RU115463U1

RU115463U1 - DEVICE FOR AUTOMATED DETECTION OF GLASS FAULTS

Info

Publication number: RU115463U1
Application number: RU2011141391/28U
Authority: RU
Inventors: Виталий Владимирович Булатов; Игорь Игоревич Абакумов; Александр Александрович Кульчицкий; Вячеслав Анатольевич Шабанов; Алла Константиновна Наумова
Original assignee: Виталий Владимирович Булатов
Priority date: 2011-10-12
Filing date: 2011-10-12
Publication date: 2012-04-27

Abstract

Устройство автоматизированного детектирования пороков стекла, включающее скамью, на которую устанавливаются подвижные каретки с камерой технического зрения, объектом контроля, диафрагмой, предназначенной для ограничения поля зрения камеры, системой рассеянного освещения, причем камера технического зрения подключается к ЭВМ, что позволяет получать изображение, которое анализируется на наличие дефектов объекта контроля. A device for automated detection of glass defects, including a bench on which movable carriages with a technical vision camera, an object of control, a diaphragm designed to limit the field of view of the camera, a diffuse lighting system are installed, and the vision camera is connected to a computer, which makes it possible to obtain an image that is analyzed for defects in the object of control.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и предназначена для детектирования пороков листового стекла, быстрого измерения линейных размеров порока с точностью 0,1 мм и может использоваться в процессе контроля качества стекла на производстве.The proposed utility model relates to a control and measuring technique and is designed to detect flat glass defects, to quickly measure the linear dimensions of a defect with an accuracy of 0.1 mm and can be used in the process of glass quality control in production.

В настоящее время контроль пороков листового стекла проводится в проходящем свете при рассеянном дневном освещении или подобном ему искусственном. Освещенность поверхности листа стекла должна быть не менее 300 люксов [1]. Определение класса порока и оценка его линейных размеров осуществляется визуально человеком.At present, inspection of flat glass defects is carried out in transmitted light with diffused daylight or similar artificial light. Illumination of the surface of the glass sheet should be at least 300 lux [1]. The definition of the class of vice and the assessment of its linear dimensions is carried out visually by a person.

Видимость объекта контроля (степень различимости пороков стекла при их наблюдении) зависит от продолжительности просматривания, от контраста, яркости, цвета, угловых размеров объекта, резкости контуров и условий освещенности. Каждое свойство имеет абсолютный порог видимости, ниже которого дефект не может быть виден, сколь бы благоприятными не были условия наблюдения с точки зрения других факторов. Человеческий глаз при слишком малой яркости или очень малом контрасте не может различить объект контроля, даже при продолжительном рассматривании.The visibility of the test object (the degree of visibility of glass defects during their observation) depends on the duration of viewing, on the contrast, brightness, color, angular dimensions of the object, the sharpness of the contours and lighting conditions. Each property has an absolute threshold of visibility, below which the defect cannot be visible, no matter how favorable the observation conditions are from the point of view of other factors. The human eye with too little brightness or very low contrast can not distinguish the object of control, even with prolonged viewing.

Минимальная величина яркостного контраста, при которой контролер способен различать пороки стекла, для человека составляет 0,01-0,02 (1-2%), при оптимальных условиях осмотра предмета с угловыми размерами не менее 0,5° [2]. В реальных производственных условиях контроля стекла и изделий из стекол пороговое значение чувствительности выше и составляет около 0,05 (5%), что объясняется малой яркостью дефектов, их небольшими угловыми размерами и другими факторами [3]. Таким образом, некоторые даже крупные пороки стекла не могут быть обнаружены глазом из-за малого контраста на поверхности детали. По этой же причине возникает проблема точного определения линейных размеров дефекта и его классификации, в то время как ГОСТами [1, 2] установлены строгие требования к отнесению изделий из листового стекла к браку по указанным характеристикам. Как следствие, неправильное определение класса, количества и размеров пороков приводит к высокому проценту брака изделий из листового стекла.The minimum value of brightness contrast, at which the controller is able to distinguish between glass defects, for a person is 0.01-0.02 (1-2%), under optimal conditions for examining an object with an angular size of at least 0.5 ° [2]. In real production conditions for monitoring glass and glass products, the threshold value of sensitivity is higher and amounts to about 0.05 (5%), which is explained by the low brightness of defects, their small angular dimensions, and other factors [3]. Thus, some even large glass defects cannot be detected by the eye due to the small contrast on the surface of the part. For the same reason, the problem arises of accurately determining the linear dimensions of the defect and its classification, while GOSTs [1, 2] establish strict requirements for classifying sheet glass products as defective according to the specified characteristics. As a result, the incorrect determination of the class, number and size of defects leads to a high percentage of defective products from sheet glass.

Задачей предлагаемой полезной модели является автоматизация процесса обнаружения, классификации, измерения дефектов листового стекла и принятия решения о соответствии требованиям ГОСТ с необходимой точностью. Это позволит уменьшить количество выпускаемых бракованных изделий и ускорить процесс контроля.The objective of the proposed utility model is to automate the process of detecting, classifying, measuring sheet glass defects and deciding on compliance with GOST requirements with the necessary accuracy. This will reduce the number of defective products and speed up the control process.

Решить поставленную задачу предлагается путем внедрения в процесс контроля камеры технического зрения и программной обработки изображений. Достоинствами предложенного решения являются возможность он-лайн и постобработки полученных изображений, работы системы с любой ЭВМ.It is proposed to solve the problem by introducing technical vision and software image processing into the camera control process. The advantages of the proposed solution are the possibility of on-line and post-processing of the received images, the operation of the system with any computer.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется следующими фигурами.The essence of the proposed utility model is illustrated by the following figures.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства АДПС, где:Figure 1 shows the block diagram of the device ADPS, where:

1 - ЭВМ; 2 - камера технического зрения (КТЗ); 3 - диафрагма; 4 - системы крепления объекта контроля; 5, 6 и 7 - диодные светильники; 8 - экран.1 - computer; 2 - camera technical vision (KTZ); 3 - aperture; 4 - mounting system of the control object; 5, 6 and 7 - diode lamps; 8 - screen.

На фиг.2 представлена модель устройства АДПС, где:Figure 2 presents the model of the ADPS device, where:

1 - каретка КТЗ, 2 - крепление КТЗ, 3 - КТЗ, 4 - каретка диафрагмы, 5 - диафрагма, 6 - каретка объекта контроля, 7 - держатель объекта контроля, 8 - объект контроля (листовое стекло), 9 - светильник, 10 - каретка светильника, 11 - экран, 12 - держатель экрана, 13 - светильники, 14 - скамья, 15 - объектив камеры.1 - KTZ carriage, 2 - KTZ mount, 3 - KTZ, 4 - diaphragm carriage, 5 - diaphragm, 6 - control object carriage, 7 - control object holder, 8 - control object (sheet glass), 9 - lamp, 10 - lamp carriage, 11 - screen, 12 - screen holder, 13 - lamps, 14 - bench, 15 - camera lens.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства АДПС, которую можно разделить на две части: систему освещения, которая включает диодные светильники 5, 6 и 7 вместе с экраном 8, и контрольно-измерительную систему, состоящую из ЭВМ 1, КТЗ 2, диафрагмы 3 и системы крепления объекта контроля 4.Figure 1 shows the block diagram of the ADPS device, which can be divided into two parts: a lighting system that includes diode lights 5, 6 and 7 together with the screen 8, and a control and measurement system consisting of a computer 1, CTZ 2, a diaphragm 3 and the mounting system of the control object 4.

Система освещения служит для обеспечения четкого, высококонтрастного изображения объекта контроля, получаемого с КТЗ 2.The lighting system serves to provide a clear, high-contrast image of the control object obtained from CTZ 2.

Сигнал с КТЗ 2 поступает на ЭВМ 1, где происходит обработка полученной информации.The signal from KTZ 2 enters the computer 1, where the processing of the received information.

На фиг.2 представлена модель устройства АДПС. Работа устройства осуществляется следующим образом. Объект контроля 8 с дефектом закрепляется в держателе 7 и устанавливается на каретку 6. Каретка 6 устанавливается на скамью 14 и располагается перед светильником 9 и белым экраном 11, установленным на держателе 12. Экран подсвечивается системой рассеянного освещения, состоящей из диодных светильников 13, закрепленных на нем, и диодного светильника 9, установленного на подвижной каретке 10. Камера технического зрения 3 с объективом 15 при помощи крепления 2, соединенного с кареткой 1, устанавливается на скамью 14 перед объектом контроля 8. Диафрагма 5 жестко закреплена на каретку 4 и установлена на скамью 14 между объектом контроля 8 и камерой технического зрения 3. Диафрагма предназначена для ограничения поля зрения камеры 3, чтобы получать и обрабатывать изображение только объекта контроля.Figure 2 presents the model of the device ADPS. The operation of the device is as follows. The control object 8 with a defect is fixed in the holder 7 and installed on the carriage 6. The carriage 6 is installed on the bench 14 and is located in front of the lamp 9 and a white screen 11 mounted on the holder 12. The screen is highlighted by a diffused lighting system consisting of diode lamps 13 mounted on it, and a diode lamp 9 mounted on a movable carriage 10. The camera 3 with a lens 15 using a mount 2 connected to the carriage 1, is installed on the bench 14 in front of the control object 8. Aperture 5 g it is firmly fixed to the carriage 4 and mounted on the bench 14 between the control object 8 and the camera of technical vision 3. The diaphragm is designed to limit the field of view of the camera 3 in order to receive and process the image of the control object only.

Обязательным условием проведение контрольных работ с применением АДПС является строго зафиксированное положение объекта контроля 8 и КТЗ 3 на одной оптической оси.A prerequisite for conducting control work using ADPS is a strictly fixed position of the control object 8 and CTZ 3 on the same optical axis.

В предлагаемом устройстве подвижные каретки позволяют менять месторасположение объекта контроля и регистрирующего элемента системы путем передвижения их по скамье относительно друг друга. Это добавляет дополнительную гибкость системе АДПС: осуществление диагностики образцов контроля с различными геометрическими размерами.In the proposed device, the movable carriages allow you to change the location of the control object and the recording element of the system by moving them along the bench relative to each other. This adds additional flexibility to the ADPS system: diagnostics of control samples with various geometric dimensions.

Особое место в устройстве АДПС занимает освещение. Для детектирования пороков листового стекла выбрано рассеянное освещение [5].A special place in the ADPS device is lighting. To detect defects in sheet glass, diffuse lighting was chosen [5].

Для реализации освещения используются светодиодные светильники, которые в сумме дают освещенность, превышающую 400 люксов. Освещение устанавливается таким образом, чтобы лучи света падали на экран 11. Расположение светильников 9, 13 характеризуется тремя угловыми размерами.For the implementation of lighting, LED lamps are used, which in total give illumination exceeding 400 lux. The lighting is set so that the rays of light fall on the screen 11. The location of the lamps 9, 13 is characterized by three angular dimensions.

ЛитератураLiterature

[1] ГОСТ 111-2001 «Стекло листовое. Технические условия». Москва 2001 г.[1] GOST 111-2001 “Sheet glass. Technical conditions. " Moscow 2001

[2] ГОСТ Р 52172-2003 «Стеклопакеты для наземного транспорта». Москва. ИПК Издательство стандартов. 2004 г.[2] GOST R 52172-2003 "Double-glazed windows for ground transport." Moscow. IPK Standards Publishing. 2004 year

[3] «Неразрушающий контроль и диагностика» под редакцией В.В.Клюева. Издательство «Машиностроение». Москва. 2005 г.[3] Non-Destructive Testing and Diagnostics, edited by V.V. Klyuyev. Publishing House "Engineering". Moscow. 2005 year

[4] И.Н.Каневский, Е.Н.Сальникова «Неразрушающие методы контроля», Владивосток 2007.[4] I.N. Kanevsky, E.N. Salnikova "Non-destructive testing methods", Vladivostok 2007.

[5] Г.Шредер, X.Трайбер «Техническая оптика» Москва 2006 г.[5] G. Schroeder, H. Traiber “Technical Optics” Moscow 2006

[6] «Справочник конструктора оптико-механических приборов» Под редакцией В.А Панова. Изд. 3-е, Л., «Машиностроение» 1980 г.[6] “Handbook of the designer of optical-mechanical devices” Edited by V.A. Panov. Ed. 3rd, L., "Engineering" 1980

[7] Джост Дж. Маркези «Техника профессионального освещения» VERLAG PHOTOGRAPHIE Третье дополненное издание 1996 г.[7] Jost J. Marquezi Professional Lighting Technique VERLAG PHOTOGRAPHIE Third Supplement 1996

[8] М.М.Гуторов «Основы светотехники и источники света». Москва. 1983 г.[8] M.M. Gutorov "Fundamentals of lighting technology and light sources." Moscow. 1983 year

Claims

A device for the automated detection of glass defects, including a bench on which movable carriages are installed with a technical vision camera, an object of control, a diaphragm designed to limit the camera’s field of view, a diffused lighting system, and the technical vision camera is connected to a computer, which allows you to obtain an image that is analyzed for defects of the control object.