元的运动方向垂直，所述若干相机4设于相机支架7前端面，所述若干相机4与条状光源3相对设置；所述第二驱动单元通过传动单元连接至相机支架7的一端。

本实用新型中，采用条状光源3架设在玻璃运载单元下方，条状光源3与玻璃运载单元的运动方向垂直，即可以作用于待检测玻璃的每一单位长度的面积上。

本实用新型中，条状光源3存在旋转的需求，故将其设置在第一旋转轴6的顶部，由第二驱动单元带动第一旋转轴6转动，进而带动条状光源3的旋转。

本实用新型中，图像采集单元采用相机4进行采集作业，相机4一般采用多个线性相机4、水平架设于玻璃运载单元上方，且若干相机4与玻璃运载单元的运动方向垂直，即其与条状光源3相对且平行，进而采集待检测玻璃的每一单位长度的玻璃图像。

本实用新型中，由于图像采集单元，即若干相机4亦存在随着条状光源3的旋转而旋转的需求，故将若干相机4整体设置在相机支架7的前端面，并通过传动单元、以第二驱动单元进行传动，此处主要完成了条状光源3在旋转的过程中、相机4为了保持其旋转角而不得不进行的水平位移。

所述第二驱动单元包括第一电机，所述第一电机的输出轴与第一旋转轴6同轴连接；所述传动单元包括套设于第一电机的输出轴外侧的第一齿轮9，所述第一齿轮9与第二齿轮10啮合，所述第二齿轮10固定套设于第二旋转轴11的一端外侧，所述第二旋转轴11的另一端外侧套设有第一带轮12；所述相机支架7后侧的支架1上设有第二带轮13，所述第一带轮12和第二带轮13外配合设有第一同步带14，所述第二带轮13同轴设有凸轮15，所述凸轮15的前端设有推杆16，推杆16顶部通过第一齿条17啮合有第三齿轮18，第三齿轮18通过位置调节单元19连接至第四齿轮20，所述第三齿轮18和第四齿轮20的运动方向一致，所述第四齿轮20黏合有第二齿条21，所述第二齿条21的前部与相机支架7连接。

所述凸轮15的边缘包括顺次设置的推程弧段8、远休止弧段23、回程弧段24和近休止弧段25，所述推程弧段8、远休止弧段23、回程弧段24和近休止弧段25的廓线分别为2π/3、π/6、π、π/6。

本实用新型中，以第一电机驱动第一旋转轴6转动，即第一电机驱使发光单元进行旋转。

本实用新型中，在发光单元旋转的过程中，以第一电机逐次带动第一齿轮9、第二齿轮10转动，以第二齿轮10顺次带动第二旋转轴11、第一带轮12转动，第一带轮12通过第一同步带14带动第二带轮13转动，第二带轮13同轴带动凸轮15转动，凸轮15及其前端的推杆16构成凸轮连杆机构，推杆16由凸轮15作用开始进行往复运动，推杆16进而以其顶部的第一齿条17顺次带动第三齿轮18、位置调节单元19和第四齿轮20运动，一般情况下，在第四齿轮20顶部设置第二齿条21，第二齿条21进而进行前后方向的往复运动，带动其前端的相机支架7进行水平运动。

本实用新型中，由于传动单元在设置的过程中，可能会由于传动比、设置位置等的考虑，最终第三齿轮18处于支架1外侧，或左或右，这种情况下，第三齿轮18无法直接与相机支架7进行对接、无法达成相机支架7的水平移动，故在第三齿轮18和第四齿轮20间设置位置调节单元19，位置调节单元19主要用于补偿水平方向和垂直方向上的距离差；位置调节单元19可以通过齿轮、齿条的啮合完成，只需要保证第三齿轮18和第四齿轮20的运动方向一致即可，本领域技术人员可以依据需求自行设置。

本实用新型中，凸轮15的设计中，需要满足光源3转动一定角度时推杆16随之移动一定距离使得发光单元和图像采集单元与法线间的角度始终相等，由于有效的工作曲线仅有推程阶段整部分和近休止阶段的小部分，所以在设计的过程中，压力角的最值只需考虑推程阶段即可，为了避免压力角过大，调整推程弧段8为2π/3，此时压力角最大值为33.197°，符合需求；基于此，计算得到凸轮15的边缘的推程弧段8、远休止弧段23、回程弧段24和近休止弧段25的廓线分别为2π/3、π/6、π、π/6。

所述传动单元还包括一端固定套设于第一电机的输出轴外侧的摇杆26，所述摇杆26的另一端朝向相机支架7设有插孔27，所述相机支架7内横向水平设有第三旋转轴28，所述第三旋转轴28的端部贯穿设于插孔27中。

本实用新型中，事实上，为了保证图像采集的效果，图像采集单元不仅需要随着发光单元的转动而平移一定的距离，还需要始终保持与发光单元的相对，即图像采集单元还需要进一步旋转。

本实用新型中，在第一电机的输出轴外侧还套设有摇杆26的一端，摇杆26的另一端朝向相机支架7设置插孔27，插孔27一般为平行于摇杆26设置的长条孔；插孔27与相机支架7内横向水平设置的第三旋转轴28对应插合。

本实用新型中，为了保证摇杆26和第三旋转轴28间的咬合效果、保证图像采集单元的微小旋转角度的执行，可以将第三旋转轴28的端部设置为多棱柱结构，同时插孔27为对应的多棱柱孔或腰形孔；一般为腰形孔，包括平行的孔边对第三旋转轴28进行限位即可。

对应发光单元的玻璃运载单元前部的上方设有补光单元，所述补光单元包括水平架设于支架1上的第四旋转轴29和设于第四旋转轴29底部的补光光源30；所述补光单元通过联动单元与第二驱动单元配合设置。

所述联动单元包括套设于第二旋转轴11的另一端外侧的第三带轮31，所述第四旋转轴29对应第三带轮31的一端固定套设有第四带轮32，所述第三带轮31和第四带轮32外配合设有第二同步带33。

本实用新型中，为了保证图像采集的效果，一般对应发光单元还设置有补光单元，补光单元一般设置在发光单元正上方且位于玻璃运载单元上。

本实用新型中，补光光源30可以同样为条状光源30，其一般设置在第四旋转轴29底部，即朝向待检测玻璃，由第四旋转轴29带动转动。

本实用新型中，为了保证补光单元和发光单元间的适配，可以在第一带轮12侧部的第二旋转轴11外套设第三带轮31，以第二同步带33带动第三带轮31和设置在第四旋转轴29端部的第四带轮32联动，达到发光单元转动、补光单元也转动的效果。

所述玻璃运载单元包括水平并列架设于支架1上的若干辊轴34，相邻的所述辊轴34间设有间隙；除最前端和最后端的2个辊轴34外的任一辊轴34的两端分别设有2个第一同步链轮35，任一所述辊轴34的一端的一个第一同步链轮35与上一个辊轴34的对应端的第一同步链轮35外设有第一同步链39，另一个第一同步链轮35与下一个辊轴34的对应端的第一同步链轮35外设有第一同步链39；最前端的所述辊轴34的两端与第一驱动单元2配合设置，最后端的所述辊轴34的两端设有1个第二同步链轮40，任一所述第二同步链轮40与上一个辊轴34的对应端的第一同步链轮35外设有第二同步链41。

任一所述辊轴34两端的支架1上对应设有限位支撑杆36，任一所述限位支撑杆36顶部套设有限位轮37，所述限位轮37的中轴线与水平面垂直。

任一所述辊轴34中部外侧套设有减震层38。

本实用新型中，玻璃运载单元包括水平并列架设于支架1上的若干辊轴34，以滚筒传递运送待检测玻璃，由于辊轴34间本身即存在间隙，发光单元可以布置在两个辊轴34之间，还可以透过辊轴34之间的间隙来达成补光的目的。

本实用新型中，考虑到传送的平稳要求以及图像采集单元的布置，故采用链传动来运转玻璃运载单元；具体来说，当前辊轴34的端部通过2个第一同步链轮35分别与上一个辊轴34（如有）和下一个辊轴34（如有）的端部进行同步连接，最前端的辊轴34通过第一驱动单元2施加驱动力，最后端的辊轴34通过独立的1个第二同步链轮40与上一个辊轴的端部同步连接，所有的同步链轮外通过第一同步链39或第二同步链41同步运动，即可以逐次带动所有辊轴34的匀速滚动。

本实用新型中，第一驱动单元2一般通过电机输入动力并与第一个辊轴34通过同步链22配合设置。

本实用新型中，由于要进行玻璃缺陷的检测，所以应该尽量减轻玻璃的上下震动与水平位移，故在传送带两端设置限位单元，一般来说，是以限位支撑杆36将限位轮37支起，限位轮37可以绕限位支撑杆36旋转，即可以对待检测玻璃进行限位，同时又可以引导待检测玻璃朝向后方运送。

本实用新型中，为了进一步降低待检测玻璃的振动、保证检测效果，可以在辊轴34中部外侧套设有减震层38，如橡胶层，起到减震缓冲的作用。

本实用新型中，为了保证整机运行的平整，所有的机构应该对称设于支架1的左右两侧。

本实用新型通过在支架1上水平设置玻璃运载单元，以第一驱动单元2驱动玻璃运载单元运输玻璃，通过玻璃运载单元前部下方的发光单元和玻璃运载单元后部上方的图像采集单元配合，对待检测的玻璃进行光学检测；同时，发光单元通过第二驱动单元驱动旋转，图像采集单元通过传动单元与发光单元联动，保证图像采集单元能与发光单元保持相对，保证玻璃检测的精准度要求，非电控的部分便于校准调节和维护，控制源少，操作简便，人工成本低，耗能小，效率相对较高。

本实用新型实现对一定尺寸大小以内的平板玻璃实现缺陷检测，可以实现同步改变图像采集单元、发光单元的角度和位置以进行多次检测的目的，简化调整角度的步骤，实现单个部件调整即可实现其余部件同时调整，联动性强，且满足打光及补光要求。

Claims (10)

1.一种随动式玻璃检测设备，包括支架，其特征在于：所述支架上水平设置有玻璃运载单元，所述玻璃运载单元连接至第一驱动单元；所述玻璃运载单元前部的下方设有发光单元，所述玻璃运载单元后部的上方设有图像采集单元；所述图像采集单元通过传动单元与发光单元联动，所述发光单元连接至第二驱动单元。

2.根据权利要求1所述的一种随动式玻璃检测设备，其特征在于：所述发光单元为水平架设于玻璃运载单元下方的条状光源，所述条状光源与玻璃运载单元的运动方向垂直，所述条状光源设于第一旋转轴顶部，所述第一旋转轴与第二驱动单元配合设置；所述图像采集单元为水平架设于玻璃运载单元上方的若干相机，若干相机与玻璃运载单元的运动方向垂直，所述若干相机设于相机支架前端面，所述若干相机与条状光源相对设置；所述第二驱动单元通过传动单元连接至相机支架的一端。

3.根据权利要求2所述的一种随动式玻璃检测设备，其特征在于：所述第二驱动单元包括第一电机，所述第一电机的输出轴与第一旋转轴同轴连接；所述传动单元包括套设于第一电机的输出轴外侧的第一齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮固定套设于第二旋转轴的一端外侧，所述第二旋转轴的另一端外侧套设有第一带轮；所述相机支架后侧的支架上设有第二带轮，所述第一带轮和第二带轮外配合设有第一同步带，所述第二带轮同轴设有凸轮，所述凸轮的前端设有推杆，推杆顶部通过第一齿条啮合有第三齿轮，第三齿轮通过位置调节单元连接至第四齿轮，所述第三齿轮和第四齿轮的运动方向一致，所述第四齿轮黏合有第二齿条，所述第二齿条的前部与相机支架连接。

4.根据权利要求3所述的一种随动式玻璃检测设备，其特征在于：所述凸轮的边缘包括顺次设置的推程弧段、远休止弧段、回程弧段和近休止弧段，所述推程弧段、远休止弧段、回程弧段和近休止弧段的廓线分别为2π/3、π/6、π、π/6。

5.根据权利要求3所述的一种随动式玻璃检测设备，其特征在于：所述传动单元还包括一端固定套设于第一电机的输出轴外侧的摇杆，所述摇杆的另一端朝向相机支架设有插孔，所述相机支架内横向水平设有第三旋转轴，所述第三旋转轴的端部贯穿设于插孔中。

6.根据权利要求3所述的一种随动式玻璃检测设备，其特征在于：对应发光单元的玻璃运载单元前部的上方设有补光单元，所述补光单元包括水平架设于支架上的第四旋转轴和设于第四旋转轴底部的补光光源；所述补光单元通过联动单元与第二驱动单元配合设置。

7.根据权利要求6所述的一种随动式玻璃检测设备，其特征在于：所述联动单元包括套设于第二旋转轴的另一端外侧的第三带轮，所述第四旋转轴对应第三带轮的一端固定套设有第四带轮，所述第三带轮和第四带轮外配合设有第二同步带。

8.根据权利要求1所述的一种随动式玻璃检测设备，其特征在于：所述玻璃运载单元包括水平并列架设于支架上的若干辊轴，相邻的所述辊轴间设有间隙；除最前端和最后端的2个辊轴外的任一辊轴的两端分别设有2个第一同步链轮，任一所述辊轴的一端的一个第一同步链轮与上一个辊轴的对应端的第一同步链轮外设有第一同步链，另一个第一同步链轮与下一个辊轴的对应端的第一同步链轮外设有第一同步链；最前端的所述辊轴的两端与第一驱动单元配合设置，最后端的所述辊轴的两端设有1个第二同步链轮，任一所述第二同步链轮与上一个辊轴的对应端的第一同步链轮外设有第二同步链。

9.根据权利要求8所述的一种随动式玻璃检测设备，其特征在于：任一所述辊轴两端的支架上对应设有限位支撑杆，任一所述限位支撑杆顶部套设有限位轮，所述限位轮的中轴线与水平面垂直。

10.根据权利要求8所述的一种随动式玻璃检测设备，其特征在于：任一所述辊轴中部外侧套设有减震层。

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