玻璃内应力缺陷自动化检测装置的制作方法

本发明属于产品缺陷检测领域，尤其涉及一种玻璃内应力缺陷自动化检测装置。

背景技术：

透明制品如普通玻璃、有机玻璃、PET塑料等在光学领域的使用频率逐渐增多，由于生产工艺的特殊性，这类制品在做成形时，均需要进行对应的退火工艺，退火工艺的好坏，直接决定了产品的强度及寿命，退火不均匀或者不完全均匀会导致产品内有残余内应力产生，这种残余内应力通常是极不均匀的，会降低玻璃制品的机械强度和热稳定性，影响玻璃制品的安全使用，当残余内应力值超过极限时，制品甚至会发生自爆现象。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性是各大厂商的重要规范与指标。随着智能手机等电子产品的普及，它已经成为人们生活中非常重要的一部分。手机已经不是过去传统意义上的通讯产品，而是更多承载了人们的娱乐、消费、商务、办公等活动。手机玻璃盖板作为用户使用手机过程中接触最多的元件，其质量的重要性不言而喻。手机盖板玻璃作为一种光学玻璃，由于残余内应力的存在，导致加工好的光学零件表面会随时间慢慢变形，严重影响了成像质量，残余内应力的大小也成为光学玻璃光学性能的重要指标之一。因而，为保证电子产品的使用性能，手机盖板玻璃的残余内应力要控制在合理范围内，这就要求对手机盖板玻璃的残余内应力进行检测。

目前市场上常见的玻璃内应力测量仪主要采用感光色法原理进行测量，如中国实用新型专利201310676457.X公开了一种感光色法台式应力仪，包括机箱和仪器架，所述仪器架固定于机箱上，所述机箱内安装有光源，试样放置于机箱上方，所述机箱的上表面设有起偏镜，所述光源和起偏镜之间安装有均光板，仪器架的观察窗口内位于试样的正上方设置一检偏镜，所述起偏镜和检偏镜的光轴相互垂直，虽然使用该应力仪可以比较直观地观察到玻璃等待测样品的内应力分布状况，但是该应力仪自动化程度低，需要检测者逐一进行人工肉眼识别，在进行玻璃品质判断时，由于检测者存在的主观差异，极易导致不同检测者对同样的检测样品判断为不同的检测结果，测量结果无法统一，一致性较差，严重影响了玻璃等检测样品的后续使用管理。而且现有这种人工肉眼直接识别方式检测效率低，检测劳动强度大，费时费力，人工长时间作业极易对身体健康造成不良影响，不符合现代社会快节奏高效率的生产宗旨。

技术实现要素：

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种检测效率高、测量结果统一、可以有效避免人为操作误差、便于检测样品后续使用管理、检测精度高且自动化程度高的玻璃内应力缺陷自动化检测装置。

本发明解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：

一种玻璃内应力缺陷自动化检测装置，其特征在于，包括：

机架主体，所述机架主体用于承载设置在其上的模组；

传送模组，设置在所述机架主体上，用于对待测样品进行传送；

检测模组，架设在所述机架主体上，用于对传送模组传送的待测样品进行内应力缺陷检测；

图像处理模组，连接所述检测模组，用于对所述检测模组的检测结果进行处理分析；

控制模组，分别与所述传送模组、检测模组、图像处理模组电性连接。

优选的，本发明中所述的检测模组包括第一光源、第一起偏器、第一检偏器、第一取像元件，所述第一光源设置在所述机架主体上，所述第一起偏器、第一检偏器、第一取像元件依次设置在所述第一光源的光发射方向，所述第一取像元件连接所述图像处理模组。第一光源发射的光经第一起偏器后变成线偏振光，由于待测样品内部存在残余内应力，该线偏振光经过待测样品之后被分解为具有光程差且偏振方向互相垂直的两束偏振光，通过第一检偏器的检偏之后由第一取像元件进行应力条纹图像拍摄，第一取像元件将拍摄的图像传送至图像处理模组，由图像处理模组对所述图像进行分析处理，无需人工肉眼识别，省时省力，工作效率高，且能够有效避免人为操作误差，测量结果统一，便于待测样品后续使用管理。

优选的，本发明中所述第一光源与所述第一起偏器位于所述传送模组下方，所述第一检偏器与所述第一取像元件位于所述传送模组上方。采用正透射的打光方式，所述第一光源发射的光经起偏器后透射到传送模组上的待测样品中，检测精度高。

优选的，本发明中所述第一起偏器与所述第一检偏器的偏光轴互相垂直。

优选的，本发明中所述的检测模组还包括第二光源、第二起偏器、第二检偏器、第二取像元件，所述第二光源设置在所述第一光源一侧的机架主体上，所述第二起偏器、第二检偏器、第二取像元件依次设置在所述第二光源的光发射方向，所述第二取像元件连接所述图像处理模组。

优选的，本发明中所述第二起偏器与所述第二检偏器的偏光轴互相垂直。

优选的，本发明中所述第一起偏器与所述第二起偏器的偏光轴呈45°夹角设置，因而检测模组便于捕捉样品的内应力缺陷，使所有方向上的内应力缺陷都可以进行检测，扩大检测范围，提高检测结果精准度。

优选的，本发明中所述传送模组是在所述机架主体上设有第一传动轴和第二传动轴，所述第一传动轴上设有传动带和第一传动滚轮，所述第二传动轴上设有与所述第一传动滚轮相配合的第二传动滚轮，所述第二传动轴经传动机构连接驱动机构。待测样品放置在传动带上，第二传动轴在驱动机构的驱动下进行转动，第二传动轴带动第二传动滚轮、第二传动滚轮带动第一传动滚轮、第一传动滚轮带动第一传动轴进行转动，待测样品随着传动带在第一传动轴的带动下向前移动，实现平稳输送待测样品，提高本发明装置安全性能。

优选的，本发明中所述驱动机构是在所述机架主体上设有电机，所述电机输出轴经传动机构连接所述第二传动轴。电机带动第二传动轴进行转动，实现待测样品平稳输送，结构简单，易于控制。

优选的，本发明中所述传送模组和所述检测模组并列设置有多个，可以一次性放置多个待测样品于传送模组，多个传送模组分别将多个待测样品传送至检测模组，多个检测模组可以同时对多个待测样品进行检测，大大提高了检测效率。

本发明的有益效果是，由于本发明玻璃内应力缺陷自动化检测装置包括机架主体，所述机架主体上设有对待测样品进行传送的传送模组、对传送模组传送的待测样品进行内应力缺陷检测的检测模组、连接所述检测模组、用于对所述测模组的检测结果进行处理分析的图像处理模组以及分别与所述传送模组、检测模组、图像处理模组电性连接的控制模组，因而使用时可以将待测样品放置于传送模组，由传送模组将待测样品传送至检测模组，检测模组对待测样品的内应力缺陷进行检测，检测完成之后将检测结果发送至图像处理模组进行分析处理，以获得待测样品内应力缺陷信息。本发明装置自动化程度高，检测过程无需人工肉眼识别，省时省力，工作效率高，且能够有效避免人为操作误差，测量结果统一，便于待测样品后续使用管理，能够满足批量检测需求，应用前景广阔。

附图说明

图1为本发明玻璃内应力缺陷检测装置一种实施例的整体外观示意图。

图2为本发明玻璃内应力缺陷检测装置一种实施例的内部结构示意图。

图3为本发明检测模组的一种实施例结构示意图。

图4为本发明传送模组的一种实施例结构示意图。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“水平”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

图1-图4示出了本发明玻璃内应力缺陷自动化检测装置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、图2所示，本实施例所述的玻璃内应力缺陷自动化检测装置，包括：机架主体10、传送模组20、检测模组30、图像处理模组（图中未示）、控制模组40，其中，所述机架主体10用于承载设置在其上的模组；所述传送模组20设置在所述机架主体上，用于对待测样品进行传送；所述检测模组30架设在所述机架主体上，用于对传送模组传送的待测样品进行内应力缺陷检测；所述图像处理模组连接所述检测模组，用于对所述检测模组的检测结果进行处理分析；所述控制模组40分别与所述传送模组、检测模组、图像处理模组电性连接。

作为优选实施方式，如图3所示，本实施例中所述的检测模组30包括第一检测工位，所述第一检测工位包括：第一光源31、第一起偏器32、第一检偏器33、第一取像元件34，其中，所述第一光源31设置在所述机架主体10上，所述第一起偏器32、第一检偏器33、第一取像元件34依次设置在所述第一光源31的光发射方向，所述第一取像元件34连接所述图像处理模组。优选的，本实施例中所述第一光源31为线光源，将待测样品放置于传送模组上，待测样品在传送模组的带动下移动到检测模组，第一光源31发射的光经第一起偏器32后变成线偏振光，由于待测样品内部存在残余内应力，该线偏振光经过待测样品之后被分解为具有光程差且偏振方向互相垂直的两束偏振光，通过第一检偏器33的检偏之后由第一取像元件进行应力条纹图像拍摄，第一取像元件将拍摄的图像传送至图像处理模组，由图像处理模组对所述图像进行分析处理，无需人工肉眼识别，省时省力，工作效率高，且能够有效避免人为操作误差，测量结果统一，便于待测样品后续使用管理。优选的，本实施例中所述取像元件34是由线阵相机和安装在线阵相机前端的镜头组成，所述镜头由镜筒连接到线阵相机上，用于将待测样品成像到线阵相机的感光元件上，线阵相机将获得的图像传送到图像采集卡。

作为优选实施方式，由图3中可以看出，本实施例中所述第一光源31与所述第一起偏器32位于所述传送模组20下方，所述第一检偏器33与所述第一取像元件34位于所述传送模组20上方。本实施例采用正透射的打光方式，所述第一光源发射的光经起偏器后透射到传送模组上的待测样品中，检测精度高。优选的，本实施例中所述第一起偏器32与所述第一检偏器33的偏光轴互相垂直，实现最大消光效果，提高检测精度。

作为优选实施方式，本实施例中所述的检测模组30还包括设置在所述第一检测工位一侧的第二检测工位，所述第二检测工位包括：第二光源35、第二起偏器36、第二检偏器37、第二取像元件38，所述第二光源35设置在所述第一光源31一侧的机架主体10上，所述第二起偏器36、第二检偏器37、第二取像元件38依次设置在所述第二光源35的光发射方向，所述第二取像元件38连接所述图像处理模组。优选的，本实施例中所述第二起偏器36与所述第二检偏器37的偏光轴互相垂直，同样实现最大消光效果，提高检测精度。

作为优选实施方式，本实施例中所述第一起偏器与所述第二起偏器的偏光轴呈一定夹角设置，在本实施例中优选呈45°夹角设置，使第一起偏器、第一检偏器和第二起偏器、第二检偏器在应力缺陷检测上形成互补，使所有方向上的内应力缺陷都可以进行检测，扩大检测范围，提高检测结果精准度。

作为优选实施方式，如图4所示，本实施例中所述传送模组20是在所述机架主体10上设有第一传动轴21和第二传动轴22，所述第一传动轴21上设有传动带23和第一传动滚轮24，所述第二传动轴22上设有与所述第一传动滚轮24相配合的第二传动滚轮25，所述第二传动轴经传动机构连接驱动机构26。将待测样品放置在传动带上，第二传动轴22在驱动机构26的驱动下进行转动，第二传动轴22转动时带动其上的第二传动滚轮25、第二传动滚轮25带动第一传动滚轮24、第一传动滚轮24带动第一传动轴21进行转动，待测样品随着传动带在第一传动轴的带动下向前移动，实现平稳输送待测样品，提高本发明装置安全性能。优选的，于本实施例中，所述第一传动滚轮和第二传动滚轮均为磁力轮，提高传输稳定性。优选的，于本实施例中，所述驱动机构26是在所述机架主体上设有电机，所述电机输出轴经传动机构连接所述第二传动轴。电机带动第二传动轴进行转动，实现待测样品平稳输送，结构简单，易于控制。值得一提的是，本实施例中所述的传动机构可以为现有技术中任何具有传动功能的结构，如，齿轮传动，链传动，带传动，在本实施例中优选为带传动。

作为优选实施方式，本实施例中所述传送模组20和所述检测模组30可以并列设置有多个，如图1、图2所示，于本实施例中，所述机架主体10上并行设置有两个传送模组20，所述传送模组的运行方向前端设有两个检测模组30，使用时可以同时放置多个待测样品于两个传送模组，两个传送模组分别将多个待测样品移送至前端的检测模组，两个检测模组可以同时对两个传送模组移送的待测样品进行检测，大大提高了检测效率，能够满足批量化检测需求。

作为优选实施方式，本实施例中所述的控制模组40由机架主体10一侧的电控柜41和电控柜41内部的控制器组成，所述控制器可以包括多种控制元件，如，光源控制器、电气控制单元和工控主机等，所述光源控制器可以用于调整检测模组中光源的发光强度，所述电气控制单元可以起到给设备提高稳定电压及控制电气元件的工作状态，所述工控主机可以为软件程序提供必要的运行环境，同时，所述工控主机装有图像采集卡用于获取图像。值得一提的是，本实施例中所述的图像处理模组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，所述专用数据处理器可以设置在所述控制模组的电控柜内。当然，所述图像处理模组还可以预先设有内应力缺陷范围，所述检测模组将采集的载有待测样品内应力特征的图像传送至图像处理模组后，所述图像处理模组根据所述图像进行分析处理，并根据内部预先设定的内应力缺陷范围自动进行品质判断，自动化程度高，避免了人为检测操作带来的误差，测量结果统一，便于检测样品的后续使用管理。

由图1还可以看出，于本实施例中，为便于对本发明装置的运行状态进行监控，所述电控柜上还设有指示灯42，可对运行状态进行实时提醒，增加了本发明装置的易操作性。优选的，所述电控柜41上还进一步设有显示屏43，所述显示屏可用于对检测结果进行直观显示，便于操作人员根据检测结果对待测样品进行分拣放置，省时省力，提高工作效率。

值得一提的是，本实施例中所述传送模组左端可以进一步设有上料机构，右端设有下料机构，利用上料机构和下料机构完成自动上下料，进一步提高自动化程度，工作效率高。

利用本发明装置对待测样品进行内应力缺陷检测时，只需要将待测样品放置于传送模组左端的上料口处，传送模组将会以设定的速度平稳的将待测样品移送到检测模组的第一检测工位，此时电机的编码器信号也将通过主程序告知相机图像采集的频率，确保待测样品的运行速度和相机的图像采集速度一致。第一检测工位的相机采集图像后将数据传送给工控主机中的图像采集卡，再由图像处理模组中的软件程序进行图像处理，得出待测样品内应力缺陷的位置、类别和等级等数据并显示于控制模组中电控柜的显示屏上。待测样品经第一检测工位后进入第二检测工位，与第一检测工位的检测步骤相同，也会获得图像数据交由图像处理模组进行处理并显示缺陷的情况。汇总第一检测工位和第二检测工位的缺陷数据来判断待测样品是否为合格品。最终根据判断的结果，在传送模组右端的下料口处将样品进行合格品和不合格品的分类。整个操作过程全由自动化完成，避免了人工操作误差，省时省力，工作效率高，测量结果统一，便于待测样品后续使用管理，能够满足批量检测需求，应用前景广阔。

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。