玻璃缺陷在线检测系统设计玻璃缺陷在线检测系统设计.docx

中国矿业大学科研创新论文玻璃缺陷在线检测系统设计姓名：连清学号业：测控技术与仪器导师：刘万里摘要传统的玻璃质量检测主要采用人工检测的方法。人工检测不仅工作量大 ，而且易受检测人员主观 因素的影响，容易对玻璃表面缺陷造成漏检 ，尤其是变形较小 、畸变不大的夹杂缺陷漏检 ，极大降低了玻璃 的表面质量 ，从而不能够保证检测的效率与精度u。目前 ，玻璃缺陷检测系统主要是利用激光检测和摩尔干涉原理的方法。激光检测易受到外界干扰 ，影响检测精度。摩尔干涉原理由于光栅内的莫尔条纹 比较细 ，为保证莫尔条纹有很强的对 比度 便于计算机进行分析处理 ，就必须要求光栅有很高的明暗对 比度，通过复杂计算机图形处理技术对干涉图形进行处理 ，占用大量的检测时间，检测周期非常缓慢而在实际检验中并无实用效果 。近年来，迅速发展的以图像处理技术为基础的机器视觉技术恰恰可以解决这一问题。机器视觉主要是采用计算机来模拟人的视觉功能，从客观事物的图像中提取信息 ，进行处理并加以理解 ，最终用于实际检测 、测量和控制 。本文介绍的玻璃表面缺陷检测系统采用机器视觉技术 ，完成对玻璃缺陷的提取 、识别 ，为玻璃分级打标提供信息 ，满足玻璃表面缺陷检测的要求。关键字：玻璃表面检测；图像处理；系统设计目录1、玻璃缺陷在线检测系统设计课题的提出………………………41.1课题研究的背景…………………………………………………41.2课题研究的意义及目的…………………………………………52、国内外玻璃缺陷在线检测系统的研究现状……………………53、测量系统的简要介绍……………………………………………73.1检测系统的基本结构……………………………………………73.2检测系统原理……………………………………………………83.3玻璃表面缺陷图像的处理（简介）……………………………94、系统设计中重要的检测参数和部分要求………………………95、课题研究的步骤及各阶段完成目标……………………………10相关文献……………………………………………………………111、玻璃缺陷在线检测系统设计课题的提出1.1课题研究的背景玻璃在生产过程中，会产生各种各样的缺陷，比如:气泡、条纹和结石。这些缺陷都会影响玻璃的外观质量，降低玻璃的透光性、机械强度和热稳定性，造成大量的废品和次品。为提高浮法玻璃的质量和玻璃质量等级划分，必需对浮法玻璃带进行缺陷在线检测或者人工检测。当前的玻璃缺陷在线检测系统主要采用激光检测、莫尔条纹干涉和基于机器视觉的检测方式，虽然这些的设备具有较高的测量精度，但系统处理的数据量很大，设备的生产成本较高。还有些传统的玻璃缺陷检测中，通过激光扫描或多组静态传感器来实现浮法玻璃缺陷的自动检测。检测系统采用缺陷分析光束图和标准缺陷光束图表对比而鉴别出玻璃缺陷。由于检测传感器的输出信号具有普通特性和特殊特性相掺和的现象，因此，仅能对少部分缺陷进行分类，只能够对熔融态玻璃产生的缺陷和锡槽产生的缺陷进行检测与定位，并且，不能对缺陷的性质、形状及尺寸提供精确数据，从而不能较好地控制玻璃质量，灵敏度也受到限制；同时，受聚光灯的分辨率的影响，检测的宽度也很狭窄，直接影响检测速度。如果依靠工人通过眼睛来识别玻璃中的缺陷，易产生漏检、误检。然而传统的玻璃质量在线检测主要采用人工检测的方法。对于人工检测，除了其速度慢，需要占用大量的资源外，更有下列几个致命的缺陷: 1)容易出现漏检的情况。由于长时间的重复劳动，人眼极易出现疲劳的情况，此时，甚至会将一些严重的废品放过去，给玻璃厂家及使用单位带来严重损失，造成极坏的社会影响；2)无法保证统一的质量标准，人工检查时，对于很小缺陷的情况，合格与否是检查者根据感觉主观判断的，不同的人甚至同一人在不同的状态下的判断标准很难做到统一。因此把机器视觉技术应用于玻璃生产线来检测玻璃质量，对减少人为误差、提高企业的经济效益、降低玻璃生产成本以及节约能源等具有极其长远的意义。1.2课题研究的意义及目的目前，玻璃缺陷的检测分析有着十分重要的意义。生产商可以根据检测设备提供的数据分析该缺陷产生的原因和机理，再根据获得的数据，设定相应的工艺条件和参数，同时先进的检测设备也能够保障高质量的玻璃产品，提高在市场中的竞争能力 。在传统的玻璃缺陷检测中，通过激光扫描或多组静态传感器来实现浮法玻璃缺陷的自动检测。检测系统采用缺陷分析光束图和标准缺陷光束图表对比而鉴别出玻璃缺陷。由于检测传感器的输出信号具有普通特性和特殊特性相掺和的现象，因此仅能对少部分缺陷进行分类，只能够对熔融态玻璃产生的缺陷以及锡槽产生的缺陷进行检测和定位，但不能对缺陷的性质、形状及尺寸提供精确数据，从而不能较好地控制玻璃质量，灵敏度也受到限制；同时受聚光灯的分辨率的影响，检测的宽度也很狭窄,直接影响检测速