光譜共焦傳感器在3D玻璃檢測中的應(yīng)用

導(dǎo)讀：隨著技術(shù)的不斷成熟，3D玻璃應(yīng)用場景不斷拓展，市場需求量逐漸攀升，推動著中國3D玻璃市場規(guī)模的持續(xù)增長。數(shù)據(jù)顯示，2016年-2019年中國3D玻璃市場規(guī)模年均復(fù)合增長率達89.3%。中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測，2022年中國3D玻璃市場規(guī)模將達291億元，產(chǎn)量可達599萬平方米。

玻璃是非晶無機非金屬材料，主要成分為二氧化硅和其他氧化物，至今已有四千多年的歷史，主要作為建筑裝飾和工業(yè)材料。

隨著現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展，各種新興技術(shù)玻璃紛紛問世，包括3D玻璃、智能玻璃、生物玻璃、光伏玻璃等等，并被廣泛用于醫(yī)療、化學、電子、儀表、航空和核工程等領(lǐng)域。

精密玻璃制造涉及行業(yè)廣泛，市場需求迅速擴張下，除了批量生產(chǎn)的供應(yīng)需求上漲，對產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量也提出了更高的要求，尤其是在消費電子領(lǐng)域。

當下，智能手機消費市場火爆，玻璃蓋板行業(yè)進入2.5D/3D玻璃時代。

3D玻璃生產(chǎn)工藝復(fù)雜，包括CNC開料、磨砂、拋光、清洗、熱彎、質(zhì)量檢測和貼膜包裝等環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都需要做到嚴密監(jiān)控，其中表面質(zhì)量檢測直接關(guān)系到產(chǎn)線產(chǎn)品良率的提升，是企業(yè)減輕成本損失的重要方式。

3D玻璃表面質(zhì)量檢測痛點

玻璃的表面質(zhì)量檢測項目包含異物、劃痕、凹坑等在內(nèi)的30余種可能存在的缺陷，以及外觀尺寸、角度測量等。

傳統(tǒng)檢測方式采用專業(yè)技術(shù)人員目檢或者借助光電檢測設(shè)備操作，無法保證檢測效率和穩(wěn)定性，制約了生產(chǎn)產(chǎn)能。

人工目檢相對于機器視覺具有很大的局限性，因為機器視覺具備高精度、速度快和長時間運行等特點。

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，機器視覺在缺陷檢出率大幅提升的同時，檢測速度相比人工也能至少提高十倍！

3D玻璃不完全是固體，直接接觸容易產(chǎn)生缺陷，因此，采用非接觸式測量法可以避免磨損或異物的帶入問題。

視覺檢測中，通常利用相機拍攝分析和激光掃描成像的方式，2D檢測的設(shè)備較多。

但是，玻璃本身具有鏡面反光的特點，相機和激光檢測都會存在反射光的干擾問題，光強越大，檢測精度越低；

另外，3D玻璃具有曲面特征，檢測中通常還會涉及到3D成像分析的需求，比如外觀尺寸、拼合縫隙、膠厚膜厚測量等，常規(guī)的檢測方式往往只是獲取平面圖像數(shù)據(jù)，不具備深度信息。

如何有效完成對透明、高反光材料的高精度3D檢測，成為業(yè)內(nèi)的技術(shù)難題。

在此背景下，海伯森推出了穩(wěn)定可靠的3D線光譜共焦傳感器HPS-LCF系列，為工業(yè)智造提供了更具材質(zhì)適應(yīng)性的精密測量技術(shù)，為工業(yè)客戶的技術(shù)與產(chǎn)品升級提供了強有力的保障。

海伯森3D線光譜共焦傳感器HPS-LCF系列產(chǎn)品特征

· 內(nèi)置高效AI圖像識別算法，掃描被測物一次即可獲取表面全貌/部分的3D成像分析；

· 可測量物體表面尺寸、形貌、高度、角度、厚度等，以此分辨外觀缺陷特征；

· 材質(zhì)適應(yīng)性極強，可有效解決透明/半透明、高反光、強吸光等材料檢測的難題；

· 微米級精度檢測：X軸分辨率2.9μm，且具備2048點/線，Z軸重復(fù)精度達0.1μm；

· 實現(xiàn)32萬億次/秒的運算處理速度，40G光纖傳輸，掃描速率可達35000線/秒；

· IP55工業(yè)防護，具備±20.5°的角度兼容特性，檢測可同時輸出2D/3D數(shù)據(jù)，能適應(yīng)不同環(huán)境下的不同檢測需求；

· 完備的SDK及一站式軟件支持服務(wù)，操作簡易靈活。

HPS-LCF系列是基于光譜共焦法原理的非接觸式光學精密測量傳感器。

產(chǎn)品采用線掃描CMOS成像方式實現(xiàn)對被測物外觀的3D特征分析，在技術(shù)應(yīng)用上，突破傳統(tǒng)檢測方式的限制，結(jié)果不受反射光光強影響，可滿足3D玻璃的外觀精密測量需求。

圓形玻璃片瑕疵檢測應(yīng)用方案

除了3D背板玻璃的檢測，HPS-LCF系列亦可實現(xiàn)其他類型玻璃的檢測。

項目介紹：利用線光譜掃描圓形玻璃片，通過數(shù)據(jù)圖片進行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析得出圓形玻璃片表面瑕疵。

檢測需求：2μm左右直徑的異物或劃痕情況，，并記錄當前測試狀態(tài)下掃描速度。

測試方案：線光譜掃描樣品兩面，樣品載物平臺需與傳感頭保持相對平行。

檢測結(jié)果：3D線光譜可以清晰掃描出樣品表面細微的劃痕、缺失、異物等；測量中，電機可以達到的最大速度為12.4mm/s。

為玻璃行業(yè)智造賦能機器之“眼”

現(xiàn)如今，玻璃制造業(yè)由于導(dǎo)入了更多更復(fù)雜的工序以及最終客戶對外觀要求的不斷提高，精密玻璃材料種類也日益豐富。

隨著中國智能制造的轉(zhuǎn)型發(fā)展，在精密測量技術(shù)的推動下，玻璃表面質(zhì)量檢測也由人工質(zhì)檢向“機器智檢”方向升級。

工業(yè)高端裝備技術(shù)的進步，需要更多優(yōu)秀企業(yè)專注于工業(yè)級傳感器的技術(shù)創(chuàng)新，將光、機、電、算技術(shù)綜合應(yīng)用于傳感器產(chǎn)品的研發(fā)，為玻璃制造行業(yè)賦能機器之“眼”。同樣也為市場客戶提供精密智能傳感技術(shù)服務(wù)，助力實現(xiàn)智慧工業(yè)和萬物互聯(lián)。

審核編輯：湯梓紅