一种玻璃基板缺陷检测装置的制作方法

文档序号:15205158发布日期:2018-08-21 07:51阅读:96来源:国知局

本发明涉及玻璃基板检测技术领域,具体为一种玻璃基板缺陷检测装置。



背景技术:

在玻璃的实际工业生产中,由于各种技术或者生产工艺问题,会造成一定的缺陷,比如玻璃生产过程中,玻璃表面会出现诸如孔洞、蚊虫、黑点、斑点等瑕疵,严重影响了玻璃的质量,人眼往往不能及时的判断出瑕疵。

不同的缺陷对产品质量的影响不同,比如气泡缺陷对于普通日用玻璃可能影响不大,而对于汽车的安全玻璃的性能影响却非常大,从2003年5月1日起,我国对汽车安全玻璃、建筑安全玻璃、铁道车辆用安全玻璃实行强制检验。而对于表面积很大的产品,仅靠人工去识别缺陷显然不是一种高效的方法。为了避免人工检测误判造成的损失,有效降低生产成本与提升正品率,应用计算机视觉来解决缺陷的检测与分类问题逐渐成为一种趋势。

而目前的玻璃缺陷检测装置,其存在的问题主要在于:

(1)检测的速度慢,检测平面不完整,影响检测的全面性和精确性;

(2)缺少旋转机构,只能对玻璃的一个平面进行检测,影响检测的工作效率;

(3)缺少相机校准机构,容易造成图像采集歪斜,影响检测准确性。



技术实现要素:

为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种玻璃基板缺陷检测装置,在缺陷检测之前进行相机镜筒安装检测,提高缺陷检测的精确性,可对玻璃基板的整个平面进行检测,提高检测的覆盖率和准确性,能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种玻璃基板缺陷检测装置,其特征在于:包括支撑底座和承载玻璃台,所述承载玻璃台的下方设有机械移位机构,所述支撑底座的上方设有照相拍摄机构,所述支撑底座的末端还设有基板夹紧翻转机构;

所述承载玻璃台的内部设有空腔立体槽,所述空腔立体槽的内部设有玻璃吸附机构,所述玻璃吸附机构包括抽气泵、设置在空腔立体槽上端的密集吸附孔板和设置在空腔立体槽下端的密封圆板,所述抽气泵连接有抽气管道,所述抽气管道穿过所述密封圆板连接有抽气扩展嘴,所述抽气扩展嘴为开盖空腔筒状,并且所述抽气扩展嘴的直径与密集吸附孔板的直径相同;

所述机械移位机构包括x轴移动机构和y轴移动机构,所述x轴移动机构包括设置在支撑底座上方的横向承重板,以及两条设置在横向承重板上且相互平行的x轴移动轨道,所述承载玻璃台的下表面设有两个与x轴移动轨道匹配的耐磨滑块,所述y轴移动机构包括设置在横向承重板两端的承重滑块,以及两条设置在支撑底座内部的y轴移动轨道,所述承重滑块安装在y轴移动轨道内。

作为本发明一种优选的技术方案,所述承载玻璃台的左右两半圆和横向承重板的前后两面上均设有粘附魔术贴,所述横向承重板的左右两端和支撑底座的前后两壁上还设有固定竖向板,所述固定竖向板与粘附魔术贴之间分别设有伸缩折叠板。

作为本发明一种优选的技术方案,所述照相拍摄机构包括设置在支撑底座左右两侧之间的支撑c字架,所述支撑c字架的上表面设有若干等间距分布的调距槽板,所述调距槽板的上表面安装有伺服电机,所述伺服电机连接有穿过支撑c字架的转动丝杠,所述转动丝杠上安装有滚珠底座,所述滚珠底座连接有透镜镜筒,所述透镜镜筒的上端连接有取样相机,所述透镜镜筒的下端通过内螺纹段连接有放大倍镜头。

作为本发明一种优选的技术方案,所述透镜镜筒的外侧连接有外转动杆,所述滚珠底座上设有与外转动杆上匹配的安装套筒,所述安装套筒上设有若干等间距分布的开口缝隙,并且在所述安装套筒的外表面设有外螺纹段,所述外螺纹段的外侧设有拧紧内螺纹筒。

作为本发明一种优选的技术方案,所述外转动杆的外部固定设有四角板,所述四角板的两个平行边上设有定位锚杆,所述定位锚杆关于外转动杆的中心点对称,并且所述滚珠底座上设有圆环限位凹槽,所述定位锚杆安装在圆环限位凹槽内,并且两个所述定位锚杆的连线与圆环限位凹槽的直径重合。

作为本发明一种优选的技术方案,所述调距槽板的上下内壁均设有缓冲保护垫。

作为本发明一种优选的技术方案,所述支撑c字架的上表面设有限位工字凹槽,所述调距槽板的下表面设有与限位工字凹槽匹配的耐磨滑块,并且所述调距槽板在耐磨滑块的位置上还设有锁紧螺纹孔。

作为本发明一种优选的技术方案,所述基板夹紧翻转机构包括安装框体,以及设置在安装框体前端的分隔板,所述安装框体上设有旋转驱动机构和夹紧机构,所述分隔板上设有竖向限位槽。

作为本发明一种优选的技术方案,所述夹紧机构包括推动气缸和由推动气缸带动的伸缩拉杆,所述伸缩拉杆穿过竖向限位槽,并且伸缩拉杆的末端连接有扩展夹定板,所述扩展夹定板的上下两端铰接有夹持爪手,所述夹持爪手的末端通过固定立柱与扩展夹定板连接,所述推动气缸的下端固定设有竖向移动气缸。

作为本发明一种优选的技术方案,所述旋转驱动机构包括旋转电机,以及与旋转电机转轴连接的主动齿轮,所述伸缩拉杆上套设有被动齿轮,所述主动齿轮与被动齿轮之间设有传动链条。

现有技术相比,本发明的有益效果是:

(1)本发明通过设置x轴和y轴移动轨道,可将玻璃基板在x轴和y轴平面上移动,从而可对玻璃基板的整个平面进行检测,提高检测的完整性,防止出现检测不全的情况,提高检测的覆盖率和准确性;

(2)本发明通过设置z轴移动机构,可将镜筒上下移动,便于对不同放大倍数的镜头进行调焦,同时可对镜筒进行旋转操作,便于检测相机安装的位置,从而在缺陷检测之前进行相机镜筒安装检测,提高缺陷检测的精确性;

(3)本发明增加夹紧旋转机构,可对玻璃基板进行旋转操作,从而对玻璃的另一面进行检测,从而可对玻璃基板的两个表面均进行缺陷检测,提高检测的全面性,同时操作便捷,使用效率高。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图;

图2为本发明的承载玻璃台连接结构示意图;

图3为本发明的照相拍摄机构正面结构示意图;

图4为本发明的照相拍摄机构侧面结构示意图;

图5为本发明图4中a的放大结构示意图;

图6为本发明的基板夹紧翻转机构结构示意图;

图中标号:

1-支撑底座;2-承载玻璃台;3-机械移位机构;4-照相拍摄机构;5-基板夹紧翻转机构;6-空腔立体槽;7-玻璃吸附机构;

301-横向承重板;302-x轴移动轨道;303-耐磨滑块;304-承重滑块;305-y轴移动轨道;306-粘附魔术贴;307-固定竖向板;308-伸缩折叠板;

401-支撑c字架;402-调距槽板;403-伺服电机;404-转动丝杠;405-滚珠底座;406-透镜镜筒;407-取样相机;408-放大倍镜头;409-外转动杆;410-安装套筒;411-开口缝隙;412-外螺纹段;413-拧紧内螺纹筒;414-四角板;415-定位锚杆;416-圆环限位凹槽;417-缓冲保护垫;418-限位工字凹槽;419-锁紧螺纹孔;

501-安装框体;502-分隔板;503-竖向限位槽;504-推动气缸;505-伸缩拉杆;506-扩展夹定板;507-夹持爪手;508-竖向移动气缸;509-旋转电机;510-主动齿轮;511-被动齿轮;512-传动链条;

701-抽气泵;702-密集吸附孔板;703-密封圆板;704-抽气管道;705-抽气扩展嘴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示,本发明提供了一种玻璃基板缺陷检测装置,包括支撑底座1和承载玻璃台2,所述承载玻璃台2的下方设有机械移位机构3,所述支撑底座1的上方设有照相拍摄机构4,所述支撑底座1的末端还设有基板夹紧翻转机构5,机械移位机构3控制承载玻璃台2在x轴和y轴平面上移动,确保在对玻璃基板进行检测的时候,一次移动即可将完成玻璃基板的一个完整平面检测,照相拍摄机构4对玻璃进行放大拍摄成图像,通过检测程序找出具体缺陷,基板夹紧翻转机构5将玻璃进行翻转,重新检测另一个完整平面,从而缺陷检测时的增加精确性。

所述承载玻璃台2的内部设有空腔立体槽6,所述空腔立体槽6的内部设有玻璃吸附机构7,所述玻璃吸附机构7包括抽气泵701、设置在空腔立体槽6上端的密集吸附孔板702和设置在空腔立体槽6下端的密封圆板703,所述抽气泵701连接有抽气管道704,所述抽气管道704穿过所述密封圆板703连接有抽气扩展嘴705,所述抽气扩展嘴705为开盖空腔筒状,并且所述抽气扩展嘴705的直径与密集吸附孔板702的直径相同。

所述密集吸附孔板702和密封圆板703均密封安装在空腔立体槽6的上下两端,从而可保证空腔立体槽6为密闭空间,通过抽气泵701吸附空腔立体槽6内的空气,密集吸附孔板702上设有密集细孔,空腔立体槽6可实现为近似真空环境,外部气压可将玻璃基板固定压制在密集吸附孔板702上,实现玻璃基板的固定,便于图像采集操作。

需要补充说明的是,抽气扩展嘴705的直径与密集吸附孔板702的直径相同,从而可提高空气吸附的效率,便于将抽气扩展嘴705与密集吸附孔板702之间的空气进行均匀吸附,从而保证玻璃上每个点受到的气压相同,保证玻璃的平整性,从而保证玻璃平面的焦距相同,图像采集得到的图片均为清晰可用图片。

进一步说明的是,密集吸附孔板702为常用透气板,只需要保证密集吸附孔板702与玻璃之间呈近似真空状态即可。

所述机械移位机构3包括x轴移动机构和y轴移动机构,所述x轴移动机构包括设置在支撑底座1上方的横向承重板301,以及两条设置在横向承重板301上且相互平行的x轴移动轨道302,所述承载玻璃台2的下表面设有两个与x轴移动轨道302匹配的耐磨滑块303,所述横向承重板301用于支撑承载玻璃台2,同时承载玻璃台2在外部动力机构的作用下,比如丝杠和滚珠的相对移动,可实现耐磨滑块303在x轴移动轨道302内导向移动,完成在x方向上的移动。

所述y轴移动机构包括设置在横向承重板301两端的承重滑块304,以及两条设置在支撑底座1内部的y轴移动轨道305,所述承重滑块304安装在y轴移动轨道305内,横向承重板301在外部动力机构下,通过承重滑块304在y轴移动轨道305上移动,x轴移动机构和y轴移动机构的结合作用,承载玻璃台2可实现近似“s”形的移动轨迹,从而一次移动即可将完成玻璃基板的一个完整平面检测。

进一步补充说明的是,所述x轴移动轨道302的长度略大于两倍玻璃基板的横向宽度,所述y轴移动轨道305的长度略大于两倍玻璃基板的竖向长度,从而可保证对玻璃基板的全面检测。

所述承载玻璃台2的左右两半圆和横向承重板301的前后两面上均设有粘附魔术贴306,所述横向承重板301的左右两端和支撑底座1的前后两壁上还设有固定竖向板307,所述固定竖向板307与粘附魔术贴306之间分别设有伸缩折叠板308,所述伸缩折叠板(308)的主要作用是密封移动轨道,提高使用安全性,防止外部杂物落入轨道内,影响工作安全性和稳定性,同时伸缩折叠板308的侧剖面为锯齿形,可折叠压缩,不影响承载玻璃台2在x轴和y轴的正常使用。

如图3至图5所示,所述照相拍摄机构4包括设置在支撑底座1左右两侧之间的支撑c字架401,所述支撑c字架401的上表面设有若干等间距分布的调距槽板402,所述调距槽板402的上表面安装有伺服电机403,所述伺服电机403连接有穿过支撑c字架401的转动丝杠404,所述转动丝杠404上安装有滚珠底座405,所述滚珠底座405连接有透镜镜筒406,所述透镜镜筒406的上端连接有取样相机407,所述透镜镜筒406的下端通过内螺纹段连接有放大倍镜头408,所述调距槽板402的作用是放置透镜镜筒406,所述伺服电机403驱动转动丝杠404旋转,滚珠底座405化转动为直线运动,通过伺服电机403的正反转在调距槽板402内上下移动,也带动透镜镜筒406上下移动。

进一步补充所述放大倍镜头408一般有2倍、4倍、6倍和8倍放大倍数的镜头,通过对玻璃放大,可找到对应的缺陷位置,并且不同放大倍数的镜头,其镜头的焦点和长度均不相等,通过上下调动透镜镜筒406的位置,可进行聚焦处理,取样相机407可进行拍照处理,并且取样相机407连接有数据线,数据线与pc连接,可将图片保存在pc里,通过程序将缺陷找出。

所述支撑c字架401的上表面设有限位工字凹槽418,所述调距槽板402的下表面设有与限位工字凹槽418匹配的耐磨滑块303,并且所述调距槽板402在耐磨滑块303的位置上还设有锁紧螺纹孔419,若干等间距分布的调距槽板402可在限位工字凹槽418内移动,从而可调节图像采集时的透镜镜筒406之间的距离,进而可对图像采集时的折叠距离进行调节,防止距离过大造成玻璃图像采集不完全,也防止距离过小造成玻璃图像采集重复部分过多,影响工作效率,移动位置确定后的调距槽板402通过锁紧螺纹孔419固定,结构稳定,同时便于调节。

所述透镜镜筒406的外侧连接有外转动杆409,所述滚珠底座405上设有与外转动杆409上匹配的安装套筒410,所述安装套筒410上设有若干等间距分布的开口缝隙411,并且在所述安装套筒410的外表面设有外螺纹段412,所述外螺纹段412的外侧设有拧紧内螺纹筒413,外转动杆409与安装套筒410之间的固定,可实现透镜镜筒406与滚珠底座405之间的固定,在拧紧内螺纹筒413与外螺纹段412的相对咬合作用下,开口缝隙411收缩,从而将外转动杆409固定,将拧紧内螺纹筒413从外螺纹段412上松解,外转动杆409可在安装套筒410内转动,再次通过拧紧内螺纹筒413与外螺纹段412的相对咬合固定,便于实现透镜镜筒406的转动固定,从而检测调节透镜镜筒406和取样相机407安装的相对垂直性。

外转动杆409转动时,只需将拧紧内螺纹筒413与外螺纹段412松动即可,外转动杆409固定时,只需将拧紧内螺纹筒413固定在外螺纹段412上,即可完成外转动杆409的固定,操作便捷,原理简单,减少使用难度。

所述外转动杆409的外部固定设有四角板414,所述四角板414的两个平行边上设有定位锚杆415,所述定位锚杆415关于外转动杆409的中心点对称,并且所述滚珠底座405上设有圆环限位凹槽416,所述定位锚杆415安装在圆环限位凹槽416内,并且两个所述定位锚杆415的连线与圆环限位凹槽416的直径重合,外转动杆409可在安装套筒410内转动时,定位锚杆415可在圆环限位凹槽416内转动,从而对外转动杆409起到限位旋转的作用,防止外转动杆409在固定时位置偏移,与滚珠底座405之间发生角度偏移,影响调节的精确性。

当外转动杆409转动时,定位锚杆415也在圆环限位凹槽416内转动,定位锚杆415与圆环限位凹槽416之间的距离,限定了外转动杆409安装在安装套筒410之间的距离,避免外转动杆409在转动发生偏移。

所述外转动杆409与安装套筒410的旋转调节工作是在缺陷检测之间完成的,外转动杆409在安装套筒410内转动,如果透镜镜筒406和取样相机407相对垂直,当外转动杆409在安装套筒410内转动一定角度时,取样图像没有发生倾斜,此时将外转动杆409转移到竖直方向,即可完成缺陷检测操作。

如图6所示,所述基板夹紧翻转机构5包括安装框体501,以及设置在安装框体501前端的分隔板502,所述安装框体501上设有旋转驱动机构和夹紧机构,所述分隔板502上设有竖向限位槽503,所述基板夹紧翻转机构5安装在支撑底座1的末端,玻璃基板完成一个表面的检测之后,转移至基板夹紧翻转机构5位置进行旋转操作,从而对玻璃基板的另一个表面进行检测,基板夹紧翻转机构5先对基板进行夹紧,然后上衣一段距离进行旋转,然后下移至初始支撑底座1位置。

所述夹紧机构包括推动气缸504和由推动气缸504带动的伸缩拉杆505,所述伸缩拉杆505穿过竖向限位槽503,并且伸缩拉杆505的末端连接有扩展夹定板506,所述扩展夹定板506的上下两端铰接有夹持爪手507,所述夹持爪手507的末端通过固定立柱与扩展夹定板506连接,所述推动气缸504的下端固定设有竖向移动气缸508,伸缩拉杆505在推动气缸504的作用下左右移动,夹持爪手507通过固定立柱绕扩展夹定板506转动,实现夹紧或释放操作,夹持爪手507和扩展夹定板506可对玻璃基板的三个边进行固定,增加夹持安全性,竖向移动气缸508可在竖直方向上移动推动气缸504,推动气缸504的伸缩拉杆505可在竖向限位槽503内移动。

所述旋转驱动机构包括旋转电机509,以及与旋转电机509转轴连接的主动齿轮510,所述伸缩拉杆505上套设有被动齿轮511,所述主动齿轮510与被动齿轮511之间设有传动链条512,伸缩拉杆505在竖向限位槽503内移动一段距离后,达到最高点,旋转电机509带动主动齿轮510与被动齿轮511的转动,夹持爪手507可夹持玻璃基板旋转,实现翻转操作,从而对玻璃的两个表面均进行缺陷检测。

需要补充说明的是,当伸缩拉杆505处于竖向限位槽503的最低端时,主动齿轮510与被动齿轮511之间的传动链条512为松弛状态,当伸缩拉杆505处于竖向限位槽503的最高端时,主动齿轮510与被动齿轮511之间的传动链条512为工作状态,链条紧绷,可实现主动齿轮510与被动齿轮511之间的传动。

所述调距槽板402的上下内壁均设有缓冲保护垫417,对透镜镜筒406和滚珠底座405起到保护作用。

对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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