光谱共焦传感器在3D玻璃检测中的应用

导读：随着技术的不断成熟，3D玻璃应用场景不断拓展，市场需求量逐渐攀升，推动着中国3D玻璃市场规模的持续增长。数据显示，2016年-2019年中国3D玻璃市场规模年均复合增长率达89.3%。中商产业研究院预测，2022年中国3D玻璃市场规模将达291亿元，产量可达599万平方米。

玻璃是非晶无机非金属材料，主要成分为二氧化硅和其他氧化物，至今已有四千多年的历史，主要作为建筑装饰和工业材料。

随着现代科技的迅速发展，各种新兴技术玻璃纷纷问世，包括3D玻璃、智能玻璃、生物玻璃、光伏玻璃等等，并被广泛用于医疗、化学、电子、仪表、航空和核工程等领域。

精密玻璃制造涉及行业广泛，市场需求迅速扩张下，除了批量生产的供应需求上涨，对产品生产质量也提出了更高的要求，尤其是在消费电子领域。

当下，智能手机消费市场火爆，玻璃盖板行业进入2.5D/3D玻璃时代。

3D玻璃生产工艺复杂，包括CNC开料、磨砂、抛光、清洗、热弯、质量检测和贴膜包装等环节，每个环节都需要做到严密监控，其中表面质量检测直接关系到产线产品良率的提升，是企业减轻成本损失的重要方式。

3D玻璃表面质量检测痛点

玻璃的表面质量检测项目包含异物、划痕、凹坑等在内的30余种可能存在的缺陷，以及外观尺寸、角度测量等。

传统检测方式采用专业技术人员目检或者借助光电检测设备操作，无法保证检测效率和稳定性，制约了生产产能。

人工目检相对于机器视觉具有很大的局限性，因为机器视觉具备高精度、速度快和长时间运行等特点。

据相关数据统计，机器视觉在缺陷检出率大幅提升的同时，检测速度相比人工也能至少提高十倍！

3D玻璃不完全是固体，直接接触容易产生缺陷，因此，采用非接触式测量法可以避免磨损或异物的带入问题。

视觉检测中，通常利用相机拍摄分析和激光扫描成像的方式，2D检测的设备较多。

但是，玻璃本身具有镜面反光的特点，相机和激光检测都会存在反射光的干扰问题，光强越大，检测精度越低；

另外，3D玻璃具有曲面特征，检测中通常还会涉及到3D成像分析的需求，比如外观尺寸、拼合缝隙、胶厚膜厚测量等，常规的检测方式往往只是获取平面图像数据，不具备深度信息。

如何有效完成对透明、高反光材料的高精度3D检测，成为业内的技术难题。

在此背景下，海伯森推出了稳定可靠的3D线光谱共焦传感器HPS-LCF系列，为工业智造提供了更具材质适应性的精密测量技术，为工业客户的技术与产品升级提供了强有力的保障。

海伯森3D线光谱共焦传感器HPS-LCF系列产品特征

· 内置高效AI图像识别算法，扫描被测物一次即可获取表面全貌/部分的3D成像分析；

· 可测量物体表面尺寸、形貌、高度、角度、厚度等，以此分辨外观缺陷特征；

· 材质适应性极强，可有效解决透明/半透明、高反光、强吸光等材料检测的难题；

· 微米级精度检测：X轴分辨率2.9μm，且具备2048点/线，Z轴重复精度达0.1μm；

· 实现32万亿次/秒的运算处理速度，40G光纤传输，扫描速率可达35000线/秒；

· IP55工业防护，具备±20.5°的角度兼容特性，检测可同时输出2D/3D数据，能适应不同环境下的不同检测需求；

· 完备的SDK及一站式软件支持服务，操作简易灵活。

HPS-LCF系列是基于光谱共焦法原理的非接触式光学精密测量传感器。

产品采用线扫描CMOS成像方式实现对被测物外观的3D特征分析，在技术应用上，突破传统检测方式的限制，结果不受反射光光强影响，可满足3D玻璃的外观精密测量需求。

圆形玻璃片瑕疵检测应用方案

除了3D背板玻璃的检测，HPS-LCF系列亦可实现其他类型玻璃的检测。

项目介绍：利用线光谱扫描圆形玻璃片，通过数据图片进行系统的数据分析得出圆形玻璃片表面瑕疵。

检测需求：2μm左右直径的异物或划痕情况，，并记录当前测试状态下扫描速度。

测试方案：线光谱扫描样品两面，样品载物平台需与传感头保持相对平行。

检测结果：3D线光谱可以清晰扫描出样品表面细微的划痕、缺失、异物等；测量中，电机可以达到的最大速度为12.4mm/s。

为玻璃行业智造赋能机器之“眼”

现如今，玻璃制造业由于导入了更多更复杂的工序以及最终客户对外观要求的不断提高，精密玻璃材料种类也日益丰富。

随着中国智能制造的转型发展，在精密测量技术的推动下，玻璃表面质量检测也由人工质检向“机器智检”方向升级。

工业高端装备技术的进步，需要更多优秀企业专注于工业级传感器的技术创新，将光、机、电、算技术综合应用于传感器产品的研发，为玻璃制造行业赋能机器之“眼”。同样也为市场客户提供精密智能传感技术服务，助力实现智慧工业和万物互联。

审核编辑：汤梓红