科创中国

本发明涉及一种在线式玻璃管缺陷的检测系统，包括至少两组检测装置和检测控制主机，每组检测装置包括一路平行背光源、线阵相机和检测电子单元，线阵相机面向平行背光源，并与玻璃管的运动方向垂直；线阵相机输出的信号被送入检测电子单元；检测电子单元用于根据预设的阈值电平对由线阵相机的测量范围确定的目标区域内的信号进行二值化处理，得到脉冲信号，根据脉冲信号判断通过检测区域的玻璃管是否存在缺陷，将判断结果送入检测控制主机；各组检测装置在生产线上的安装角度不同。本发明同时提供一种上述检测系统采用的检测方法。本发明具有成本低廉、能够快速、准确地进行玻璃管缺陷在线检测的优点。

现有技术中有采用红外光源照明玻璃管，通过接收器所感应的光量变化感知缺陷所在，亦有通过间接方式获取缺陷在接收端造成的变化从而识别缺陷所在。由于玻璃的熔制工艺和成型操作等多方面因素的介入，造成一些玻璃管内部的光学特性并非理想均匀透明的，这些因素增加了现有技术处理这些特殊情况的难度，容易做成漏检误检。目前绝大部分玻璃拉管生产线依然处于依赖人工对切割下来的玻璃管目测缺陷的落后生产方式，不仅劳动强度大，而且很容易引起视觉和身体的疲劳导致漏检误判的发生，不能满足自动化流水生产线的需求。因此设计一种简洁、快速、能够适应在线玻璃拉管生产线实际需求的玻璃管缺陷在线检测装置对于提高相关产品的质量、降低工人劳动强度、提高行业的整体技术水平，促进相关产业由劳动密集型向技术密集型的转变具有重要的意义。

与现有技术相比，本发明在线式玻璃管缺陷的检测方法及装置利用结石、条纹等缺陷部位及其周围玻璃组织在形态上类似于凸透镜或柱面透镜，基于透镜聚焦效应，缺陷部位经平行光照射后在一定距离上形成聚焦亮点或亮的区域的特点，可直接、实时、在线、准确的识别出玻璃管上的缺陷，并可在缺陷玻璃管到达分选区域时输出报警和剔除信号，为工业化生产缺陷检测提供了一种新的可靠的方法和装置，满足玻璃拉管生产企业的实际需求。

河北省科学院成立于1978年，是河北省政府直属的综合性自然科学研究与技术开发机构，全院占地13.8万m2，建筑面积8.3万m2，总资产1.76亿元，固定资产1.29亿元。院机关设有8个处室，下辖地理科学研究所、应用数学研究所、生物研究所、能源研究所、自动化研究所、激光研究所、微生物研究所和机电一体化中试基地（机电研究所）等8个研究开发单位。全院共有职工700余人，专业技术人员530余人，高级职称人员170余人，博士31人，硕士98人，博士生导师14人，硕士生导师18人，享受国务院特殊津贴专家2人，享受河北省政府特殊津贴专家10人，河北省“百人计划”（省政府特聘专家）2人，入选河北省“三三三人才工程”第二层次人选15人、第三层次人选41人。 近年来，省科学院先后承担了“863”、“973”等国家、省部级重点项目和基金课题430余项，取得各类科研成果 1480余项，获省部级以上奖励697项，授权发明专利100项、软件著作权85项。

结石、条纹等是玻璃拉管生产过程中常见的玻璃缺陷。结石的形成有不同的原因，通常将结石的来源归结来自配合料没有充分熔化、玻璃液对耐火材料的侵蚀、析晶及挥发物的留存等几个方面。结石、条纹等的存在具有极大的危害性，是玻璃体内最危险的缺陷。这些缺陷严重的破坏了玻璃制品的均匀性、透光性、电学性能和抗热震性能。结石部位的膨胀系数与周围玻璃的膨胀系数不同，其产生的局部应力大大降低了产品的机械强度和热稳定性，还可能在二次加工为成品时退火没能消除结构应力而引起产品自裂或在使用过程中破裂，从而影响产品质量，严重时可能会使人员受到伤害。因此，通常玻璃制品中不允许有结石等缺陷的存在。玻璃管的质量在很大程度上影响着相关行业的产品质量，随着市场需求的不断提高，高端产品对玻璃管的质量要求越来越高。伴随着生产技术的不断发展提高，尤其是现代机械化、规模化的生产实现了玻璃管的生产过程中牵引、切割、梳理、收集及堆垛的全自动化，因此在生产线的前端必须引入高精度的缺陷检测分选装置来适应后续机械化、全自动化的生产加工需求，从而确保无缺陷产品投入市场。

专利申请CN 103472072给出一种采用透明标定板和背光源结合的方式来对玻璃管缺陷进行检测的方法，有效的避免了玻璃管对于直射光线的折射和反射影响，使得玻璃管的成像清晰，通过透明标定板上的非透明的直线段，可将玻璃管上的缺陷导致的光学变形在图像中明确显示出来，最终的体现就是透明标定板上的非透明直线段发生中断、不完整、扭曲或变形。通过透明标定板上的非透明直线段将玻璃管上的缺陷导致的光学变形在图像中明确显示出来，当检测到玻璃管缺陷时，体现为透明标定板上的非透明直线段发生中断、不完整、扭曲或变形，通过透明标定板上的非透明直线段发生中断、不完整、扭曲或变形从而判断玻璃管存在缺陷。此种技术方案，所采用的光源为非直射光，玻璃管上的缺陷在图像中体现的是透明标定板上的非透明直线段的中断、不完整、扭曲或变形。采用线阵相机时，需要对图像进行数据采集及相应的算法处理。在线拉管速度可达3?5米/秒，要识别出高速运动下的的结石、条纹或疖瘤之类的玻璃管缺陷，可能需要选用一路或多路高速面阵相机，相应的检测硬件装置及软件处理亦较为复杂。