一种压延钢化玻璃边缘缺陷在线检测装置及方法
【专利摘要】本发明提供一种压延钢化玻璃边缘缺陷在线检测装置及方法，所述装置布置在压延钢化玻璃生产线上的玻璃清洗机和玻璃钢化炉之间，包括主机架体、凹形传输机构、短边取像机构、长边取像机构以及图像采集及处理单元和控制机构，凹形传输机构形成两条与玻璃传输方向呈角度的凹形区域，所述短边取像机构分别置于所述凹形区域中，长边取像机构位于凹形传输机构的两侧，图像采集及处理单元与所述取像机构电连接。本发明采用该装置实现完整检测压延钢化玻璃四个边的边缘缺陷，相比于人工目视检测，该检测装置检测效率高，稳定性好；本发明装置自动化程度高，采用本发明的检测方法能够提高工艺效率和生产效率，减少人力成本。
【专利说明】
一种压延钢化玻璃边缘缺陷在线检测装置及方法
技术领域
[0001]本发明属于工业产品检测及机器视觉技术领域，涉及压延钢化玻璃缺陷检测技术，具体涉及压延钢化玻璃生产中边缘缺陷在线检测装置及方法。
【背景技术】
[0002]钢化玻璃又称强化玻璃，通常是使用化学或物理的方法在玻璃表面形成压应力，玻璃承受外力时首先抵消表层压力，从而提供了承载能力，因而钢化玻璃广泛应用于建筑门窗、玻璃幕墙、电子仪表等领域。通常的压延钢化玻璃是由熔融状态的玻璃液从熔窑沿口出来经过压延机形成压延玻璃原片，再经过切割机、磨片机和清洗机，进入钢化炉。在生产过程中，由于压延钢化玻璃生产加工工艺多，工艺复杂，特别是玻璃切割、磨边工艺是钢化玻璃生产过程中的重要环节，也是极易造成钢化玻璃生产缺陷的环节，容易造成玻璃烧边、爆角、爆边、亮边等边缘缺陷，影响钢化玻璃的品质。并且存在缺陷的玻璃传入钢化炉，一方面造成生产工艺的浪费，另一方面一旦在钢化炉内部发生爆裂会对钢化炉设备本身造成损害。因此，需要在生产过程中对玻璃产品，尤其是玻璃边缘出现的缺陷进行检查。
[0003]目前国内针对压延钢化玻璃边缘缺陷的检测主要靠人工目视完成。人工目视检查，即通过人眼主观意识识别玻璃上面存在的缺陷，由于人眼识别主要依赖个人经验，主观性比较强，且容易因疲劳、疏忽等原因造成误判漏判，检测效率低下、费时费力。替代人工目视检查，目前国际上仅有德国伊斯拉视觉检测公司具有玻璃边缘缺陷检测设备，但其只能对钢化玻璃的两侧长边的某些缺陷进行检测，而对于处于移动状态的两短边的边缘缺陷检测还未能实现。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了解决上述问题，从自动化生产的角度出发，提供一种能够完整检测压延钢化玻璃四个边的边缘缺陷的装置。
[0005]本发明的上述目的是由以下技术方案来实现的:
[0006]—种压延钢化玻璃边缘缺陷在线检测装置，布置在压延钢化玻璃生产线上的玻璃清洗机和玻璃钢化炉之间，包括用于支撑所述装置的主机架体、固定于主机架体上用以实现待测玻璃传输的凹形传输机构、固定于主机架体上用以实现玻璃短边图像采集的第一短边取像机构和第二短边取像机构、固定于主机架体上用以实现玻璃长边图像采集的第一长边取像机构和第二长边取像机构以及用于图像采集和实现图像处理的图像采集及处理单元;所述凹形传输机构设有分隔的两个凹形区域，该凹形区域在玻璃传输水平面与玻璃传输线呈锐角，所述第一短边取像机构和第二短边取像机构分别置于两个凹形区域中；所述第一长边取像机构和第二长边取像机构分列于所述凹形传输机构的两侧;所述图像采集及处理单元分别与多个取像机构电连接。
[0007]上述压延钢化玻璃边缘缺陷在线检测装置中，所述凹形传输机构包括传输机构、驱动结构和用以支撑并安装电机的电机安装座，其中:
[0008]所述传输机构包括平行布置的三组架体组件，S卩，1#架体组件、2#架体组件和3#架体组件，每组架体组件包括有支架和间隔安装在支架上的多个轮组件，轮组件包括主动轮组件、T型被动轮组件、L型被动轮组件和张紧轮组件，每组架体组件设一条用于输送玻璃的传输带，传输带绕过上述轮组件和支架形成一个环路；
[0009]所述驱动机构安装在凹形传输机构的主动轮组件一端，包括一根用于串联连接三组架体组件的主动轮组件的驱动轴，该驱动轴通过一连轴器和一驱动电机连接，所述三组架体组件的传输带在该驱动电机和各自轮组件的驱动下朝同一方向同步转动。
[0010]上述压延钢化玻璃边缘缺陷在线检测装置中，所述1#架体组件沿玻璃运动方向依次间隔布置有一组双倒L结构和两组T型被动轮组件，双倒L结构是由两组L型被动轮组件倒置放置而形成，T型被动轮组件的两侧上部各安装有两组被动轮，其下部通过固定组件固定于1#架体组件上，位于中间的T型被动轮组件下部两侧安装有张紧轮组件，位于端部的T型被动轮组件下部一侧安装有张紧轮组件，另一侧安装主动轮组件，且两个T型被动轮组件的长度相等，双倒L结构的长度大于T型被动轮组件的长度；
[0011]位于中间的2#架体组件沿玻璃运动方向间隔布置有由两组L型被动轮组件倒置放置组成的两组双倒L结构和一组T型被动轮组件，且T型被动轮组件位于两双倒L结构的中间，且T型被动轮组件的长度与1#架体组件的T型被动轮组件的长度相等，两双倒L结构的长度介于T型被动轮组件与1#架体组件的双倒L结构的长度之间；
[0012]3#架体组件沿玻璃运动方向依次间隔布置有两组T型被动轮组件和由两组L型被动轮组件倒置放置组成的双倒L结构，T型被动轮组件和双倒L结构的长度与1#架体组件的T型被动轮组件和双倒L结构的长度相等。
[0013]上述压延钢化玻璃边缘缺陷在线检测装置中，所述第一短边取像机构和第二短边取像机构都包括上电动滑台、下电动滑台、电动滑台固定组件、短边线光源组件、短边线扫光源组件、短边取像相机组件、上电动滑台固定板和下电动滑台固定板以及安装在上电动滑台端部的第一驱动电机和安装于下电动滑台端部的第二驱动电机，上电动滑台沿着凹形传输机构的凹形区域通过电动滑台固定组件依次固定于位于主机架体上侧，下电动滑台沿着凹形传输机构的凹形区域通过电动滑台固定组件固定于主机架体下侧，上电动滑台的下侧固定有上电动滑台固定板，下电动滑台的上侧固定有下电动滑台固定板，短边光源组件和短边取像相机组件分别安装于上述上电动滑台固定板和下电动滑台固定板上。
[0014]上述压延钢化玻璃边缘缺陷在线检测装置中，所述第一短边取像机构和第二短边取像机构都设置两组光源组件和对应的取向相机组件，光源组件和取像相机组件配对使用，分别布置在待测玻璃的上方和下方，且两组光源和相机组件之间具有一定空间距离用以使待测玻璃无障碍地通过。
[0015]上述压延钢化玻璃边缘缺陷在线检测装置中，所述第一长边取像机构位于主机架体的入口端，第二长边取像机构位于主机架体的出口端，都包括支撑架体、长边取像相机组件、长边线扫光源组件和长边线光源组件;每套长边取像机构包括三组光源组件和取像相机组件组，一组为长边线光源组件和长边取像相机组件，另两组为长边线扫光源组件和长边取像相机组件;每组线光源都以与待测玻璃长边平行的方向固定于支撑架体上，相对应的相机组件的相机焦点指向被测玻璃的边缘且在线光源的中心线上;所有光源和相机镜头均对向玻璃边缘厚度方向上的中心线，并与需要采相的玻璃边缘厚度方向垂直。
[0016]上述压延钢化玻璃边缘缺陷在线检测装置中，所述图像采集及处理单元包括服务器以及与服务器电连接的客户机，所述服务器设置有图像采集卡，所述服务器与客户机通过工业以太网通讯;其中，服务期用于建立待测玻璃边缘缺陷数据库、接收客户机的信息、存储和传输数据和命令信息以及采集图像信息，客户机用于完成信息的初始化和参数设置。
[0017]上述压延钢化玻璃边缘缺陷在线检测装置还包括控制机构，所述控制机构置于主机架体内，包括PLC以及与PLC电连接的控制电路板，PLC通过以太网连接到图像采集及处理单元的服务器;控制电路板设置有转换电路和各种输入输出接口，其通过现场总线与凹形传输机构的驱动电机以及第一短边取像机构和第二短边取像机构的短边驱动电机电连接，由PLC控制待测玻璃的运行以及短边取像机构同步运行。
[0018]上述压延钢化玻璃边缘缺陷在线检测装置还包括用于检测待测玻璃进入和传出的第一光电检测组件和第二光电检测组件，第一光电检测组件安装于凹形传输机构的2#架体组件上且靠近主机架体的入口端的位置，通过控制机构的电路控制板电连接至PLC;第二光电检测组件安装于凹形传输机构的2#架体组件上且靠近主机架体的出口端的位置，通过控制机构的电路控制板电连接至PLC。
[0019]本发明还提供一种压延钢化玻璃边缘缺陷在线检测方法，该方法采用上述在线检测装置进行检测，包括以下步骤:
[0020]参数初始化S1:通过图像采集及处理单元的客户机设置压延钢化玻璃生产相关的参数信息；并在图像采集及处理单元的服务器上建立压延钢化玻璃边缘缺陷数据库，完成图像采集参数的设置；
[0021]判断待测玻璃是否到来S2:控制机构的PLC接收来自第一光电检测组件的信号，并将所述信号传送到图像采集及处理单元的服务器，判断待测玻璃是否到来，如果没有到来，继续等待;如果获得待测玻璃到来的信号，转向步骤S3;
[0022]图像采集及处理S3:服务器根据预设的待测玻璃的运行速度，计算从待测玻璃进入入口端到其所连接的取像机构的预定取像位置所用的时间，时间未到，继续等待；时间至IJ，则发送指令到PLC，由PLC控制所述取像组件的相机开始拍照以及拍照个数直至关闭该相机;服务器采集所拍摄的图像并进行处理，即采用传统的图像处理算法提取缺陷特征，采用神经网络算法进行缺陷识别，并将拍摄的图像及处理结果传送到图像采集及处理单元的客户机，并转向步骤S4;
[0023]检测结果响应S4:客户机从服务器接收相机拍照图像和图像处理结果，根据预定标准判断待测玻璃是否合格，不合格时发出声光报警，提醒操作者对不合格玻璃进行响应的处理；同时，给控制结构的PLC发送指令，控制第一短边取像机构和第二短边取像机构的相机和光源返回到默认位置，转向步骤S2，进行下一轮检测。
[0024]采用上述技术方案，本发明的技术效果是:本发明装置通过绕于凹形传输机构的柔韧性皮带来传输待测玻璃，凹形传输机构通过支架、L型被动轮组件、T型被动轮组件、张紧轮组件配合组装形成凹形区域用以容置短边取像机构，以完成处于移动状态的待测玻璃两短边的边缘缺陷检测，能够完整检测压延钢化玻璃四个边的边缘缺陷，在不影响正常生产节拍的条件下实现对玻璃边缘的缺陷检测，相比于人工目视检测，该检测装置检测效率高，稳定性好;检测精度高，经实际验证该检测装置能够实现万分之三以内的误检漏检率；本发明装置自动化程度高，采用本发明的检测装置能够提高工艺效率和生产效率，减少人力成本。
【附图说明】
[0025]图1是本发明装置在钢化玻璃生产线中的安装位置示意图；
[0026]图2是本发明装置实施例提供的俯视示意图；
[0027]图3是本发明装置实施例提供的外观示意图；
[0028]图4是主体架体的立体结构示意图；
[0029]图5是凹形传输机构的立体结构示意图；
[0030]图6是凹形传输机构的左视图；
[0031 ]图7是短边取像机构的结构示意图；
[0032]图8是凹形传输机构、短边取像机构和长边取像机构的位置关系俯视示意图；
[0033]图9是本发明装置控制关系示意图；
[0034]图10是本发明方法采用本发明装置进行压延钢化玻璃边缘缺陷在线检测的流程图。
[0035]图中附图标记表示为:
[0036]I:主机架体，10:遮光板，11:长立柱，12:短立柱，13:主横梁，14:竖梁，15:横梁，16:电动滑台吊梁，17:电动滑台支撑梁，18:电动滑台支撑梁立柱，19:架体支撑立柱，110:主横梁支撑竖梁，111:底部支撑梁，112:地脚；
[0037]2:凹形传输机构，20:角支撑座，21:驱动轴；22:联轴器，23:电机安装座，24:驱动电机，25:主动轮组件，26:T型被动轮组件，27: L型被动轮组件，28:张紧轮组件，29:固定组件，210:支架，211:传输带;1#:1#架体组件，2#:2#架体组件，3#:3#架体组件；
[0038]3:第一短边取像机构，4:第二短边取像机构，30:上电动滑台，31:下电动滑台，32:电动滑台固定组件，33:短边线光源组件，34:短边线扫光源组件，35:短边取像相机组件，36:上电动滑台固定板，37:下电动滑台固定板，38:第一短边驱动电机，39:第二短边驱动电机；
[0039]5:第一长边取像机构，6:第二长边取像机构，51:长边线光源组件，52:长边取像相机组件；
[0040]7:控制机构，71:PLC，72:控制电路板；
[0041 ] 8:图像采集及处理单元，81:服务器，82:客户机；
[0042]100:第一光电检测组件；101:第二光电检测组件。
【具体实施方式】
[0043]本发明提供一种用于压延钢化玻璃生产中针对进入钢化炉之前的玻璃边缘缺陷进行在线检测的装置，压延钢化玻璃生产环节以及该检测装置在生产中的安装位置如图1所示，来自熔窑的玻璃液经压延机、玻璃切割机、玻璃磨边机和玻璃清洗单元的处理，通过在线检测装置剔除有问题的玻璃，再将合格玻璃传入玻璃钢化炉。由于压延钢化玻璃的切割、磨边工序容易造成玻璃烧边、爆角、爆边、亮边等边缘缺陷，影响钢化玻璃的品质，本发明的压延钢化玻璃边缘缺陷在线检测装置布置在玻璃清洗机和玻璃钢化炉之间，以便对于有边缘缺陷的钢化玻璃进行边缘再加工或直接作为原料返回熔炉。本发明的压延钢化玻璃边缘缺陷在线检测装置旨在实现钢化玻璃完整的边缘在线检测，提高钢化玻璃出厂质量。
[0044]以下结合附图和具体实施例，对本发明的压延钢花玻璃边缘缺陷在线检测装置及方法进行详细说明。
[0045]图2是本发明装置实施例的俯视结构示意图。如图2所示，本发明的压延钢化玻璃边缘缺陷在线检测装置包括支撑整个装置的主机架体1、固定于主机架体I上用以实现待测玻璃传输的凹形传输机构2、固定于主机架体I上用以实现玻璃短边图像采集的第一短边取像机构3和第二短边取像机构4、固定于主机架体I上用以实现玻璃长边图像采集的第一长边取像机构5和第二长边取像机构6、用于执行本发明装置中机构运动控制的控制机构7、用于控制图像采集和实现图像处理的图像采集及处理单元9以及用于检测玻璃的到来和离开的第一光电检测组件100和第二光电检测组件101，其中:
[0046]参考图3和图4，主机架体I是本发明装置的支撑主体，其他各部件分别安装在主机架体I上。主体架体I的外围是由四根长立柱11、两根横梁15、两根竖梁14以及四根底部支撑梁111通过螺栓连接而形成的方形框架，在压延钢化玻璃生产线上，该框架垂直于玻璃运动方向的两侧面上分别设有两根固定于横梁15和底部支撑梁111的架体支撑立柱19，两根架体支撑立柱19之间的距离稍大于待检测玻璃的宽度。该框架与玻璃运动方向同向的两侧面下部分别设置有一根主横梁支撑竖梁110，两根主横梁支撑竖梁110分别固定于两根长立柱11之间用以固定支撑两根主横梁13，所述主横梁13用以固定支撑凹形传输机构2;两根主横梁13的上部对称布置有四根电动滑台支撑梁立柱18，一组跨过两根主横梁13的两根电动滑台支撑梁立柱18上部分别固定有一根电动滑台支撑梁17，两根电动滑台支撑梁17与架体支撑立柱19的位置相对应，用于固定第一短边取像机构3和第二短边取像机构4的下电动滑台31(参见图7);框架上部的两根横梁15上对称固定有四根电动滑台吊梁16用以固定第一短边取像机构3和第二短边取像机构4的上电动滑台30(参见图7)，并且最外侧的两根电动滑台吊梁16还分别用于固定第一长边取像机构5和第二长边取像机构6。
[0047]上述主机架体I的框架的四周布置有遮光板10用以将主机架体I内部环境与外部环境隔离，保持内部光源环境的纯净以利于取像质量的提高;并且在玻璃运动方向上的两侧面上分别开设有两长条状开口作为玻璃进入检测装置的入口端和出口端，该长条状开口与两侧传输带处于同一水平面且宽度相等。主横梁13的下侧均匀分布有四根短立柱12，框架四个角部以及每根短立柱12的下侧分别固定有一个地脚112，用于支撑整个检测装置。
[O O4 8 ]参见图5和图6，为凹形传输机构2的结构。凹形传输机构2作为待检测玻璃的动力传输机构，包括由驱动轴21、连轴器22、驱动电机24组成的驱动机构以及由多个轮组件、固定组件29、支架210组成的三组架体组件和用以支撑并安装电机的电机安装座23，其中，所述轮组件包括主动轮组件25、T型被动轮组件26、L型被动轮组件27、张紧轮组件28，三组架体组件，即1#架体组件、2#架体组件和3#架体组件平行布置，每组架体组件设有一条传输带，传输带绕过上述轮组件和支架形成一个环路;支架210和电机安装座23固定在主机架体I的两端主横梁13上；驱动机构安装在凹形传输机构2的主动轮组件25—端，驱动电机24通过连轴器22连接到驱动轴21上，所述三组架体组件的传输带在驱动电机24和各自轮组件的驱动下朝同一方向同步转动，待测玻璃由传输带输送。
[0049]其中，1#架体组件沿玻璃运动方向依次间隔布置有由两组L型被动轮组件27倒置放置组成的双倒L结构、两组T型被动轮组件26，T型被动轮组件26的两侧上部各安装有两组被动轮，其下部通过固定组件29固定于1#架体组件上，位于中间的T型被动轮组件26下部两侧安装有张紧轮组件28，位于端部的T型被动轮组件26下部一侧安装有张紧轮组件28，另一侧安装主动轮组件25，且两个T型被动轮组件26的长度相等，双倒L结构的长度大于T型被动轮组件26的长度。传输带211依次绕过主动轮组件25的主动轮、T型被动轮组件26上部的两被动轮、向下绕过张紧轮组件28的张紧轮直至到达双倒L结构的最外侧的张紧轮，然后从1#架体组件的下侧绕到尾部的主动轮组件25的主动轮形成一个环路，在驱动机构的带动下传输带211连续传动。由于三个架体组件连接于同一个驱动轴21上，因此三个架体组件上的传输带211朝同一方向同步转动。
[0050]位于中间的2#架体组件与1#架体组件布置安装方式相似，不同之处在于，沿玻璃运动方向间隔布置有由两组L型被动轮组件27倒置放置组成的两双倒L结构和一 T型被动轮组件26，且T型被动轮组件26位于两两双倒L结构的中间，且T型被动轮组件26的长度与1#架体组件的T型被动轮组件26的长度相等，两双倒L结构的长度介于T型被动轮组件26与1#架体组件的双倒L结构的长度之间。
[0051]位于另一侧的3#架体组件与1#架体组件的布置安装方式相似，不同之处在于，沿玻璃运动方向依次间隔布置有两组T型被动轮组件26和由两组L型被动轮组件27倒置放置组成的双倒L结构，其结构与1#架体组件的结构相反，且T型被动轮组件26和双倒L结构的长度与1#架体组件的T型被动轮组件26和双倒L结构的长度相等。
[0052]上述三组结构形成了凹形传输机构2，并且上述T型被动轮组件26、双倒L结构按照上述关系布置，形成了两个在玻璃传输水平面上与玻璃传输线成锐角的凹形区域用以容置第一短边取像机构3和第二短边取像机构4，例如图2和图8所示的实施例中，两个凹形区域与玻璃传输方向呈约45°角；当然，如果两凹形区域与玻璃传输方向的反向呈锐角，也能实现本发明的目的。而通过主机架体I的入口进入的玻璃在轮组件上侧的传输带211上运行，由于凹形传输机构2的凹形区域倾斜分布，待测玻璃任何时刻都由至少两个被动轮组件上的传输带支撑，保证玻璃块不会掉落。
[0053]如图7所示，两套短边取像机构(第一短边取像机构3和第二短边取像机构4)结构相同，都包括上电动滑台30、下电动滑台31、电动滑台固定组件32、短边线光源组件33、短边线扫光源组件34、短边取像相机组件35、上电动滑台固定板36、下电动滑台固定板37，其中，上电动滑台30沿着凹形传输机构2的凹形区域通过电动滑台固定组件32依次固定于位于主机架体I上侧的四根电动滑台吊梁16上，下电动滑台31沿着凹形传输机构2的凹形区域通过电动滑台固定组件32固定于电动滑台支撑梁17上，上电动滑台30的下侧固定有上电动滑台固定板36，下电动滑台31的上侧固定有下电动滑台固定板37，短边光源组件和短边取像相机组件分别安装于上述上电动滑台固定板36和下电动滑台固定板37上。每套短边取像机构包括两组光源组件(短边线光源组件33(例如，LED线光源)和短边线扫光源组件34)和对应的两组取像相机组件(短边取像相机组件35(例如，CCD相机或线扫相机))，光源组件和取像相机组件配对使用，分别布置在待测玻璃的上方和下方，分别用于完成玻璃短边边缘不同玻璃缺陷的检测，且两组光源和相机组件之间具有一定空间距离，用于使待测玻璃无障碍地通过。
[0054]如图7所示，第一驱动电机38安装在上电动滑台30端部，并为该电动滑台提供动力源，上电动滑台30上装有安装板，上电动滑台固定板36与上电动滑台30上的安装板相连。第一驱动电机38驱动上电动滑台30做往复运动从而带动短边光源组件和短边取像相机组件实现取像。第二驱动电机39安装在下电动滑台31端部，并为该电动滑台提供动力源，下电动滑台31上装有安装板，下电动滑台固定板37与下电动滑台31上的安装板相连。第一驱动电机39驱动下电动滑台31做往复运动从而带动短边光源组件和短边取像相机组件实现取像。
[0055]控制机构7控制两个电动滑台30和31同步运动，同时控制短边取像机构3、4与待测玻璃同步移动，即短边取像机构3、4以相同的速度与待测玻璃向同一端移动，其移动速率在玻璃移动方向上的分量与玻璃移动速率相同。为了保证下部光源组件和取像相机组件对与玻璃同步运动不受阻碍，保证安装下电动滑台31的电动滑台支撑梁17的高度高于凹形传输机构2上张紧轮组件28的高度，这样可以保证光源组件和取像相机组件对33、34、35可以在凹形传输机构2的凹形区域内自由移动。
[0056]如图2所示，两套长边取像机构(第一长边取像机构5和第二长边取像机构6)结构相同，分别置于凹形传输机构2的两侧，一套位于主机架体I的入口端，一套位于主机架体I的出口端，都包括支撑架体、长边取像相机组件、长边线扫光源组件和长边线光源组件51，支撑架体分别固定于主机架体I的最外侧的两根电动滑台支撑吊梁16上。每套长边取像机构包括三组光源组件(两组组线光源组件和一组线扫光源组件)和取像相机组件对，用以完成待测玻璃长边边缘不同缺陷的检测，其中，长边线光源组件51固定于凹形传输机沟2两侧的双倒L结构上部外侧(参见图5和图6)，长边取像相机组件固定于支撑架体上；另外两组长边线扫光源组件和长边取像相机组件固定于支撑架体上。每组光源都以与待测玻璃长边平行的方向固定于支撑架体上，相对应的相机组件的相机焦点位于被测玻璃边缘且在线光源的中心线上，以保证取像质量;所有光源和相机镜头均对向玻璃边缘的厚度方向上的中心线，并与需要采相的玻璃边缘厚度方向垂直，以便获得更好的取像效果。
[0057]如图8所示，第一光电检测组件100安装于凹形传输机构2的2#架体组件上且靠近本发明装置的入口端的位置用以检测待测玻璃进入该装置;第二光电检测组件101安装于凹形传输机构2的2#架体组件上且靠近本发明装置的出口端的位置用以检测待测玻璃传出该装置。通过上述两个光电检测组件的检测信号准确判断开始拍照的位置和时间。
[0058]参照图2，图像采集及处理单元8置于主机架体I另一侧的电动滑台支撑梁17与侧面主横梁支撑竖梁110之间的空间内，包括服务器81和与服务器电连接的客户机82。如图9所示，服务器81与客户机82采用工业以太网通讯(例如，OPC方式通讯)，短边取像相机组件35和长边取像相机组件52通过现场总线连接到服务器81上。服务器81用于建立待测玻璃边缘缺陷数据库，接收来自客户机的信息，存储和传输数据，向控制机构传送命令信息，服务器81还集成有图像采集卡用以采集来自第一短边取像机构3和第二短边取像机构4的短边取像相机组件35以及第一长边取像机构5和第二长边取像机构6的长边取像相机组件52的图像;客户机82上安装有监视、操作软件用以完成信息的初始化、参数设置。为了避免有线电连接方式可能阻碍短边取像机构的运动，第一短边取像机构3和第二短边取像机构4与服务器81的连接优选采用无线方式。
[0059]如图2和图9所示，控制机构7置于主机架体I的电动滑台支撑梁17与侧面主横梁支撑竖梁110之间的空间内，包括PLC71以及与PLC电连接的控制电路板72，PLC71通过以太网连接到图像采集及处理单元8的服务器81;控制电路板72设置有转换电路和各种输入输出接口，控制电路板72通过现场总线(例如，PROFIBUS、CAN总线等)与凹形传输机构2的驱动电机24和短边取像机构(第一短边取像机构3和第二短边取像机构4)的短边驱动电机(第一短边驱动电机38和第二短边驱动电机39)以及第一光电检测组件100和第二光电检测组件101连接，由PLC71控制待测玻璃的运行以及短边取像机构运行的同步性，并将该信息传送到服务器81与图像采集配合，以满足对整个待测玻璃短边取像的连续性和完整性。
[0060]两光电检测组件100和101通过控制机构7的控制电路板72连接至PLC71，服务器81与控制机构7的PLC71相互通讯、协同处理，共同完成各机构的运动、图像采集及处理任务，进而进行完整的玻璃边缘缺陷检测。
[0061]以上各部件安装上述连接关系进行组装形成本发明的压延钢化玻璃边缘缺陷在线检测装置，该装置利用传输带的柔韧性，采用凹形同步传输方式，使得在传输待测玻璃的同时短边取像机构同步运行，一方面保证待测玻璃传输过程中相机取像的稳定性，另一方面实现待测玻璃和相机在无干涉情况下完整取像。
[0062]如图10所示，本发明的压延钢化玻璃边缘缺陷在线检侧方法采用上述在线检测装置进行检测，包括以下步骤:
[0063]参数初始化S1:通过图像采集及处理单元8的客户机82设置压延钢化玻璃生产相关的参数信息，例如玻璃的宽度、长度，运行速度，两块玻璃之间的间隔，各个相机组件35、52启动拍照的位置，各个相机组件35、52的拍照个数等信息；并在图像采集及处理单元8的服务器81上建立压延钢化玻璃边缘缺陷数据库，完成图像采集参数的设置。
[0064]判断待测玻璃是否到来S2:控制机构7的PLC71接收来自第一光电检测组件的信号，并将该信号传送到图像采集及处理单元8的服务器81，判断待测玻璃是否到来，如果没有到来，继续等待;如果获得待测玻璃到来的信号，转向步骤S3。
[0065]图像采集及处理S3:服务器81根据预设的待测玻璃的运行速度，计算从待测玻璃进入入口端到其所连接的取像机构的预定取像位置所用的时间，时间未到，继续等待;时间至|J，则传送指令到PLC71，由PLC控制所述取像组件的相机开始拍照以及拍照个数直至关闭该相机;服务器81采集所拍摄的图像并进行处理，即采用传统的图像处理算法提取缺陷特征，采用神经网络算法进行缺陷识别(本发明所采用的缺陷特征提取和缺陷识别方法均为现有技术，这里不再赘述)，并将拍摄的图像及处理结果传送到图像采集及处理单元8的客户机82，并转向步骤S4。
[0066]检测结果响应S4:客户机82从服务器81接收相机拍照图像和图像处理结果，根据预定标准判断待测玻璃是否合格，不合格时发出声光报警，提醒操作者对不合格玻璃进行响应的处理(如将不合格玻璃下线)；同时，给控制结构7的PLC71发送指令，控制短边取像机构的相机和光源返回到默认位置，转向步骤S2，进行下一轮检测。例如，图8所示的实施例中，短边取像机构的相机和光源的默认位置在的2#架体组件与凹形传输机构2的凹形区域的交叉位置处，此时需要控制机构7的PLC71控制短边取像机构的运动速度，使得下一块玻璃到达短边取像机构的相机和光源的预定拍照位置时，短边取像机构的相机和光源已回到默认位置。
[0067]本发明的在线检测装置及方法，检测效率高、稳定性好，在不影响正常生产节拍的条件下实现对玻璃边缘的缺陷检测，且检测精度高，经实际验证压延钢化玻璃边缘缺陷在线检测装置采用上述在线检测方法能够实现万分之三以内的误检漏检率。
[0068]本领域技术人员应当理解，这些实施例或实施方式仅用于说明本发明而不限制本发明的范围，对本发明所做的各种等价变型和修改均属于本发明公开内容。
【主权项】
1.一种压延钢化玻璃边缘缺陷在线检测装置，布置在压延钢化玻璃生产线上的玻璃清洗机和玻璃钢化炉之间，其特征在于，包括用于支撑所述装置的主机架体、固定于主机架体上用以实现待测玻璃传输的凹形传输机构、固定于主机架体上用以实现玻璃短边图像采集的第一短边取像机构和第二短边取像机构、固定于主机架体上用以实现玻璃长边图像采集的第一长边取像机构和第二长边取像机构以及用于图像采集和实现图像处理的图像采集及处理单元;所述凹形传输机构设有分隔的两个凹形区域，该凹形区域在玻璃传输水平面与玻璃传输线呈锐角，所述第一短边取像机构和第二短边取像机构分别置于两个凹形区域中；所述第一长边取像机构和第二长边取像机构分列于所述凹形传输机构的两侧;所述图像采集及处理单元分别与多个取像机构电连接。2.根据权利要求1所述的压延钢化玻璃边缘缺陷在线检测装置，其特征在于，所述凹形传输机构包括传输机构、驱动结构和用以支撑并安装电机的电机安装座，其中: 所述传输机构包括平行布置的三组架体组件，即，1#架体组件、2#架体组件和3#架体组件，每组架体组件包括有支架和间隔安装在支架上的多个轮组件，轮组件包括主动轮组件、T型被动轮组件、L型被动轮组件和张紧轮组件，每组架体组件设一条用于输送玻璃的传输带，传输带绕过上述轮组件和支架形成一个环路； 所述驱动机构安装在凹形传输机构的主动轮组件一端，包括一根用于串联连接三组架体组件的主动轮组件的驱动轴，该驱动轴通过一连轴器和一驱动电机连接，所述三组架体组件的传输带在该驱动电机和各自轮组件的驱动下朝同一方向同步转动。3.根据权利要求2所述的压延钢化玻璃边缘缺陷在线检测装置，其特征在于，所述1#架体组件沿玻璃运动方向依次间隔布置有一组双倒L结构和两组T型被动轮组件，双倒L结构是由两组L型被动轮组件倒置放置而形成，T型被动轮组件的两侧上部各安装有两组被动轮，其下部通过固定组件固定于1#架体组件上，位于中间的T型被动轮组件下部两侧安装有张紧轮组件，位于端部的T型被动轮组件下部一侧安装有张紧轮组件，另一侧安装主动轮组件，且两个T型被动轮组件的长度相等，双倒L结构的长度大于T型被动轮组件的长度； 位于中间的2#架体组件沿玻璃运动方向间隔布置有由两组L型被动轮组件倒置放置组成的两组双倒L结构和一组T型被动轮组件，且T型被动轮组件位于两双倒L结构的中间，且T型被动轮组件的长度与1#架体组件的T型被动轮组件的长度相等，两双倒L结构的长度介于T型被动轮组件与I#架体组件的双倒L结构的长度之间； 3#架体组件沿玻璃运动方向依次间隔布置有两组T型被动轮组件和由两组L型被动轮组件倒置放置组成的双倒L结构，T型被动轮组件和双倒L结构的长度与1#架体组件的T型被动轮组件和双倒L结构的长度相等。4.根据权利要求1至3任一项所述的压延钢化玻璃边缘缺陷在线检测装置，其特征在于，所述第一短边取像机构和第二短边取像机构都包括上电动滑台、下电动滑台、电动滑台固定组件、短边线光源组件、短边线扫光源组件、短边取像相机组件、上电动滑台固定板和下电动滑台固定板以及安装在上电动滑台端部的第一驱动电机和安装于下电动滑台端部的第二驱动电机，上电动滑台沿着凹形传输机构的凹形区域通过电动滑台固定组件依次固定于位于主机架体上侧，下电动滑台沿着凹形传输机构的凹形区域通过电动滑台固定组件固定于主机架体下侧，上电动滑台的下侧固定有上电动滑台固定板，下电动滑台的上侧固定有下电动滑台固定板，短边光源组件和短边取像相机组件分别安装于上述上电动滑台固定板和下电动滑台固定板上。5.根据权利要求4所述的压延钢化玻璃边缘缺陷在线检测装置，其特征在于，所述第一短边取像机构和第二短边取像机构都设置两组光源组件和对应的取像相机组件，光源组件和取像相机组件配对使用，分别布置在待测玻璃的上方和下方，且两组光源和相机组件之间具有一定空间距离用以使待测玻璃无障碍地通过。6.根据权利要求1至5任一项所述的压延钢化玻璃边缘缺陷在线检测装置，其特征在于，所述第一长边取像机构位于主机架体的入口端，第二长边取像机构位于主机架体的出口端，长边取像机构都包括支撑架体、长边取像相机组件、长边线扫光源组件和长边线光源组件;每套长边取像机构包括三组光源组件和取像相机组件组，一组为长边线光源组件和长边取像相机组件，另两组为长边线扫光源组件和长边取像相机组件;每组线光源都以与待测玻璃长边平行的方向固定于支撑架体上，相对应的相机组件的相机焦点指向被测玻璃的边缘且在线光源的中心线上;所有光源和相机镜头均对向玻璃边缘厚度方向上的中心线，并与需要采相的玻璃边缘厚度方向垂直。7.根据权利要求1至6任一项所述的压延钢化玻璃边缘缺陷在线检测装置，其特征在于，所述图像采集及处理单元包括服务器以及与服务器电连接的客户机，服务器设置有图像采集卡，所述服务器与客户机通过工业以太网通讯。8.根据权利要求1至7任一项所述的压延钢化玻璃边缘缺陷在线检测装置，其特征在于，还包括控制机构，所述控制机构置于主机架体内，包括PLC以及与PLC电连接的控制电路板，PLC通过以太网连接到图像采集及处理单元的服务器;控制电路板设置有转换电路和各种输入输出接口，其通过现场总线与凹形传输机构的驱动电机以及第一短边取像机构和第二短边取像机构的短边驱动电机电连接，由PLC控制待测玻璃的运行以及短边取像机构同步运行。9.根据权利要求8所述的压延钢化玻璃边缘缺陷在线检测装置，其特征在于，还包括用于检测待测玻璃进入和传出的第一光电检测组件和第二光电检测组件，第一光电检测组件安装于凹形传输机构的2#架体组件上且靠近主机架体的入口端的位置，通过控制机构的电路控制板电连接至PLC;第二光电检测组件安装于凹形传输机构的2#架体组件上且靠近主机架体的出口端的位置，通过控制机构的电路控制板电连接至PLC。10.—种压延钢化玻璃边缘缺陷在线检侧方法，所述方法采用权利要求1至9任一项所述的压延钢化玻璃边缘缺陷在线检测装置进行检测，包括以下步骤: 参数初始化S1:通过图像采集及处理单元的客户机设置压延钢化玻璃生产相关的参数信息；并在图像采集及处理单元的服务器上建立压延钢化玻璃边缘缺陷数据库，完成图像采集参数的设置； 判断待测玻璃是否到来S2:控制机构的PLC接收来自第一光电检测组件的信号，并将所述信号传送到图像采集及处理单元的服务器，判断待测玻璃是否到来，如果没有到来，继续等待;如果获得待测玻璃到来的信号，转向步骤S3; 图像采集及处理S3:服务器根据预设的待测玻璃的运行速度，计算从待测玻璃进入入口端到其所连接的取像机构的预定取像位置所用的时间，时间未到，继续等待;时间到，则发送指令到PLC，由PLC控制所述取像组件的相机开始拍照以及拍照个数直至关闭该相机；服务器采集所拍摄的图像并进行处理，即采用传统的图像处理算法提取缺陷特征，采用神经网络算法进行缺陷识别，并将拍摄的图像及处理结果传送到图像采集及处理单元的客户机，并转向步骤S4; 检测结果响应S4:客户机从服务器接收相机拍照图像和图像处理结果，根据预定标准判断待测玻璃是否合格，不合格时发出声光报警，提醒操作者对不合格玻璃进行响应的处理；同时，给控制结构的PLC发送指令，控制第一短边取像机构和第二短边取像机构的相机和光源返回到默认位置，转向步骤S2，进行下一轮检测。
【文档编号】G01N21/896GK105866137SQ201610424025
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】刘晓勇, 孟庆红, 刘博明
【申请人】秦皇岛可视自动化设备有限公司