[發明專利]一種使用折射柵格光源檢驗玻璃瓶表面缺陷及內部缺陷的自動光學檢驗設備

無效

• 申請號: 200910015417.4
• 申請日: 2009-05-18
• 公開（公告）號: CN101592621A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: 潘秋雄
• 申請（專利權）人: 濟南佳美視覺技術有限公司
• 主分類號: G01N21/958
• 分類號: G01N21/958;G01N21/90
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)技術領域

本發明涉及用于一種玻璃瓶生產的工業自動化及工業流水線中，使用折射柵格光源檢驗玻璃瓶表面缺 陷及內部缺陷的自動光學檢驗設備。

(二)技術背景

機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷。機器視覺光源是指通過機器視覺產品將被攝取目標 轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理光源，根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉變成數字信號。然 后，圖像系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據檢測結果來控制現場的設備動作。

機器視覺系統的特點是提高生產的柔性和自動化程度。在一些不適合于人工作業的危險工作環境或 人工視覺難以滿足要求的場合，常用機器視覺來替代人工視覺；同時由于在大批量工業生產過程中，用人 工視覺檢查產品質量效率低且精度不高，用機器視覺檢測方法可以大大提高生產效率和生產的自動化程 度。正是由于機器視覺系統可以快速獲取大量信息，而且易于自動處理，也易于同設計信息以及加工控制 信息集成，因此，在現代自動化生產過程中，人們將機器視覺系統廣泛地用于工況監視、成品檢驗和質量 控制等領域。

在機器視覺檢測系統應用過程中，要找到能夠明顯區別缺陷的合適光源絕非易事。一種方案是使用 背景燈，從玻璃瓶背面打光，通過玻璃瓶前面的相機拍照。然而這種方法僅能夠檢測結石、夾砂等不透明 的缺陷，瓶身表面的劃痕、搓板紋等缺陷卻會因透光而無法檢測到。另一種方案是將玻璃瓶放置在黑色背 景前，從一側打光，相機在另一側拍照，這樣瓶身上缺陷的反光點會與周圍形成明顯的反差，造成誤判。 然而由于缺陷可能出現在瓶身的任何位置，因此僅用一個相機不可能完整檢測整個瓶身。玻璃瓶上的表面 缺陷或內部缺陷，一旦出現就會對產品質量產生嚴重的不良后果。

(三)發明內容

本發明的目的是提出一種全面、精確檢測玻璃瓶表面缺陷及內部缺陷的專用光源。不僅可檢測玻璃 瓶的加工熔煉過程中產生的結石、夾砂、氣泡、裂紋等缺陷；還可檢測冷卻或制瓶環節中造成的搓板紋、 麻點、析晶、劃痕等表面缺陷，以及歪脖、悶頭印偏、瓶口毛刺等結構缺陷。在專用的光源系統下，借助 模式識別軟件和圖像處理算法后期處理，這些缺陷都能被很好地檢測出來，無需使用其他光源，既方便使 用又節省成本。

本發明一種使用折射柵格光源檢驗玻璃瓶表面缺陷及內部缺陷的自動光學檢驗設備包括：平板高頻 背光源(1)、柵格條紋(2)、相機(4)以及視覺處理器(5)。平板高頻背光源所發出的光被柵格條紋分 割后，射到玻璃瓶上；相機(4)的安裝位置共線，并且距水平線的豎直距離依次遞增，以保證每個相機 拍到的是同樣的斑馬模式條紋，但顏色卻相反；也就是說，玻璃瓶的每個位置都將被至少兩個相機同時檢 驗，實現了360°全方位檢驗玻璃瓶缺陷。全部檢驗過程依靠裝有奔騰處理器的高速視覺處理器(5)，保 證檢測結果準確可靠。柵格條紋在玻璃瓶身上的浮凸文字處留出一定空間讓背景光通過，露出浮凸文字， 照亮文字邊緣，如果此區域有裂紋等缺陷會在相機圖像上產生清晰的切割邊緣，明顯區別于浮凸文字的邊 緣，最大程度上避免發生誤檢。柵格條紋(2)的寬度還可以依據具體的尺寸和形狀進行調整，針對不同 的玻璃瓶有不同的柵格條紋寬度。

本發明一種使用折射柵格光源檢驗玻璃瓶表面缺陷及內部缺陷的自動光學檢驗設備，與現有的檢測設 備比，具有如下優點：1、平板高頻背光源與柵格條紋相配合，增加受檢玻璃瓶與背景光之間的對比度， 有利于圖像處理的準確性；2、相機的安裝位置共線，并且距水平線的豎直距離依次遞增，以保證每個相 機拍到的是不同位置的光束透過玻璃瓶的圖像，保證檢測結果準確可靠；3、柵格條紋的寬度可以依據具 體的尺寸和形狀進行調整，針對不同的玻璃瓶有不同的柵格條紋寬度，方便使用；4、柵格條紋在玻璃瓶 身上的浮凸文字處留出一定空間讓背景光通過，露出浮凸文字，照亮文字邊緣，如果此區域有裂紋等缺陷 會在相機圖像上產生清晰的切割邊緣，明顯區別于浮凸文字的邊緣，最大程度上避免發生誤檢；5、僅用 一套光源一次檢測完成多項檢測任務，大大提高了生產效率和生產的自動化程度；6、此設備應用廣泛， 適用于檢驗不同類型的玻璃瓶，比如有頸瓶、無頸瓶、長頸瓶、短頸瓶、粗頸瓶和細頸瓶等；7、加工工 藝簡單，成本核算低，易于推廣使用。

(四)附圖說明

圖1為本發明一種使用折射柵格光源檢驗玻璃瓶表面缺陷及內部缺陷的自動光學檢驗設備的側視圖；

圖中：1、平板高頻背光源；2、柵格條紋；3、玻璃瓶；4、相機；5、視覺處理器；