光學玻璃預制件的條紋檢測裝置及其檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種光學玻璃預制件的檢測裝置，特別是設及一種光學玻璃預制件的 條紋檢測裝置及其檢測方法。
【背景技術】
[0002] 傳統的光學玻璃條紋檢測方法是先把待檢測的玻璃加工成條紋樣品，一般是具有 2個平行面的長方體，將2個檢測通光面研磨并拋光，再用投影方法檢測，其采用的投影裝 置由光源、樣品架、屏幕該=部分組成。由于玻璃條紋部分的折射率不同于基體材料的折射 率，通過樣品的光線就會被條紋輕微地折射。因此，條紋在玻璃中的位置，就會作為一個稍 暗的區域，在投影屏上變得肉眼可見。該檢測方法要求玻璃樣品必須具有2個平行平面，樣 品長度通常為50mm左右，從玻璃條料上切割下來。由于需要冷加工，樣品必須經過退火，因 此該方法具有一定的滯后性，一般來說需要十幾個小時。
[0003] 而光學玻璃非球面壓型預制件通常是楠球形，重量為300-2000mg，直徑為 〇5-15臟，厚度為4-9臟，上下表面都是曲面。因此楠球形的非球面壓型預制件不能用傳統 的條紋檢測方法進行檢測。
[0004] 非球面預制件的生產方式是從烙融狀態的玻璃液直接成型為楠球形狀，單件產品 生產時間從幾秒到十幾秒。由于對表面質量的要求較高，產品生產出來后必須馬上檢驗并 包裝好，W免損傷表面。因此條紋檢驗必須具備檢測的即時性和高效率，才能完成每天大量 產品的檢測，而且一旦發現玻璃有缺陷就能夠及時對生產線工藝進行調整。

【發明內容】

[0005] 本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠快速檢測楠球形非球面壓型預制件 條紋的裝置及其方法。
[0006] 本發明解決技術問題所采用的技術方案是：光學玻璃預制件的條紋檢測裝置，按 光路依次包括：激光光源、擴束系統和CCD圖像處理系統，所述CCD圖像處理系統包括鏡頭 和計算機。
[0007] 在所述擴束系統和CCD圖像處理系統之間設置有接收屏。
[000引在所述擴束系統和接收屏之間設置有轉向反光鏡。
[0009] 所述激光光源采用波長為532nm的激光，功率為lOmw，出光孔徑為2mm。
[0010] 所述擴束系統采用四級變倍設計，擴束倍數2-8倍連續可變。
[0011] 擺放有楠球形非球面玻璃預制件的包裝盤在XY移位自動滑臺機構的滑臺上移 動。
[001引所述XY移位自動滑臺機構的X軸與Y軸均使用步進電機驅動同步輪W及直線導 軌傳動。
[0013] 還包括PLC脈沖式精密控制模塊，通過PLC程序控制使包裝盤回歸零位，并進行零 位存儲。
[0014] 還包括光源高度調節機構，所述光源高度調節機構對激光光源和預制件之間的距 離進行微調，W適應不同尺寸規格預制件的檢驗。
[0015] 所述光源高度調節機構由錐齒輪傳遞力矩，將旋轉手輪的旋轉運動轉換為上下運 動。
[0016] 還包括人機操作控制系統，所述人機操作控制系統用于控制XY移位自動滑臺機 構和光源高度調節機構。
[0017] 所述人機操作控制系統由觸摸屏、顯示器、化C、控制按鈕、驅動器組成，可W設定 系統參數及監視系統運行狀態。
[001引光學玻璃預制件的條紋檢測方法，該方法包括W下步驟；1)將裝滿楠球形玻璃預 制件的包裝盤放到XY移位自動滑臺上，調整其水平位置，使某一個位置的楠球形玻璃預制 件的中屯、對準光源；2)調整激光光源與楠球形玻璃預制件之間的距離，直到在顯示器上達 到滿意的成像效果；3)通過PLC控制模塊使包裝盤自動回到零位，脈沖驅動步進電機控制 XY移位自動滑臺按照一定的速度做橫向和縱向運動；4)當每個楠球形玻璃預制件到達光 源正上方時，鏡頭采集到玻璃條紋的圖片，操作人員在顯示器上可W即時觀察到該些圖片； 5)包裝盤上的楠球形玻璃預制件逐個被激光光源照射，快速、及時地檢測大量楠球形玻璃 預制件的條紋情況。
[0019] 本發明的有益效果是：本發明裝置通過條紋干設原理實現對楠球形非球面預制件 內部條紋進行即時檢測，并且可W達到較高的檢測精度；本發明裝置結構緊湊，占用空間 小，自動化程度高，分辨率效果好，達到了即時快速檢測楠球形非球面預制件條紋的目的； 本發明方法不需要對玻璃進行退火和冷加工，能夠即時檢測產品并得到結果，可W對現場 生產工藝和參數進行及時調整，在室內有限的空間內就可W實施，操作方便，檢驗效率高。
【附圖說明】
[0020] 圖1是楠球形非球面預制件生產出來后擺放在包裝盤上的示意圖。
[0021] 圖2是本發明裝置的光路圖。
[0022] 圖3是本發明裝置的結構示意圖。
[0023] 圖4是本發明裝置的工作示意圖。
[0024] 圖5是采用本發明的裝置檢測到的楠球形非球面預制件內部條紋的示意圖。
[0025] 圖6是另一幅采用本發明的裝置檢測到的楠球形非球面預制件內部條紋的示意 圖。
【具體實施方式】
[0026] 由于激光具有光束發散角小、相干性好等優點，W激光作為光源，使光束經過楠球 形的非球面預制件后形成干設圖像，如果預制件內部存在條紋，就會在焦點處形成條紋干 設像。
[0027] 考慮到人眼的敏感波段，本發明最好采用波長為532nm的激光，功率為lOmw，出光 孔徑為2mm。
[002引由于激光出光孔徑為2mm，楠球形非球面預制件直徑一般為05-15mm。如果直接 使用激光照射，光束無法完全覆蓋整個預制件，預制件邊緣條紋情況難W觀察。但如果增大 激光的通光孔徑，由于激光光束幾乎不發散，就必須在激光光源和預制件之間增加很長的 距離，該就不滿足實際工作的需要，因為實際工作中玻璃條紋檢測需要在室內一個相對狹 小的空間進行，激光光源和預制件之間的距離是有限的，一般要求不超過1米，因此不能通 過延長距離的方法來增大激光的通光孔徑。
[0029]因此，要想在一個有限的距離內增大激光的通光孔徑，使其完全覆蓋整個預制件， 本發明采用擴束系統對激光光路進行控制和調試，并對光源進行發散角控制，W保證光束 達到最佳效果。
[0030]本發明的擴束系統采用轉向棱鏡組，主要有兩個用途；其一是擴展光束的直徑； 其二是增大光束的發散角。本發明的擴束系統采用四級變倍設計，擴束倍數2-8倍連續可 變，適用于波長為532nm的激光器。
[0031]根據凸透鏡焦距公式：
[0032]計算得出楠球形預制件的焦距約為20mm，其中n為折射率，ri為正，r2為負。由于 楠球形預制件為楠球形狀，相當于一個凸透鏡元件，根據上述公式就可W算出光源與預制 件樣品之間的距離（實際為擴束系統和預制件的距離），也就是焦距f'。
[0033]本發明通過擴速系統增大了激光的通光孔徑后，激光完全覆蓋了楠球形預制件， 在成像屏幕上可W完全觀察到激光通過整個玻璃而形成的條紋干設圖像。
[0034]在實際的生產環境中，楠球形非球面玻璃預制件生產出來