1.马磊2.杨光智
南京中电熊猫平板显示科技有限公司
江苏省南京市
210000
摘要：液晶玻璃板生产企业向下游生产企业供应玻璃制品,必须经过严格的质量检验,检验的重点是玻璃表面缺陷和玻璃内部缺陷。本文部件介绍了液晶玻璃基板表面及内部的缺陷,还介绍了在不同相机配置和光源下时会产生不同位置缺陷的光学成像,并结合自动检测装置的这些检测缺陷的特点,来判断检测项目中存在的缺陷,为仪器的研制提供参考。
关键词：液晶玻璃基板；检测装置；光学成像；玻璃缺陷
前言
液晶玻璃基片质量检测中,最主要的检测项目是玻璃内部及表面的缺陷。例如内部结石、白金、气泡、表面的玻璃等附着、擦伤等检测内容,包括这些缺陷的部位,尺寸的大小,具体种类等,一般都采用自动检测设备,不同企业对光源、相机的选择不同。根据光干涉原理,通过对玻璃基片表面光强的变化进行对比,设计了系统。流水线上,干涉条纹会光在通过玻璃基底时产生,有缺陷在玻璃表面时,会明显的看到条纹变化,而原来检测系统的灵敏度会变的更高。本系统可实现生产线的自动检测和快速检测,并可根据检测结果的变化,对玻璃缺陷进行实时识别。但由于需要大量的光学检测设备,检测方法和原理复杂,以及生产线的安装和使用成本较高,玻璃基板生产商很少采用这种检测方法。本文主要从光源和相机配置两个方面,分析了光学成像中玻璃不同位置缺陷产生的原因,以了解如何获取有缺陷玻璃厚度方向上的位置,缺陷的大小及具体类型,,其图像各不相同,其次才是光学分析。
一、检查表面和内部缺陷
1.表面粒子检测
玻璃板材出厂前必须清洁,环境设备、操作条件、工艺条件、清洗液都会影响清洗效果。异物残留量较大的玻璃基板需重新清洗为检查清洗效果符不符合质量的要求,玻璃表面清洗后剩下的残留的异物需要被检测和确认(颗粒),以确保产品出厂。在玻璃基板上,剩余的异物可被人为地划分为三种大小:小颗粒(一般尺寸:1-3μm)、中颗粒(一般尺寸:3-5μm)、大颗粒(一般尺寸:5-10μm)。在粒径检测时,检测设备只需将剩余的杂质分成小、中、大三个粒径规格,并分别列出数量。需要根据微粒检测,机器视觉系统在玻璃基板正上方,以LED作为它的光源,光源是通过前向照明布局,以高分辨率面阵CCD相机呈现出效果,相机面向玻璃。从光源布置角度可以看出,只有玻璃衬底上的残留异物才会被漫射光照射到CCD相机上,如果没有残留异物,CCD相机就无法捕捉到反射光,从而提高了粒子探测的精度,也大大减少了数据处理量。由于单个CCD相机的玻璃基片尺寸大,视角小,不可能在同一时间获得整个玻璃基片的板状颗粒。成本问题是安装CCD相机的主要原因。每一片玻璃基片在不同位置取样的试验结果能够反映整个玻璃的粒度状况,通过粒度标定可以确定其粒度。粒子越大,反射光越强。用1微米、3微米、5微米、10微米微粒的光强值作为测量仪器,测定玻璃表面残留的杂质在基质上的大小。
2.检测内部缺陷
在成型过程中,玻璃基片会出现内部缺陷,主要是结石,白金和泡沫等。这种内部缺陷会出现在液晶玻璃基片上,数量和尺寸在生产中应准确控制。导致缺陷而导致周围玻璃发生形变往往是由于内件缺陷造成的,由于缺陷而引起的玻璃变形量需要检测系统来检测。玻璃体底板尺寸较大,摄像机并排放置于有底座的支架上,或摄像机采用两排交叉排列。LED光源,把光源做成模块化的形式,每个相机对应一个光源。这种光源使用两个通道,一个是红外线通道,另一个是可见形光通道。在扫描仪上,红外线通道和可见形光通道交替发光。本系统由不少个主机和从机构成,每一个从机都可以携带多张采集卡。每一台摄像机通过光纤和图像采集卡连接,这些主机和每一台从机都是通过千兆以太网相连,所有相机和光源都是用同样一个时钟编码器。该方法通过对图像的采集和处理,提取出缺陷的特征,并将所有缺陷的特征数据传输到主机上,对缺陷进行分类。
二、光源和相机布置、定位缺陷成像结果分析
1.使用平行光源时,相机位于玻璃的一面,光源也位于同一侧时，当某一行被相机扫描时,在运动过程中观察不同相对位置的时间点时，观察相机和光源,观察玻璃表面室有缺陷时(相机和光源)会形成较大的图像的间隔,有这些玻璃缺陷和阴影形成。并根据观察缺陷位置向玻璃下表面移动,这个由缺陷和阴影形成图像的间隔变的越来越小,当缺陷在玻璃下表面相互完全重叠的两个面,判断缺陷是内部缺陷或者表面缺是通过缺陷的成像和阴影的成像之间的距离,在缺陷检测位置时可以避免产生较大的误差,这种检测方式是玻璃平面图,在要求稳定的情况下,通过相机镜头的布置来降低玻璃平面图和传输稳定度要求。
2.通过漫射光源,光源和相机位于玻璃的同一侧,单个缺陷被检测时,相机被固定在玻璃上。有缺陷的照片在这层得到的缺陷图像最清晰,而其他层则模糊且被认为有缺陷。沿着玻璃厚的方向走。由于该方法精度高、效率低,所以经常需要与其它检测方法合作,即首先在检测过程中检测到一个玻璃有缺陷,然后再根据需要确定缺陷的具体位置和形状。就像显微镜一样,可以自动聚焦。
3.平行光源与漫射光源相结合,把光源和相机放置在玻璃的不同侧面,依次扫描。在对缺陷进行散射光源照射时,得到的周围图像与实际缺陷图像基本相同,可以说是一种人眼视觉图像。缺陷的实际形状和缺陷玻璃厚度的方向决定图像的位置有所不同,但是,如果所有玻璃的缺陷都位于光源同一边,图像向一个方向扩展的图像就会形成相机会获得的图像,而缺陷的位置类似于在相机一侧附近的图像。发现缺陷的位置与玻璃厚方向的位置无关,成像角是缺陷反射光的问题,成像部分可以比较亮。
三、结束语
你可以看到,不同的光源(平行光源、漫射光源)和相机布局有不同的缺点,但在一个或多个光源和相机布局的组合中,玻璃的具体位置误差可以根据玻璃厚度的方向由图像和阴影来决定,研发部门应充分考虑光源和相机的选择和配置,根据各自设备的空间和环境,检测所需的精度,以及设备的总成本;大胆;勇敢。为了找到一种更廉价、更有效的检测方法,我们超越了自己的能力,在不同的地点和不同的误差类型下测试不同光源(红外线、紫外线)的成像结果。
参考文献
[1]刘正勇,刘晏,王广炎,等.完全非接触式液晶玻璃基板缺陷检测技术研究[J].机器人技术与应用,2018,000(003):30-33.
[2]邹垂国,陆小军.液晶玻璃基板缺陷在线检测系统设计[J].通信与广播电视,2016,000(001):P.52-58.
[3]何永珍,王斌.基于机器视觉的液晶基板表面缺陷检测系统[J].现代计算机,2011(11):63-65.