应力二次元检测一体机的制作方法

本发明属于光学检测领域，尤其涉及一种能够同时对钢化玻璃应力和二次元信息进行检测的应力二次元检测一体机。

背景技术：

钢化玻璃又称强化玻璃，它是一种预应力玻璃，通常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，从而提高了承载能力，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。但是钢化玻璃切割后边缘会存在大量微裂纹，导致玻璃强度降低。尤其是随着触控产业的蓬勃发展，触控产品本身的规格要求也日渐严格，由于触控面板是由外部施加压力去进行感应组件的运作方式从而达到使用效果，因此产品的机械抗压力是各大厂商的重要规范与指标。同时，由于钢化玻璃广泛使用于手机屏幕等电子产品面板，二次元信息检测也构成钢化玻璃检测项目的一个重要方面。二次元信息主要是指产品或模具的长、宽等基本尺寸以及其包含的孔或凹槽等其他几何尺寸，尤其是对于电子产品面板，为了达到最优性能，电子产品面板的长、宽、孔等要受到严格限定，因而，二次元信息的检测成为电子产品面板品质检测工作的重要环节。在这种市场背景下，如何快速且精确的测量出钢化玻璃应力和二次元信息，成为钢化玻璃生产商和应用商关心的焦点问题。

目前市场上对钢化玻璃应力和二次元信息进行检测时，需要分成应力检测和二次元信息检测两道工序分别进行，一道工序检测完成之后才能进行下一道工序的检测。现有这种检测方式需要两套检测设备，需占据大面积测量空间，对检测场地有较高要求，同时两套检测设备，增加了钢化玻璃检测成本。更重要的是，两套检测设备至少需要配备两个检测人员，浪费大量人力，而且这种检测方式需要对待检样品至少放置两次，增加了对待检样品造成损坏的风险，且来回移动待检样品，造成测量效率非常低。

技术实现要素：

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种节省人力、检测成本低、占据空间小、检测效率高且能够同时对钢化玻璃应力和二次元信息进行检测的应力二次元检测一体机。

本发明解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：

一种应力二次元检测一体机，包括工作台板，其特征在于，工作台板上设有应力检测机构和二次元检测机构，所述应力检测机构设置在工作台板上，对待检样品进行应力检测，所述二次元检测机构架设在所述应力检测机构上方，对待检样品进行二次元信息检测。

本发明所述的应力检测机构包括照明单元、光折射单元、成像单元、图像处理单元，所述照明单元与所述成像单元位于所述工作台板下方，所述光折射单元位于所述工作台板上，供放置待检样品，所述照明单元、所述光折射单元与所述成像单元构成一条光路，所述光折射单元位于所述照明单元的光发射方向，所述成像单元位于所述光路后端，所述照明单元发射出的光入射到光折射单元上的待检样品中，经全反射之后进入所述成像单元成像，所述成像单元连接所述图像处理单元，所述图像处理单元对所述成像单元获得的图像进行计算处理。

本发明所述的照明单元包括第一光源和第一光源调节机构，所述第一光源调节机构是，所述工作台板下方设置有固定座和调节块，所述固定座设置在所述工作台板下侧上，所述调节块一端经销轴与所述固定座铰接，所述调节块另一端设有所述第一光源，所述调节块中部设有上下贯通的调节螺纹孔，所述调节螺纹孔内设有调节螺杆，所述调节螺杆的一端顶靠在所述工作台板下侧上，所述调节螺杆的另一端设有旋钮，所述固定座与所述调节块之间设有复位弹簧。第一光源调节机构的设置，使本发明一体机在检测待检样品应力时仅通过旋转旋钮即可实现对第一光源入射角度的细微调节，不但简化了整体结构，提高了本发明一体机整机的集成度，而且使第一光源入射角度可以调节的更加灵活，提高了本发明应力检测精度和检测效率。

本发明所述的第一光源一端的调节块上设有直线轴承，所述直线轴承内设有可沿其自由滑动的滑动轴，所述滑动轴上设有光源固定座，所述光源固定座上设有至少一个第一光源。本发明通过在光源固定座上设置至少一个第一光源，使本发明一体机可以根据应力检测的实际情况，选择合适的光源，扩大了本发明一体机的适用范围，提高了本发明应力检测的灵活性。

本发明所述的第一光源为LED阵列光源。第一光源通过采用LED阵列光源，不但优化了本发明一体机应力检测部分的光学系统，简化了整体结构，而且光源发出的光线亮度高、均一效果好，提高了本发明一体机的检测精度，同时又降低了制造成本。

本发明所述的光折射单元是在所述工作台板上设有棱镜台，所述棱镜台中部设有上下贯通的棱镜安装孔，所述棱镜安装孔内设有等腰三棱镜，所述等腰三棱镜的底面略凸出于所述棱镜安装孔上表面，所述待检样品放置在所述等腰三棱镜的底面上。所述第一光源光源发射出的光线由等腰三棱镜的其中一个腰面入射到等腰三棱镜的底面上，在等腰三棱镜底面与待检样品的接触面发生全反射，全反射之后的光线由三棱镜的另一个腰面出射后进入到所述成像单元进行成像。

本发明所述的成像单元是沿所述光路方向依次设置有透镜组、偏振片和图像传感器，所述透镜组的前端位于所述棱镜的光射出方向，对所述棱镜射出的光进行汇聚，所述透镜组的后端设有偏振片，所述偏振片将所述透镜组汇聚后的光分离成相对于所述棱镜与所述待检样品的边界面平行振动和垂直振动的两种光成分，所述偏振片的后端设有图像传感器，所述图像传感器将接收到的光进行光电转换，将构成图像的多个像素的逐个亮度值作为数字图像数据输出到图像处理单元。

本发明所述的二次元检测机构包括架设在工作台板上方的检测框架，检测框架上设有取像单元，所述取像单元位于所述光折射单元上方，所述取像单元对所述待检样品进行图像采集，所述取像单元连接图像处理单元，所述图像处理单元对所述取像单元采集到的图像进行计算处理。

本发明所述取像单元是在所述棱镜上方设有多组相机，所述相机上设有同轴光源，所述工作台板上设有反射元件，所述光折射单元设置在所述反射元件上，所述反射元件对所述同轴光源发射出的光进行反射。同轴光源发射出的光线经待检样品透射后入射到反射元件，经反射元件反射后到达待检样品上方的相机，多组相机同时对待检样品上相互垂直的两尺寸方向采集图像，然后将采集到的图像信息发送给图像处理单元，由图像处理单元根据图像信息合成待检样品的二维图像，最后根据二维图像进行待检样品二次元的计算处理。

本发明所述取像单元是在所述棱镜上方设有多组相机，所述棱镜下方设有第二光源，所述第二光源发出的光经棱镜上的待检样品后进入所述相机。

本发明所述的检测框架上设有导向杆和导向杆调节机构，所述导向杆调节机构对导向杆的位置进行调节，所述相机设置在所述导向杆上，所述导向杆沿待检样品长边、短边方向各设置一组，所述长边方向的导向杆上对应设置有三组相机，所述短边方向的导向杆上对应设置有两组相机，也就是说，沿待检样品长边方向的一组导向杆上对应设有三组、共六个相机，用于采集待检样品宽边的尺寸图像，沿待检样品短边方向的一组导向杆上对应设有两组、共四个相机，用于采集待检样品长边的尺寸图像。本发明通过在待检样品上方设置五组、十个相机，可以同时对待检样品长边和短边两个相互垂直的尺寸方向采集图像，提高了检测效率和检测精度。同时，五组相机分别安装在导向杆上，便于导向杆调节机构对相机的位置进行调节，操作方便。

本发明所述的导向杆调节机构是在检测框架上设有滚珠丝杠和水平滑轨，所述水平滑轨上设有水平滑座，所述导向杆设置在所述水平滑座上，所述滚珠丝杠的螺母连接所述水平滑座。本发明一体机通过滚珠丝杠的运作带动水平滑座上的导向杆沿着水平滑轨来回移动，从而对导向杆上的相机位置进行精确调节，提高了本发明一体机测量精度。

本发明的有益效果是，由于本发明应力二次元检测一体机，包括工作台板，工作台板上设有应力检测机构和二次元检测机构，所述应力检测机构设置在工作台板上，对待检样品进行应力检测，所述二次元检测机构架设在所述应力检测机构上方，对待检样品进行二次元信息检测，因而利用本发明一体机可以同时对待检样品进行应力检测和二次元信息检测，降低了制造成本，节省了占地空间，对检测场地要求低，检测过程只需要配备一个检测人员，节省大量人力，而且整个检测过程不需要来回移动待检样品，降低了对待检样品造成损坏的风险，提高了检测效率。

附图说明

图1为本发明一体机的一种实施例结构示意图，也是一种优选实施例示意图。

图2为本发明应力检测机构的一种结构示意图。

图3为图2的俯视图。

图4、图5为本发明应力检测机构中光源调节机构的结构示意图。

图6为本发明二次元检测机构的一种结构示意图。

图7为本发明二次元检测机构取像单元的一种结构示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

图1示出了本发明应力二次元检测一体机的一种实施例结构示意图，也是一种优选实施例示意图。如图1所示，本实施例所述的应力二次元检测一体机，包括工作台板10，所述工作台板10上设有应力检测机构20和二次元检测机构30，所述应力检测机构20设置在工作台板上，对待检样品进行应力检测，所述二次元检测机构30架设在所述应力检测机构20上方，对待检样品进行二次元信息检测。如图2所示，本实施例所述的应力检测机构包括照明单元21、光折射单元22、成像单元23、图像处理单元（图中未示出），所述照明单元21与所述成像单元23位于所述工作台板10下方，所述光折射单元22位于所述工作台板上，供放置待检样品，所述照明单元21、所述光折射单元22与所述成像单元23构成一条光路，所述光折射单元22位于所述照明单元21的光发射方向，所述成像单元23位于所述光路后端，所述照明单元发射出的光入射到光折射单元22上的待检样品中，经全反射之后进入所述成像单元23成像，所述成像单元连接所述图像处理单元，所述图像处理单元对所述成像单元获得的图像进行计算处理。

如图2所示，本实施例所述的照明单元21包括第一光源210和第一光源调节机构，所述第一光源调节机构是，所述工作台板10下方设置有固定座211和调节块212，所述固定座211设置在所述工作台板10下侧上，所述调节块212一端经销轴213与所述固定座211铰接，所述调节块212另一端设有所述第一光源210，所述调节块中部设有上下贯通的调节螺纹孔，所述调节螺纹孔内设有调节螺杆214，所述调节螺杆214的一端顶靠在所述工作台板10下侧上，所述工作台板为所述调节块212以销轴213为轴心旋转时提供动力支撑点，所述调节螺杆214的另一端设有旋钮215，旋转旋钮215时，调节螺杆214与调节螺纹孔相互配合，调节螺杆向上运动，由于所述工作台板固定不动，此时工作台板便会对调节块施加一个与调节螺杆运动方向相反的力，使调节块能够以销轴214为轴心旋转。所述固定座211与所述调节块212之间设有复位弹簧216，所述复位弹簧216能够为所述调节螺杆214提供向所述工作台板下侧紧靠的力，使所述调节螺杆214的一端能顶靠在所述工作台板下侧上，提高了本发明一体机应力检测的稳定性和测量精度，本实施例中所述复位弹簧优选为拉簧。第一光源调节机构的设置，使本发明一体机在检测待检样品应力时仅通过旋转旋钮215即可实现对第一光源210入射角度的细微调节，不但简化了整体结构，提高了本发明一体机整机的集成度，而且使第一光源入射角度可以调节的更加灵活，提高了本发明应力检测精度和检测效率。

作为优选实施方式，如图4、图5所示，本实施例所述的第一光源210一端的调节块212上设有直线轴承2120，所述直线轴承2120内设有可沿其自由滑动的滑动轴2121，所述滑动轴2121上设有光源固定座2100，所述光源固定座2100上设有至少一个第一光源210。由图4可以看出，本实施例中所述第一光源210设有两个，两个第一光源的波长彼此不同。本实施例通过在光源固定座2100上设置至少一个第一光源210，使本发明一体机可以根据应力检测的实际情况，选择合适波长的光源，扩大了本发明一体机的适用范围，提高了本发明应力检测的灵活性。本实施例所述的第一光源为LED阵列光源。第一光源通过采用LED阵列光源，不但优化了本发明一体机应力检测部分的光学系统，简化了整体结构，而且光源发出的光线亮度高、均一效果好，提高了本发明一体机的检测精度，同时又降低了制造成本。

如图3所示，本实施例所述的光折射单元22是在所述工作台上设置有棱镜台220，所述棱镜台220中部设有上下贯通的棱镜安装孔221，所述棱镜安装孔221内设有等腰三棱镜222，所述等腰三棱镜222的底面略凸出于所述棱镜安装孔221上表面，所述待检样品放置在所述等腰三棱镜222的底面上。所述第一光源发射出的光线由等腰三棱镜的其中一个腰面入射到等腰三棱镜的底面上，在等腰三棱镜底面与待检样品的接触面发生全反射，全反射之后的光线由三棱镜的另一个腰面出射后进入到所述成像单元23进行成像。由图3还可以看出，本实施例所述的棱镜台220上设有吸气孔223，所述吸气孔均布在所述棱镜安装孔221的外周边，与所述吸气孔221相配合的棱镜台下表面设有抽气孔（图中未示出），棱镜台上表面和下表面之间设有吸气通道，所述吸气孔与所述抽气孔通过所述吸气通道相连，所述抽气孔通过抽气管路连接抽气装置。抽气装置通过抽气孔、吸气通道、吸气孔将待检样品与吸气孔之间的空气抽成真空，由于等腰三棱镜位于吸气孔围成的真空之内，因而待检样品可以与等腰三棱镜更好的贴合，即使待检样品表面存在一定的翘曲，也可以通过本发明吸气孔将其与等腰三棱镜贴合，提高了本发明一体机应力检测的精度和效率。本实施例通过将吸气孔设置在棱镜台上，无需分别设置棱镜台与吸气台，不但简化了一体机整体结构，减小了尺寸，降低了制造成本，而且提高了本发明一体机应力检测的稳定性。

本实施例所述的成像单元23是沿所述光路方向依次设置有透镜组、偏振片和图像传感器，所述透镜组的前端位于所述棱镜的光射出方向、对所述棱镜射出的光进行汇聚，所述透镜组的后端设有偏振片，所述偏振片将所述透镜组汇聚后的光分离成相对于所述棱镜与所述待检样品的边界面平行振动和垂直振动的两种光成分，所述偏振片的后端设有图像传感器，所述图像传感器将接收到的光进行光电转换，将构成图像的多个像素的逐个亮度值作为数字图像数据输出到图像处理装置。当然，成像单元可以选用现有技术中的双偏振工业相机，由于此为现有成熟技术，因而在此对其不再详述。值得一提的是，由图1可以看出，在本实施例中，所述成像单元23通过销轴铰接在所述工作台板下侧上，便于对成像单元的角度进行调节，以便调整合适的角度，使全反射之后的光线进入成像单元成像。成像单元23连接图像处理单元（图中未示出），所述图像处理单元对所述成像单元获得的图像进行计算处理，图像处理单元可以是具有数据处理软件的通用计算机，或者是专用数据处理器，在此同样不再详述。

如图6所示，本实施例所述的二次元检测机构30包括架设在工作台板上方的检测框架31，检测框架31上设有取像单元32，所述取像单元位于所述光折射单元上方，所述取像单元32对所述待检样品进行图像采集，所述取像单元连接图像处理单元（图中未示出），所述图像处理单元对所述取像单元采集到的图像进行计算处理。由图1、图6、图7可以看出，所述取像单元32是在所述棱镜上方设有多组相机33，所述相机33上设有同轴光源34，所述工作台板上设有反射元件35，所述光折射单元设置在所述反射元件35上，所述反射元件对所述同轴光源发射出的光进行反射。为便于生产加工，所述反射元件35可以是所述工作台板的上侧面一部分，此时工作台板上侧面具有光反射性即可，当然，也可以在所述工作台板上侧设置独立的反射元件，如平面镜。同轴光源34发射出的光线经待检样品后入射到反射元件35，经反射元件反射后到达待检样品上方的相机33，多组相机同时对待检样品上相互垂直的两尺寸方向采集图像，然后将采集到的图像信息发送给图像处理单元，由图像处理单元根据图像信息合成待检样品的二维图像，最后根据二维图像进行待检样品二次元的计算处理。本实施例通过设置同轴光源35提供光源，使二次元检测过程中光照更均匀，提高了二次元检测的精度。

值得一提的是，本发明所述取像单元也可以是在所述棱镜上方设有多组相机，所述棱镜下方设有第二光源，所述第二光源发出的光经棱镜上的待检样品后进入所述相机。光源采用透射式光源，便于对光线强度进行调节，提高了本发明的易操作性。

作为优选实施方式，本实施例所述的检测框架31上设有导向杆36和导向杆调节机构，所述导向杆调节机构对导向杆36的位置进行调节，所述相机33设置在所述导向杆36上，所述导向杆沿待检样品长边、短边方向各设置一组，所述长边方向的导向杆上对应设置有三组相机，所述短边方向的导向杆上对应设置有两组相机，也就是说，沿待检样品长边方向的一组导向杆上对应设有三组、共六个相机，用于采集待检样品宽边的尺寸图像，沿待检样品短边方向的一组导向杆上对应设有两组、共四个相机，用于采集待检样品长边的尺寸图像。本发明通过在待检样品上方设置五组、十个相机，可以同时对待检样品长边和短边两个相互垂直的尺寸方向采集图像，提高了检测效率和检测精度。同时，五组相机分别安装在导向杆上，便于导向杆调节机构对相机的位置进行调节，操作方便。本实施例所述的导向杆调节机构是在检测框架上设有滚珠丝杠和水平滑轨，所述水平滑轨上设有水平滑座，所述导向杆设置在所述水平滑座上，所述滚珠丝杠的螺母连接所述水平滑座。本发明一体机通过滚珠丝杠的运作带动水平滑座上的导向杆沿着水平滑轨来回移动，从而对导向杆上的相机位置进行精确调节，提高了本发明一体机测量精度。当然，为了对待检样品进行跟踪管理，本实施例中所述应力二次元检测一体机还包括打码机构40，所述打码机构40设置在所述二次元检测机构30一侧的工作台板10上，打码机构40对检测完应力和二次元信息的待检样品进行打码，由于打码机构40已经存在成熟技术，在此不再赘述。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。