光學(xué)玻璃預(yù)制件的條紋檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種光學(xué)玻璃預(yù)制件的檢測(cè)裝置，特別是設(shè)及一種光學(xué)玻璃預(yù)制件的 條紋檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的光學(xué)玻璃條紋檢測(cè)方法是先把待檢測(cè)的玻璃加工成條紋樣品，一般是具有 2個(gè)平行面的長(zhǎng)方體，將2個(gè)檢測(cè)通光面研磨并拋光，再用投影方法檢測(cè)，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(huì)被條紋輕微地折射。因此，條紋在玻璃中的位置，就會(huì)作為一個(gè)稍 暗的區(qū)域，在投影屏上變得肉眼可見。該檢測(cè)方法要求玻璃樣品必須具有2個(gè)平行平面，樣 品長(zhǎng)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(jīng)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(gè)小時(shí)。
[0003] 而光學(xué)玻璃非球面壓型預(yù)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(yù)制件不能用傳統(tǒng) 的條紋檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)。
[0004] 非球面預(yù)制件的生產(chǎn)方式是從烙融狀態(tài)的玻璃液直接成型為楠球形狀，單件產(chǎn)品 生產(chǎn)時(shí)間從幾秒到十幾秒。由于對(duì)表面質(zhì)量的要求較高，產(chǎn)品生產(chǎn)出來后必須馬上檢驗(yàn)并 包裝好，W免損傷表面。因此條紋檢驗(yàn)必須具備檢測(cè)的即時(shí)性和高效率，才能完成每天大量 產(chǎn)品的檢測(cè)，而且一旦發(fā)現(xiàn)玻璃有缺陷就能夠及時(shí)對(duì)生產(chǎn)線工藝進(jìn)行調(diào)整。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠快速檢測(cè)楠球形非球面壓型預(yù)制件 條紋的裝置及其方法。
[0006] 本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：光學(xué)玻璃預(yù)制件的條紋檢測(cè)裝置，按 光路依次包括：激光光源、擴(kuò)束系統(tǒng)和CCD圖像處理系統(tǒng)，所述CCD圖像處理系統(tǒng)包括鏡頭 和計(jì)算機(jī)。
[0007] 在所述擴(kuò)束系統(tǒng)和CCD圖像處理系統(tǒng)之間設(shè)置有接收屏。
[000引在所述擴(kuò)束系統(tǒng)和接收屏之間設(shè)置有轉(zhuǎn)向反光鏡。
[0009] 所述激光光源采用波長(zhǎng)為532nm的激光，功率為lOmw，出光孔徑為2mm。
[0010] 所述擴(kuò)束系統(tǒng)采用四級(jí)變倍設(shè)計(jì)，擴(kuò)束倍數(shù)2-8倍連續(xù)可變。
[0011] 擺放有楠球形非球面玻璃預(yù)制件的包裝盤在XY移位自動(dòng)滑臺(tái)機(jī)構(gòu)的滑臺(tái)上移 動(dòng)。
[001引所述XY移位自動(dòng)滑臺(tái)機(jī)構(gòu)的X軸與Y軸均使用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)同步輪W及直線導(dǎo) 軌傳動(dòng)。
[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(jìn)行零 位存儲(chǔ)。
[0014] 還包括光源高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述光源高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)對(duì)激光光源和預(yù)制件之間的距 離進(jìn)行微調(diào)，W適應(yīng)不同尺寸規(guī)格預(yù)制件的檢驗(yàn)。
[0015] 所述光源高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由錐齒輪傳遞力矩，將旋轉(zhuǎn)手輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為上下運(yùn) 動(dòng)。
[0016] 還包括人機(jī)操作控制系統(tǒng)，所述人機(jī)操作控制系統(tǒng)用于控制XY移位自動(dòng)滑臺(tái)機(jī) 構(gòu)和光源高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
[0017] 所述人機(jī)操作控制系統(tǒng)由觸摸屏、顯示器、化C、控制按鈕、驅(qū)動(dòng)器組成，可W設(shè)定 系統(tǒng)參數(shù)及監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。
[001引光學(xué)玻璃預(yù)制件的條紋檢測(cè)方法，該方法包括W下步驟；1)將裝滿楠球形玻璃預(yù) 制件的包裝盤放到XY移位自動(dòng)滑臺(tái)上，調(diào)整其水平位置，使某一個(gè)位置的楠球形玻璃預(yù)制 件的中屯、對(duì)準(zhǔn)光源；2)調(diào)整激光光源與楠球形玻璃預(yù)制件之間的距離，直到在顯示器上達(dá) 到滿意的成像效果；3)通過PLC控制模塊使包裝盤自動(dòng)回到零位，脈沖驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)控制 XY移位自動(dòng)滑臺(tái)按照一定的速度做橫向和縱向運(yùn)動(dòng)；4)當(dāng)每個(gè)楠球形玻璃預(yù)制件到達(dá)光 源正上方時(shí)，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(shí)觀察到該些圖片； 5)包裝盤上的楠球形玻璃預(yù)制件逐個(gè)被激光光源照射，快速、及時(shí)地檢測(cè)大量楠球形玻璃 預(yù)制件的條紋情況。
[0019] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明裝置通過條紋干設(shè)原理實(shí)現(xiàn)對(duì)楠球形非球面預(yù)制件 內(nèi)部條紋進(jìn)行即時(shí)檢測(cè)，并且可W達(dá)到較高的檢測(cè)精度；本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間 小，自動(dòng)化程度高，分辨率效果好，達(dá)到了即時(shí)快速檢測(cè)楠球形非球面預(yù)制件條紋的目的； 本發(fā)明方法不需要對(duì)玻璃進(jìn)行退火和冷加工，能夠即時(shí)檢測(cè)產(chǎn)品并得到結(jié)果，可W對(duì)現(xiàn)場(chǎng) 生產(chǎn)工藝和參數(shù)進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，在室內(nèi)有限的空間內(nèi)就可W實(shí)施，操作方便，檢驗(yàn)效率高。
【附圖說明】
[0020] 圖1是楠球形非球面預(yù)制件生產(chǎn)出來后擺放在包裝盤上的示意圖。
[0021] 圖2是本發(fā)明裝置的光路圖。
[0022] 圖3是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖4是本發(fā)明裝置的工作示意圖。
[0024] 圖5是采用本發(fā)明的裝置檢測(cè)到的楠球形非球面預(yù)制件內(nèi)部條紋的示意圖。
[0025] 圖6是另一幅采用本發(fā)明的裝置檢測(cè)到的楠球形非球面預(yù)制件內(nèi)部條紋的示意 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 由于激光具有光束發(fā)散角小、相干性好等優(yōu)點(diǎn)，W激光作為光源，使光束經(jīng)過楠球 形的非球面預(yù)制件后形成干設(shè)圖像，如果預(yù)制件內(nèi)部存在條紋，就會(huì)在焦點(diǎn)處形成條紋干 設(shè)像。
[0027] 考慮到人眼的敏感波段，本發(fā)明最好采用波長(zhǎng)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(yù)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(gè)預(yù)制件，預(yù)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(fā)散，就必須在激光光源和預(yù)制件之間增加很長(zhǎng)的 距離，該就不滿足實(shí)際工作的需要，因?yàn)閷?shí)際工作中玻璃條紋檢測(cè)需要在室內(nèi)一個(gè)相對(duì)狹 小的空間進(jìn)行，激光光源和預(yù)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(zhǎng)距離的方法來增大激光的通光孔徑。
[0029]因此，要想在一個(gè)有限的距離內(nèi)增大激光的通光孔徑，使其完全覆蓋整個(gè)預(yù)制件， 本發(fā)明采用擴(kuò)束系統(tǒng)對(duì)激光光路進(jìn)行控制和調(diào)試，并對(duì)光源進(jìn)行發(fā)散角控制，W保證光束 達(dá)到最佳效果。
[0030]本發(fā)明的擴(kuò)束系統(tǒng)采用轉(zhuǎn)向棱鏡組，主要有兩個(gè)用途；其一是擴(kuò)展光束的直徑； 其二是增大光束的發(fā)散角。本發(fā)明的擴(kuò)束系統(tǒng)采用四級(jí)變倍設(shè)計(jì)，擴(kuò)束倍數(shù)2-8倍連續(xù)可 變，適用于波長(zhǎng)為532nm的激光器。
[0031]根據(jù)凸透鏡焦距公式：
[0032]計(jì)算得出楠球形預(yù)制件的焦距約為20mm，其中n為折射率，ri為正，r2為負(fù)。由于 楠球形預(yù)制件為楠球形狀，相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡元件，根據(jù)上述公式就可W算出光源與預(yù)制 件樣品之間的距離（實(shí)際為擴(kuò)束系統(tǒng)和預(yù)制件的距離），也就是焦距f'。
[0033]本發(fā)明通過擴(kuò)速系統(tǒng)增大了激光的通光孔徑后，激光完全覆蓋了楠球形預(yù)制件， 在成像屏幕上可W完全觀察到激光通過整個(gè)玻璃而形成的條紋干設(shè)圖像。
[0034]在實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境中，楠球形非球面玻璃預(yù)制件生產(chǎn)出來