一种金刚石线锯在线检测装置的制作方法

本发明涉及一种金刚石线锯在线检测装置，属于切割线的检测领域。

背景技术：

目前太阳能领域使用的硅片切割机，主要包括砂浆切片机和锯切片机。砂浆切片机所用砂浆由碳化硅和聚乙二醇组成，这些都便于抽样检测，而金刚石线锯切片机所用金刚石线，通常取线轴的头尾进行检测，但是这样的检测结果无法完全代表整体质量，无法在切割过程中监控金刚线的质量，不便于质量控制以及切割问题追溯和解决。

现有在线检测金刚石线锯表面质量的仪器设备主要应用于线的制造过程中，使得制造工艺可控。由于在母线上镀金刚石时的走线速度较慢，一般低于1米/秒，而在切片机上实际切割平均走线速度可以达到30米/秒，甚至更高。

因此，现有的检测装置或系统无法直接应用于实际切割时金刚石线锯的检测和监控，迫切需要一种能够在切割过程实时检测金刚石线锯表面质量的装置和方法，从而能够更好地控制切割工艺。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种金刚石线锯在线检测装置，具有结构简单、使用方便、成本较低等特点，能够在切割过程中实时监控金刚线的质量，从而为金刚线评估、切割工艺改善等提供数据支持。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种金刚石线锯在线检测装置，应用于金刚石线锯切片机上，其包括底板、背板、相机、相机安装滑台、主光源、背光源及背光源安装滑台；

其中，所述背板垂直设置于底板上后侧，且底板通过背板安装于金刚石线锯切片机的放线室内侧壁上；所述相机通过相机安装滑台安装于底板上前侧，背板上安装有成像筒，且相机镜头与成像筒相对，金刚石线锯从相机镜头与成像筒之间横向穿过，并通过相机安装滑台调整相机沿金刚石线锯轴向方向的位置；

所述主光源通过支架安装于底板上金刚石线锯前侧，且主光源射向相机镜头与成像筒之间的金刚石线锯上；所述背光源通过背光源安装滑台安装于底板上成像筒后侧，背光源从成像筒内射向相机镜头与成像筒之间的金刚石线锯上，并通过背光源安装滑台调整背光源沿金刚石线锯轴向方向的位置。

优选的，所述相机采用外触发方式，当监测到金刚石线锯的线速降至低速(接近零)时，金刚石线锯切片机给相机以5v～24v电平，以上升沿触发相机采集图像。由于切割机线速非常高，线速峰值高达25m/s以上。高速情况下要求相机曝光时间极短，为确保能够清晰成像，又降低使用高速相机的成本，根据切片机金刚石线往复切割的原理，在走线换向时，可以在线速接近零时进行图像采集。

优选的，所述相机采用ccd相机，且相机镜头可进行伸缩调整，确保成像清晰。

优选的，所述主光源及背光源采用可调节亮度的led灯，且成像筒上设置有与主光源、背光源相连的光源控制器，通过光源控制器感应并调节主光源、背光源的明暗。

优选的，所述底板上及支架底部开有长槽，通过紧固螺栓穿过底板及支架上的长槽而对支架方位进行调整和固定，连接、加工简单，成本较低且使用方便。

优选的，所述成像筒通过两侧角钢及螺栓连接于背板上，且角钢上开有长槽，通过角钢上的长槽对成像筒与背板之间的距离进行调整和固定，以适应放线室尺寸。

优选的，所述相机安装滑台及背光源安装滑台均包括直线导轨、与直线导轨相适配的滑块、丝杠及步进电机，且所述滑块套接于丝杠上，步进电机通过联轴器驱动丝杠的转动以实现滑块沿直线导轨的直线运动，从而实现了相机及背光源轴向位置的自动化调整，确保成像清晰。

优选的，还包括工控机及与工控机相连的显示器，且所述相机、相机安装滑台、主光源、背光源及背光源安装滑台通过导线与工控机相连。

通过工控机控制相机安装滑台及背光源安装滑台的位置调整，以及实时获取相机采集的金刚石线锯图像，并通过软件对采集到的金刚石线锯图像进行识别，分析金刚石线锯的外径、内径、金刚石分布密度、团聚密度等关键控制指标，从而为金刚线评估、切割工艺改善等提供数据支持。

有益效果：本发明提供的一种金刚石线锯在线检测装置，相对于现有技术，具有以下优点：1、结构简单，使用方便，成本较低，通过视觉系统在切割过程中实时监控金刚线的表面质量，为质量管控和工艺改善提供数据支持；2、采用了外触发式视觉系统图像采集，从而实现在走线速度接近零的时候准确拍照，确保了成像清晰且节约成本。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明中显示器上实时获取的金刚石线锯图像；

图3为统计出的图2所示金刚石线锯上颗粒密度数据随时间变化的示意图；

图中包括：1、底板，2、背板，3、相机，4、相机安装滑台，5、主光源，6、支架，7、背光源，8、背光源安装滑台，9、成像筒，10、角钢，11、金刚石线锯，12、相机镜头，13、长槽，14、紧固螺栓，15、直线导轨，16、滑块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示为一种金刚石线锯在线检测装置，应用于金刚石线锯切片机上，其包括底板1、背板2、相机3、相机安装滑台4、主光源5、背光源7及背光源安装滑台8；

其中，所述背板2垂直设置于底板1上后侧，且底板1通过背板2安装于金刚石线锯切片机的放线室内侧壁上；所述相机3通过相机安装滑台4安装于底板1上前侧，背板2上安装有成像筒9，且相机镜头12与成像筒9相对，金刚石线锯11从相机镜头12与成像筒9之间横向穿过，并通过相机安装滑台4调整相机3沿金刚石线锯11轴向方向的位置；

所述主光源5通过支架6安装于底板1上金刚石线锯11前侧，且主光源5射向相机镜头12与成像筒9之间的金刚石线锯11上；所述背光源7通过背光源安装滑台8安装于底板1上成像筒9后侧，背光源7从成像筒9内射向相机镜头12与成像筒9之间的金刚石线锯11上，并通过背光源安装滑台8调整背光源7沿金刚石线锯11轴向方向的位置。

本实施例中，所述相机3采用外触发方式，当监测到金刚石线锯11的线速降至低速时，金刚石线锯切片机给相机3发送5v～24v电平，以上升沿触发相机3采集图像。

本实施例中，所述相机3采用ccd相机3，且相机镜头12可进行伸缩调整；所述主光源5及背光源7采用可调节亮度的led灯，且成像筒9上设置有与主光源5、背光源7相连的光源控制器。

本实施例中，所述底板1上及支架6底部开有长槽13，通过紧固螺栓14穿过底板1及支架6上的长槽13而对支架6方位进行调整和固定；所述成像筒9通过两侧角钢10及螺栓连接于背板2上，且角钢10上开有长槽13，通过角钢10上的长槽13对成像筒9与背板2之间的距离进行调整和固定。

本实施例中，所述相机安装滑台4及背光源安装滑台8均包括直线导轨15、与直线导轨15相适配的滑块16、丝杠及步进电机，且所述滑块16套接于丝杠上，步进电机通过联轴器驱动丝杠的转动以实现滑块16沿直线导轨15的直线运动。

本实施例中，还包括工控机及与工控机相连的显示器，且所述相机3、相机安装滑台4及背光源安装滑台8通过导线与工控机相连。

本发明的具体实施方式如下：

使用时通过光源控制器感应并调节主光源、背光源的亮度，并通过工控机控制相机安装滑台及背光源安装滑台的位置调整，以及相机镜头的伸缩调焦，确保成像清晰；当监测到金刚石线锯的线速降至低速(接近零)时，金刚石线锯切片机给相机以5v～24v电平，以上升沿触发相机采集图像。由于切割机线速非常高，线速峰值高达25m/s以上。高速情况下要求相机曝光时间极短，为确保能够清晰成像，又降低使用高速相机的成本，根据切片机金刚石线往复切割的原理，在走线换向时，可在线速接近零时进行图像采集。

通过工控机实时获取相机采集的金刚石线锯图像，并通过软件对采集到的金刚石线锯图像进行识别，分析金刚石线锯的外径、内径、金刚石分布密度、团聚密度等关键控制指标，从而为金刚线评估、切割工艺改善等提供数据支持。

如图2、3所示为显示器上实时获取的金刚石线锯图像，以及统计所需颗粒密度数据随时间的变化，从而完成预警等在线监控，为质量管控和工艺改善提供数据支持。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。