CN219244561U - 一种光学玻璃自动化检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光学玻璃自动化检测装置，本实用新型的光学玻璃自动化检测装置，将线阵相机与条纹光源配合，并利用镜面反射的原理，将检测时条纹图像的成像距离拆分成入射光路与反射光路两段，这使得设备的尺寸得以大大减小。同时，编码器的编码轮与玻璃输送装置的输送带或直接与待检玻璃接触，这使得该光学玻璃自动化检测装置可利用编码器触发线阵相机进行图像采集，以使其能够与包括玻璃输送装置在内的玻璃生产流水线相契合。

Description

一种光学玻璃自动化检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种玻璃检测装置，尤其涉及一种光学玻璃自动化检测装置。

背景技术

在玻璃生产行业，玻璃在出厂前需要对于其表面进行平整度的检测，以保证产品的质量。目前行业内对于玻璃表面平整度的检测一般采用非接触式传感器和三坐标测量仪这两种方案进行测定。

其中，非接触式传感器一般为激光传感器，其以非接触感应的形式测量传感器到达玻璃表面的距离。检测时，光学玻璃自动化检测装置可安装于玻璃生产流水线的上方或侧方，如公开号为CN109813256A、名称为“用激光检测平面玻璃平整度的检测仪”，此类激光传感式光学玻璃自动化检测装置通过多点位测量或长距离连续测量，取样后拟合出玻璃的模拟平面，最后以该模拟平面为依据进行算法分析得出成品的平整度结果。

常用的非接触式传感器为线激光测量仪，这类测量仪虽然测量精度足够高，但往往成本高昂，且测量宽度窄、高度高，对面积较大的单张玻璃成品难以仅依靠少数仪器达到一次性结束测量的效果，同时测量仪器的安装框架在垂直方向上也会占用较多的空间。

三坐标测量仪为接触式测量，从技术角度看这种类型的测量方式要极力避免对成品的表面划伤，单台设备同样昂贵，高精度测头也依赖于昂贵的进口产品，且该设备为独立设备，难于整合于产品流水线中成为一道中间工序。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种占用空间少、成本较低、便于与产品流水线整合且为非接触式测量的光学玻璃自动化检测装置。

本实用新型的光学玻璃自动化检测装置，包括设于玻璃输送装置一侧的安装架，安装架上设有条纹光源及若干线阵相机，光学玻璃自动化检测装置还包括编码器，检测时，编码器的编码轮与玻璃输送装置的输送带或待检玻璃的表面接触，线阵相机及条纹光源位于待检玻璃的上方，并且条纹光源的出射光线经待检玻璃的反射后能够输入至线阵相机。

本实用新型的光学玻璃自动化检测装置，将线阵相机与条纹光源配合，并利用镜面反射的原理，将检测时条纹图像的成像距离拆分成入射光路与反射光路两段，这使得设备的尺寸得以大大减小。同时，编码器的编码轮与玻璃输送装置的输送带或直接与待检玻璃接触，这使得该光学玻璃自动化检测装置可利用编码器触发线阵相机进行图像采集，以使其能够与包括玻璃输送装置在内的玻璃生产流水线相契合。

进一步的，本实用新型的光学玻璃自动化检测装置，所述安装架包括设于玻璃输送装置两侧的支撑架及设于支撑架顶端的安装框，条纹光源及线阵相机均安装于所述安装框上，安装框上还设置有底端具有开口的罩壳。

支撑架的设置用以安装安装框，安装框位于玻璃输送装置的上方，以使条纹光源的出射光线能够通过其下方的玻璃反射至线阵相机。

进一步的，本实用新型的光学玻璃自动化检测装置，所述安装框包括主框体及主框体前侧的辅框体，辅框体上设有两个第一安装板，所述条纹光源包括安装盒，上述安装盒铰接于辅框体的铰接座上，其两端设置于第一安装板上，线阵相机设置于主框体的顶部，其机体通过第二安装板与主框体连接。

第一安装板、第二安装板的设置分别实现了对条纹光源及线阵相机的安装。

进一步的，本实用新型的光学玻璃自动化检测装置，第一安装板表面可设置弧形导孔，

弧形导孔的设置使得操作人员能够方便地调整安装盒的安装角度，以使条纹光源的出射光线在经待检玻璃的表面后能够输入至线阵相机。

进一步的，本实用新型的光学玻璃自动化检测装置，所述罩壳的前侧还设置有玻璃感应器。

玻璃感应器的设置用以感应其下方是否具有待检玻璃。

进一步的，本实用新型的光学玻璃自动化检测装置，所述罩壳上还设有通风孔，通风孔处设有机体与罩壳固连的散热风扇。

散热风扇的设置实现了对安装框内条纹光源及线阵相机的散热功能，以防止其长时间工作后由于热量过高而损坏。

进一步的，本实用新型的光学玻璃自动化检测装置，所述条纹光源包括安装盒，安装盒内设有若干灯泡或灯管，安装盒的底端设有具有条纹图案的透光板。

透光板及灯管等部件的设置，用以形成条纹图案。

进一步的，本实用新型的光学玻璃自动化检测装置，所述透光板上设有多条长度方向与待检玻璃传输方向一致的条形穿孔。

条形穿孔用以形成上述条纹图案，LED灯的出射光线通过该透光板后形成对应的明暗相间的条纹图像。

进一步的，本实用新型的光学玻璃自动化检测装置，所述线阵相机的输入端设置有广角镜头。

广角镜头用以提高线阵相机的视野，减少线阵相机的总数量。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本实用新型的技术手段，并依照说明书的内容予以具体实施，以下以本实用新型的实施例对其进行详细说明。

附图说明

图1是光学玻璃自动化检测装置的使用状态图；

图2是光学玻璃自动化检测装置的主视图，其中玻璃输送装置未示出；

图3是图2中A部的局部放大图；

图4是光学玻璃自动化检测装置的立体图，其中罩壳、编码器等部件未示出；

图5是图4中B部的局部放大图；

图6是图4中C部的局部放大图；

图7是条纹光源与线阵相机的立体配合图；

图8是条纹光源的拆解图；

图9是光学玻璃自动化检测装置的光路图。

图中，玻璃输送装置1，安装架2，条纹光源3，线阵相机4，编码器5，待检玻璃6，支撑架7，安装框8，罩壳9，安装盒10，灯管11，透光板12，主框体13，辅框体14，第一安装板15，弧形导孔16，第二安装板17，广角镜头18，玻璃感应器19，散热风扇20，铰接座21。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参见图1至9，本实施例的光学玻璃自动化检测装置，包括设于玻璃输送装置1一侧的安装架2，安装架上设有条纹光源3及若干线阵相机4，光学玻璃自动化检测装置还包括编码器5，检测时，编码器的编码轮与玻璃输送装置的输送带或待检玻璃6的表面接触，线阵相机及条纹光源位于待检玻璃的上方，并且条纹光源的出射光线经待检玻璃的反射后能够输入至线阵相机。

本实用新型的光学玻璃自动化检测装置，将线阵相机与条纹光源配合，并利用镜面反射的原理，将检测时条纹图像的成像距离拆分成入射光路与反射光路两段，这使得设备的尺寸得以大大减小。同时，编码器的编码轮与玻璃输送装置的输送带或直接与待检玻璃接触，这使得该光学玻璃自动化检测装置可利用编码器触发线阵相机进行图像采集，以使其能够与包括玻璃输送装置在内的玻璃生产流水线相契合。

相较于激光传感式玻璃检测装置，由于线激光传感器为直接采集漫反射光线，实际检测时的物距较长，不利于设备尺寸的缩小；而该光学玻璃自动化检测装置采用玻璃对条纹光源的出射光线进行反射，从而使得检测装置整体体积能够做得更小。

三坐标测量仪除了对测头要求较高之外，只能多段点测量的缺陷使其并不适合用于以玻璃为例的大块平面物体的高精度平面度检测，而且通常无法进入自动化流程中。而该光学玻璃自动化检测装置可采用多个线阵相机，配合广角镜头，从而使其能够方便地对大面积玻璃进行平整度测量。

此外，相较于激光传感式玻璃测量装置和三坐标测量仪，该光学玻璃自动化检测装置只需利用线阵相机采集待检玻璃反射的条纹光源出射光线，采集后的图像可通过图像分析的方法得到待检玻璃的平整度。检测过程中利用的线阵相机、条纹光源以及后续用于图像分析的主机均为常规设备，相较于激光装置及三坐标测量仪，其成本大大降低。

其中安装架用于安装线阵相机及条纹光源等部件，其可为一体式或分体式。检测时，其设置于玻璃输送装置旁侧，条纹光源和线阵相机均位于待检玻璃的上方。玻璃输送装置用于输送待检玻璃，其可以是通过电机驱动的自动化输送机，如皮带输送机等，或可为通过操作人员手工输送待检玻璃的手动式玻璃输送装置。

本实施例中，安装架包括设于玻璃输送装置两侧的支撑架7及设于支撑架顶端的安装框8，条纹光源及线阵相机均安装于安装框上。为了避免外界光线的干扰，安装框上设置有底端具有开口的罩壳9。待检玻璃位于该开口的下方。

条纹光源用于产生条纹图像，本实施例中，条纹光源包括安装盒10，安装盒内设有若干灯泡或灯管11，其优选为LED灯。安装盒的底端设有具有条纹图案的透光板12，LED灯发出的光线通过该透光板后形成对应的条纹图像。

本实施例中，透光板上设有多条长度方向与待检玻璃传输方向一致的条形穿孔，以形成上述条纹图案，LED灯的出射光线通过该透光板后形成对应的明暗相间的条纹图像。

安装框包括主框体13及主框体前侧的辅框体14，辅框体上设有两个第一安装板15，上述安装盒铰接于辅框体的铰接座21上，其两端设置于第一安装板上。第一安装板表面可设置弧形导孔16，安装时螺栓穿过该弧形导孔后与安装盒固连。弧形导孔的设置使得操作人员能够方便地调整安装盒的安装角度，以使条纹光源的出射光线在经待检玻璃的表面后能够输入至线阵相机。

上述线阵相机设置于主框体的顶部，其机体通过第二安装板17与主框体连接。类似的，第二安装板上也设有弧形导孔，以便于操作人员调整线阵相机的角度，以使条纹光源的出射光线能够进入线阵相机内。

线阵相机的输入端设置有广角镜头18，以提高线阵相机的视野，减少线阵相机的总数量。安装时，多个线阵相机均匀设置于与待检玻璃移动方向垂直的方向上。

编码器用于检测待检玻璃的移动。具体的，编码器的机体可安装于玻璃输送装置的机体、安装架上，或通过单独的架体进行安装。编码器的编码轮与玻璃输送装置的输送带或待检玻璃的表面接触。当玻璃移动时，输送带或待检玻璃便驱动编码轮转动，编码器便产生相应的脉冲信号，并将该脉冲信号发送至外部的控制主机。控制主机内部的控制程序在接收到该信号后发送相应的信号至线阵相机，以使线阵相机以一定的频率采集条纹光源产生的条纹图像，其采集频率与玻璃的移动速度对应，以使线阵相机能够采集完整的条纹图像。

线阵相机采集到条纹图像后便将其发送至控制主机，图像中不平整处的条纹会显现出一定的扭曲，控制主机内的图像分析程序可以此为特征，检出待检玻璃表面不平整处的数量、位置，还可通过定制的软件算法，以自定义的标准评判物体的平面度等级，其具体方案为图像处理领域常规技术，此处不再赘述。此外，操作人员还可通过肉眼直接观察条纹图像的方式判断玻璃表面是否平整。

优选的，罩壳的前侧还设置有玻璃感应器19，以感应其下方是否具有待检玻璃，其为接近开关，优选为光电传感器。

优选的，罩壳上还设有通风孔，通风孔处设有机体与罩壳固连的散热风扇20。散热风扇的设置实现了对安装框内条纹光源及线阵相机的散热功能，以防止其长时间工作后由于热量过高而损坏。

检测时，操作人员首先将LED灯打开，并调节线阵相机的光圈、拍摄角度和镜头倍率，以保证线阵相机可以采集到待检玻璃表面反射而来的条纹图案的倒影。然后操作人员可在相机设置软件中设置好线阵相机的曝光时间、触发形式、编码器倍频等参数，以保证线阵相机采集的图像清晰且保真。线阵相机调整完成后便可尅是采集。具体的，当待检玻璃由玻璃流水线，即玻璃输送装置传送而来时，玻璃感应器感应到玻璃的瞬间，控制主机触发线阵相机开始采集，同时，由输送带或待检玻璃带动的编码器不断地发射脉冲，以触发线阵相机进行逐行扫描。扫描完成后，线阵相机会生成具有密集、均匀、纵向条纹的条纹图案照片。接着，线阵相机便可通过网口将条纹图像照片传输至控制主机以便开始下一步的图像处理分析，观测该待检玻璃表面是否存在凹凸不平及其具体位置，上述控制主机可为工控机。

以上仅是本实用新型优选的实施方式，用于辅助本领域技术人员实现相应的技术方案，而并不用于限制本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围由所附权利要求限定。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本实用新型的技术方案基础上，可做出若干与其等同的改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。同时，应当理解，虽然本说明书按照上述实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种光学玻璃自动化检测装置，包括设于玻璃输送装置(1)一侧的安装架(2)，其特征在于：安装架上设有条纹光源(3)及若干线阵相机(4)，光学玻璃自动化检测装置还包括编码器(5)，检测时，编码器的编码轮与玻璃输送装置的输送带或待检玻璃(6)的表面接触，线阵相机及条纹光源位于待检玻璃的上方，并且条纹光源的出射光线经待检玻璃的反射后能够输入至线阵相机。

2.根据权利要求1所述的光学玻璃自动化检测装置，其特征在于：所述安装架包括设于玻璃输送装置两侧的支撑架(7)及设于支撑架顶端的安装框(8)，条纹光源及线阵相机均安装于所述安装框上，安装框上还设置有底端具有开口的罩壳(9)。

3.根据权利要求2所述的光学玻璃自动化检测装置，其特征在于：所述安装框包括主框体(13)及主框体前侧的辅框体(14)，辅框体上设有两个第一安装板(15)，所述条纹光源包括安装盒(10)，上述安装盒铰接于辅框体的铰接座(21)上，其两端设置于第一安装板上，线阵相机设置于主框体的顶部，其机体通过第二安装板(17)与主框体连接。

4.根据权利要求3所述的光学玻璃自动化检测装置，其特征在于：第一安装板表面可设置弧形导孔(16)。

5.根据权利要求2所述的光学玻璃自动化检测装置，其特征在于：所述罩壳的前侧还设置有玻璃感应器(19)。

6.根据权利要求2所述的光学玻璃自动化检测装置，其特征在于：所述罩壳上还设有通风孔，通风孔处设有机体与罩壳固连的散热风扇(20)。

7.根据权利要求1所述的光学玻璃自动化检测装置，其特征在于：所述条纹光源包括安装盒(10)，安装盒内设有若干灯泡或灯管(11)，安装盒的底端设有具有条纹图案的透光板(12)。

8.根据权利要求7所述的光学玻璃自动化检测装置，其特征在于：所述透光板上设有多条长度方向与待检玻璃传输方向一致的条形穿孔。

9.根据权利要求1所述的光学玻璃自动化检测装置，其特征在于：所述线阵相机的输入端设置有广角镜头(18)。

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