杂质的荧光检测制造技术

本公开内容涉及杂质的荧光检测。公开了一种用于检测杂质在板层中的存在的方法。用荧光指示器标记杂质源。将杂质源与板层分离。提供用于以与荧光指示器发荧光不同的波长照射板层的照射源，以使得板层反射不同波长的光。传感器检测板层的照射和设置在板层上的杂质中包括的荧光指示器。检测从板层反射的光和设置在杂质中的指示器的荧光的差异，从而识别杂质在板层中的存在。

【技术实现步骤摘要】
杂质的荧光检测在先申请本申请要求2018年4月6日提交的美国临时专利申请No.62/653,890的优先权，该申请的内容通过引用包括在本文中。
本申请总体上涉及在装配过程期间粘附到装配件的杂质的检测。更具体地说，本申请涉及使用合并到已知的杂质源中的荧光来检测杂质以用于改进区分杂质和装配件的能力的改进方法。
技术介绍
在许多高技术的制造过程中，污染正被制造的零件或工件的杂质的无意包含由于灾难性故障的可能性，可能使零件不可用。例如，当构造复合零件时，由复合材料(诸如举例来说浸渍纤维的聚合物)制成的多层板层被涂覆到心轴以用于形成复合零件。通常，编织纤维材料(包括但不限于，碳纤维和等同物)浸透环氧树脂或类似的树脂以形成一张板层。该板层形成在衬纸上，并且在递送到装配设施之前被预先切割成形成装配件的期望形状。在叠加每片板层以形成复合零件之前，衬纸与装配件分离。在移除之后，板层的多个层被覆盖在心轴上以形成复合零件。已知的污染源是衬纸的小片或颗粒，在移除之后它们既不从片松开、也不落到片上。这可能导致衬纸的片陷于板层的层之间。该污染可能导致复合零件出现灾难性的故障。一旦陷于板层的层之间，就变得难以移除污染物。在装配之后，有时使用热法或超声法来对复合零件进行测试。然而，在装配之后检测这样的污染物通常需要复合零件被以巨大的代价报废。已经尝试了通过对从查看复合零件的装配的照相机收集的图像进行分析来识别来自已知源的污染物。美国专利No.6,064,429中公开了一个这样的例子，在该例子中，所公开的装配使用彩色摄像机来查看工作表面并且基于颜色的差异来努力区分杂质和工作表面。当被识别时，污染物的位置被指示给操作者。由于难以区分通常是扁平黑色的复合板层和甚至彩色的污染物，该系统尚未被证明是有效的。美国专利申请公开No.20160061746中公开了识别工作表面上的污染物的进一步的尝试，该公开试图使用颜色分类器来比较有污染物的场景和没有污染物的场景。该方法还未能充分地区分污染物和扁平黑色的复合背景。这些方法的一个另外的缺点是不能实现污染物材料和构成板层的材料之间的足够的对比度。在装配期间使用的许多板层材料包括浸渍碳纤维的聚合物、玻璃纤维、芳纶(Kevlar)和其他复合物。材料配方和浸渍量的仅基于制造变化性的修正也可能使得不能区分板层材料和污染物。另外，环境光没有被考虑。颜色的检测取决于环境中的环境光在相邻的反射源上的颜色均衡。邻近材料(包括操作者服装、反射目标等)的颜色可能触发错误的污染物警报。权衡甚至非常小的污染物颗粒的检测和由于污染物的错误检测而导致的生产吞吐量的不利降低已经被证明是难取得的。没有一个基于照相机的系统已经被证明足以确保污染物不陷于板层的层之间。仅依赖于可见光光谱来区分污染物和复合材料已经使这些系统中的许多系统不可操作。因此，将希望的是开发这样一种方法，该方法在使板层的层与工件配合之前识别来自已知源(诸如举例来说衬纸、手套和相关物品)的污染物，同时提供高准确度的结果。
技术实现思路
公开了一种检测板层中的杂质的存在的方法。用荧光指示器标记杂质源。杂质源与板层分离。提供用于照射板层的照射源以使得板层反射与荧光指示器发荧光不同的波长的光。提供用于检测板层的照射和设置在板层上的杂质中包括的荧光指示器的传感器。识别从板层反射的光和设置在杂质中的指示器的荧光的差异以用于找出和识别板层中的杂质的存在。由于被以希望的波长照射时，模具的荧光和扁平黑色的、甚至无光泽的复合材料之间的对比度高，所以本申请的专利技术高准确度地检测荧光材料。荧光模具可以被添加到衬纸、手套、或已知导致夹在板层的层之间的不想要的污染物的任何其他材料。一旦一片板层准备好被涂覆到心轴或预先存在的板层的层，板层的背面就受到照射和照相机传感器的扫描。例如被用橙色荧光材料处理并且被具有希望波长的光源照射的甚至非常小片的污染物的照射使得照相机传感器能够容易地检测污染物。附图说明本专利技术的其他优点将被容易地领会，因为当结合附图考虑以下详细描述时，这些优点通过参照以下详细描述变得被更好地理解，其中：图1示出比较橙色荧光材料与非荧光材料(这二者都被环境光照射)的、荧光材料的照射的比较；图2示出在暴露于环境光的情况下用绿色激光器对荧光材料和非荧光材料的照射的比较；图3示出在减去环境光的情况下用绿色激光器对荧光材料和非荧光材料的照射的比较；图4示出本申请的专利技术的第一实施例的示意图，该示意图示出通用照射系统；图5示出本申请的专利技术的第二实施例的示意图，该示意图示出与激光投影仪组合的通用照射系统；图6示出本申请的专利技术的仅使用激光投影仪的第三实施例的示意图；以及图7示出本申请的专利技术的使用激光束来映衬污染物材料的轮廓的第三实施例的示意图。具体实施方式本申请的专利技术通过激励已经被添加到已知的污染物源或杂质源(诸如举例来说衬纸、工作手套、保护性工作服装等)的荧光模具或等同物，克服了现有的外界物体检测方法。不同于吸收环境光的某些部分的传统上有色的材料，荧光材料吸收附带光，并且发射与照射光的波长不同的波长的附带辐射。例如，如图1中最佳地表示的，橙色荧光材料吸收低于大约575nm的波长的环境光，并且重新发射更长的波长的荧光，峰值荧光在大约606nm处。606nm处的峰值荧光提供更好地区分荧光物体和非荧光物体的能力。当荧光材料被具有荧光波长带之外的波长的照射源照射时，实现额外的区分益处。例如，用在绿色光谱中投射的激光器或在非橙色光谱中照射的发光二极管(LED)照射荧光材料，诸如举例来说橙色荧光材料。使用产生荧光材料的荧光带之外的光的照射源照射荧光材料提供使照射光与荧光材料的荧光分离的能力。如图2中所表示的，用于照射橙色荧光材料的绿色激光器(或绿色LED源)提供清楚地区分的发射响应。绿色激光器在大约535nm处提供峰值，而橙色荧光在被绿色源照射时，峰值在大约606nm之间。606nm处的荧光峰值提供有利的区分特性，这使得能够通过区分从非荧光材料反射的光来改进一片板层中的污染物的传感器检测。检测污染物的进一步的准确度通过对环境照射进行滤光来实现。当削弱环境照射时，荧光材料的荧光变得甚至更显著。以这种方式，被用荧光模具处理的甚至非常小片的污染物或污染物颗粒可以被可靠地检测。如图3中最佳地表示的，环境光的移除提供激励光源(绿色激光器或LED)和对应的响应性荧光之间的、比以前认为的可能的分离清楚得多的分离。现在参照图4，本专利技术的检测组件的第一实施例在10处概况地示出。组件10包括具有镜头14和快门16的照相机12。光传感器15(未示出)包括在照相机12中。在一个实施例中，传感器15是CMOS传感器。在替代实施例中，传感器15是CCD传感器。其他类型的传感器15也在本专利技术的范围内。照射源18照射工件，在该例子中，叠层的复合板层20。多个照射源可以用于激励荧光材料。在一个实施例中，照射源是具有与用于标记污染物材料22的荧光模具的激励波长不同的波长的激光器。虽然在本文中在下面更详细地讨论基于激光器的照射源18，但是应理解本申请的专利技术包括替代的照射源，包括但不限于，LED照射、甚至照射源的组合。当照射在荧光光谱的波长之外时，准确度显著地改进。照射源18经由计算机24或者直接地电链接到照相机12。照相机镜头14、快门16和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测杂质在板层中的存在的方法，包括以下步骤：用荧光指示器标记杂质源；将所述杂质源与所述板层分离；提供照射源以用于照射所述板层，由此所述板层反射与所述荧光指示器发荧光相比不同波长的光；提供传感器以用于检测所述板层的照射和设置于所述板层上的杂质中包括的荧光指示器；以及识别从所述板层反射的光和设置在杂质中的指示器的荧光的差异，从而识别杂质在所述板层中的存在。

【技术特征摘要】
2018.04.06 US 62/653,8901.一种检测杂质在板层中的存在的方法，包括以下步骤：用荧光指示器标记杂质源；将所述杂质源与所述板层分离；提供照射源以用于照射所述板层，由此所述板层反射与所述荧光指示器发荧光相比不同波长的光；提供传感器以用于检测所述板层的照射和设置于所述板层上的杂质中包括的荧光指示器；以及识别从所述板层反射的光和设置在杂质中的指示器的荧光的差异，从而识别杂质在所述板层中的存在。2.根据权利要求1所述的方法，其中，照射所述板层的所述步骤通过如下来进一步限定：用具有与从所述荧光指示器反射的光相比不同波长的光照射所述板层。3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：从所述传感器对来自所述照射源的光进行滤光的步骤。4.根据权利要求1所述的方法，其中，提供照射源的所述步骤通过如下来进一步限定：提供绿色激光器和发光二极管中的一个。5.根据权利要求1所述的方法，其中，识别从所述板层反射的光和设置在杂质中的指示器的荧光的差异的所述步骤通过如下来进一步限定：检测具有590nm和625nm之间的波长的荧光。6.根据权利要求1所述的方法，其中，识别从所述板层反射的光和设置在杂质中的指示器的荧光的差异...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·D·鲁博，
申请(专利权)人：维蒂克影像国际无限责任公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA