[发明专利]透明材料缺陷检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及透明材料检测领域，特别地，涉及一种透明材料缺陷检测系统及方法。

背景技术

在透明材料(如平板玻璃、无机玻璃、有机玻璃、亚克力等)生产过程中，质量控制是一个重要环节。目前，很多生产工艺没有自动化检测设备，靠人工检测控制质量。但人工检测缺陷的方法存在如下问题：如漏检，误检等，对玻璃产出质量控制标准不一致，主观因素多；不能实时得到所需质量数据，不便于质量数据的统计、查询；检出的效率低，自动化程度低，成本高。

现有技术中亦存在一些透明材料自动检测设备，虽然检测设备可检测到透明材料的缺陷，但无法在线识别出缺陷所在透明材料内的三维相对位置，无法适用于表面粗糙、凹凸不平等异形透明材料，使用者无法获得缺陷在透明材料的直观分布，无法对非平板透明材料进行检测。然而，缺陷在材料中的三维相对位置是指导分析缺陷成因、指导材料生产工艺的调整和材料成品分等分级的重要指标。为了对产品进行上述相关分析，往往需要离线取样缺陷，然而离线分析透明材料的缺陷的三维相对位置导致其实时性差、反应速度慢，且大大影响生产作业效率及产品成品率。

为了从源头上改善透明材料生产的质量问题，亟需设计一种新型的透明材料缺陷检测系统，以满足在线对透明材料的缺陷的三维相对位置的实时检测。更进一步地，亟需提供一种适用于表面粗糙、凹凸不平等异形透明材料的检测系统和方法。

发明内容

本发明提供了一种透明材料缺陷检测系统及方法，以解决现有的透明材料的缺陷检测系统采集的图像数据受限、无法满足高精度缺陷检测需求的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供一种透明材料缺陷检测系统，包括：

至少一个检测单元，其包括成像装置和组合光源，成像装置用于对透明材料进行成像扫描；组合光源，用于给透明材料进行缺陷检测时通过分时切换照明提供多种照明模式；

至少一个面镜成像组件，用于与至少一个检测单元配合，辅助至少一个成像装置对透明材料进行联合成像模式下的成像扫描；

传送装置，用于使得透明材料与检测单元间产生相对移动；

控制器，用于控制组合光源照明模式的分时切换及至少一个成像装置在相应照明模式下的图像采集；

处理器，与控制器及至少一个成像装置通信连接，用于生成控制指令给控制器并接收至少一个成像装置生成的图像数据。

进一步地，组合光源包括：反射亮光源、反射暗光源、透射亮光源、透射暗光源及远射暗光源中的一种或者多种。

进一步地，成像装置包括用于收集光信号并将光信号转换为电信号的成像组件，成像组件为CCD线阵成像组件或者CMOS线阵成像组件或者其他线阵成像组件；

面镜成像组件为低透光率镀膜反光镜。

进一步地，成像装置的数量为多个，多个成像装置设置于透明材料的上方和/或下方。

进一步地，面镜成像组件设有用于控制其角度的角度切换机构，角度切换机构用于在控制器控制下切换面镜成像组件工作以进入联合成像模块式或者面镜成像组件不工作以进入成像装置独立工作对应的独立成像模式。

进一步地，透明材料为平板透明材料或者表面粗糙、凹凸不平的异形透明材料。

进一步地，至少一个成像装置在控制器的控制下对透明材料在不同照明模式照明时进行连续扫描，得到关于透明材料的P个图像采集通道；

其中，P为图像采集通道数量，x为成像装置数量，k为面镜成像组件数量，N为照明模式数量。

进一步地，本发明处理器还包括：

缺陷判断模块，用于根据接收的多个图像采集通道对应的各图像数据，并判定出透明材料表面和/或内部的缺陷。

进一步地，本发明处理器还包括：

三维定位模块，用于获取缺陷对应的三维相对位置信息和透明材料对应的三维建模图形，构建出缺陷在透明材料中的三维分布图。

根据本发明的另一方面，还提供一种透明材料缺陷检测方法，包括：

控制组合光源照射透明材料，通过组合光源间的不同组合分时切换提供不同的照明模式；

传送装置使透明材料相对组合光源、至少一个成像装置和至少一个面镜成像组件相对移动；

控制至少一个成像装置在透明材料被照明时对其进行连续扫描，从而使得至少一个成像装置在独立成像模式和联合成像模式下与组合光源构成关于透明材料的P个图像采集通道；