[发明专利]用于检测透明平板的局部缺陷的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于检测诸如原片玻璃板的透明平板的局部缺陷的装置和方法。

背景技术

在诸如原片玻璃板的透明平板的制造过程中可能产生各种缺陷。常见缺陷包括诸如气泡、石头或节瘤等的夹杂物，以及诸如锡滴、粘锡、滴落物、脏物、划痕、碎片或灰尘等的表面缺陷。浮法玻璃生产线上的在线检测系统仅对于玻璃板中具有强畸变的局部缺陷(诸如气泡、石头或节瘤)灵敏，但不能检测具有弱畸变或没有畸变的局部缺陷，尤其不能检测玻璃板上的表面缺陷(诸如锡滴、辊痕等)。实际上，由表面缺陷导致的坏品率也是非常高的。人工离线抽样检测常常用于检测不能由在线检测系统检测的缺陷。但是，人工检测的效率比较低，不能满足对生产线的实时质量控制。

已经开发了许多检测装置和方法用于检测原片玻璃板的局部缺陷。这些装置大多数是建立在具有不同照明模块的线扫描相机的基础之上的。这些装置中没有一个能够识别各种局部缺陷，尤其是具有弱畸变或没有畸变的局部缺陷。而且，这些装置大多数只能确定缺陷的二维位置，难于确定缺陷在玻璃板横断面上的垂直位置。

US5790247A提出了一种用于识别表面缺陷和夹杂物的方法。该方法涉及两种照明模块，即，内侧照明和外前侧照明。在内侧照明中，具有布置成线光源的光纤抵靠在玻璃板的边缘。在外侧照明中，光源是成锐角射向玻璃板表面的光。这两种光源以不同方式照亮缺陷，以使检测装置能够识别缺陷类型以及缺陷位置。该方法只能识别灰尘和夹杂物，不能确定缺陷的详细类型。

FR2846096A1描述了基于面阵相机以及准直光的装置和方法。该装置包括用于向玻璃板表面发射平行光束的准直光源、用于在屏幕上显示玻璃表面图像的光学系统、以及用于分析显示在屏幕上的图像并且识别玻璃表面上的缺陷和确定缺陷位置的两个面阵相机。玻璃板被光束以在10-70度范围内的角度照亮，从而允许两个相机同时分析可能导致光束衍射以及散射或反射的缺陷。该装置和方法只能识别具有畸变的缺陷。FR2846096A1没有清楚描述用于确定缺陷位置的方法。

因此，需要开发一种用于检测透明平板的局部缺陷的装置和方法，该装置和方法可以克服现有技术中的上述缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于检测透明平板的局部缺陷的装置和方法，该装置和方法不仅能够识别透明平板的各种局部缺陷，而且能够确定局部缺陷的三维位置。

根据本发明的一方面，提供一种用于检测透明平板的局部缺陷的装置，包括：

用于记录所述将被检测的透明平板的图像的面阵相机，所述面阵相机位于所述将被检测的透明平板一侧；

位于所述面阵相机与所述将被检测的透明平板之间的镜头；

位于所述将被检测的透明平板一侧并且发射平行光的准直光源，所述平行光能够从所述准直光源直接投射到所述将被检测的透明平板上、并且被所述将被检测的透明平板反射到所述镜头，以形成明场反射；

位于所述将被检测的透明平板一侧的低角度环形光源，来自所述低角度环形光源的光能够与所述将被检测的透明平板的表面成锐角地投射到所述将被检测的透明平板上、并且与所述将被检测的透明平板的表面成锐角地从所述将被检测的透明平板的表面反射，以形成暗场反射；以及

位于所述将被检测的透明平板另一侧的背光散射光源，来自背光散射光源的散射背光能够透过所述将被检测的透明平板，使得大部分散射背光通过所述镜头被所述面阵相机收集以形成明场透射。

优选地，所述低角度环形光源设置成与所述准直光源和所述镜头同轴。

优选地，所述用于检测透明平板的局部缺陷的装置还包括至少一个测量传感器，用于测量所述将被检测的透明平板的厚度和平整度变化。

优选地，所述用于检测透明平板的局部缺陷的装置还包括至少一个空气喷嘴，用于产生气流，以便将灰尘从所述将被检测的透明平板的表面吹掉，从而减少假缺陷的量。

优选地，所述用于检测透明平板的局部缺陷的装置还包括第一控制模块，所述第一控制模块用于自动控制各个光源的开/关和强度、并且用于控制所述面阵相机以捕获所述将被检测的透明平板的图像。

优选地，所述镜头是定焦镜头。

优选地，所述用于检测透明平板的局部缺陷的装置还包括电动马达，所述电动马达通过连接器与所述镜头连接，以便沿着竖直方向移动所述镜头。

优选地，所述面阵相机、所述镜头、所述电动马达、所述准直光源和所述低角度环形光源被封装成视觉传感器。

优选地，所述视觉传感器不仅能够沿着水平面移动，而且能够沿着与所述水平面垂直的竖直方向移动，以调整所述视觉传感器的三维位置。

优选地，背光散射光源能够沿着水平面移动。