[发明专利]一种使用折射栅格光源检验玻璃瓶表面缺陷及内部缺陷的自动光学检验设备

说明书

(一)技术领域

本发明涉及用于一种玻璃瓶生产的工业自动化及工业流水线中，使用折射栅格光源检验玻璃瓶表面缺 陷及内部缺陷的自动光学检验设备。

(二)技术背景

机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉光源是指通过机器视觉产品将被摄取目标 转换成图像信号，传送给专用的图像处理光源，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字信号。然 后，图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据检测结果来控制现场的设备动作。

机器视觉系统的特点是提高生产的柔性和自动化程度。在一些不适合于人工作业的危险工作环境或 人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来替代人工视觉；同时由于在大批量工业生产过程中，用人 工视觉检查产品质量效率低且精度不高，用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程 度。正是由于机器视觉系统可以快速获取大量信息，而且易于自动处理，也易于同设计信息以及加工控制 信息集成，因此，在现代自动化生产过程中，人们将机器视觉系统广泛地用于工况监视、成品检验和质量 控制等领域。

在机器视觉检测系统应用过程中，要找到能够明显区别缺陷的合适光源绝非易事。一种方案是使用 背景灯，从玻璃瓶背面打光，通过玻璃瓶前面的相机拍照。然而这种方法仅能够检测结石、夹砂等不透明 的缺陷，瓶身表面的划痕、搓板纹等缺陷却会因透光而无法检测到。另一种方案是将玻璃瓶放置在黑色背 景前，从一侧打光，相机在另一侧拍照，这样瓶身上缺陷的反光点会与周围形成明显的反差，造成误判。 然而由于缺陷可能出现在瓶身的任何位置，因此仅用一个相机不可能完整检测整个瓶身。玻璃瓶上的表面 缺陷或内部缺陷，一旦出现就会对产品质量产生严重的不良后果。

(三)发明内容

本发明的目的是提出一种全面、精确检测玻璃瓶表面缺陷及内部缺陷的专用光源。不仅可检测玻璃 瓶的加工熔炼过程中产生的结石、夹砂、气泡、裂纹等缺陷；还可检测冷却或制瓶环节中造成的搓板纹、 麻点、析晶、划痕等表面缺陷，以及歪脖、闷头印偏、瓶口毛刺等结构缺陷。在专用的光源系统下，借助 模式识别软件和图像处理算法后期处理，这些缺陷都能被很好地检测出来，无需使用其他光源，既方便使 用又节省成本。

本发明一种使用折射栅格光源检验玻璃瓶表面缺陷及内部缺陷的自动光学检验设备包括：平板高频 背光源(1)、栅格条纹(2)、相机(4)以及视觉处理器(5)。平板高频背光源所发出的光被栅格条纹分 割后，射到玻璃瓶上；相机(4)的安装位置共线，并且距水平线的竖直距离依次递增，以保证每个相机 拍到的是同样的斑马模式条纹，但颜色却相反；也就是说，玻璃瓶的每个位置都将被至少两个相机同时检 验，实现了360°全方位检验玻璃瓶缺陷。全部检验过程依靠装有奔腾处理器的高速视觉处理器(5)，保 证检测结果准确可靠。栅格条纹在玻璃瓶身上的浮凸文字处留出一定空间让背景光通过，露出浮凸文字， 照亮文字边缘，如果此区域有裂纹等缺陷会在相机图像上产生清晰的切割边缘，明显区别于浮凸文字的边 缘，最大程度上避免发生误检。栅格条纹(2)的宽度还可以依据具体的尺寸和形状进行调整，针对不同 的玻璃瓶有不同的栅格条纹宽度。

本发明一种使用折射栅格光源检验玻璃瓶表面缺陷及内部缺陷的自动光学检验设备，与现有的检测设 备比，具有如下优点：1、平板高频背光源与栅格条纹相配合，增加受检玻璃瓶与背景光之间的对比度， 有利于图像处理的准确性；2、相机的安装位置共线，并且距水平线的竖直距离依次递增，以保证每个相 机拍到的是不同位置的光束透过玻璃瓶的图像，保证检测结果准确可靠；3、栅格条纹的宽度可以依据具 体的尺寸和形状进行调整，针对不同的玻璃瓶有不同的栅格条纹宽度，方便使用；4、栅格条纹在玻璃瓶 身上的浮凸文字处留出一定空间让背景光通过，露出浮凸文字，照亮文字边缘，如果此区域有裂纹等缺陷 会在相机图像上产生清晰的切割边缘，明显区别于浮凸文字的边缘，最大程度上避免发生误检；5、仅用 一套光源一次检测完成多项检测任务，大大提高了生产效率和生产的自动化程度；6、此设备应用广泛， 适用于检验不同类型的玻璃瓶，比如有颈瓶、无颈瓶、长颈瓶、短颈瓶、粗颈瓶和细颈瓶等；7、加工工 艺简单，成本核算低，易于推广使用。

(四)附图说明

图1为本发明一种使用折射栅格光源检验玻璃瓶表面缺陷及内部缺陷的自动光学检验设备的侧视图；

图中：1、平板高频背光源；2、栅格条纹；3、玻璃瓶；4、相机；5、视觉处理器；