CN102247953A - 镜片质量自动分拣机器人 - Google Patents

Abstract

一种针对“非隐形（非接触）”镜片质量进行自动分拣的机器人，包括输送、触发、照明、成像、图像分析、运动控制、记数、统计、人机交互子系统。输送子系统将“非隐形（非接触）”镜片按顺序帮助排队通过由照明子系统和成像子系统垂直构成的检查位置时，由触发子系统感应到待检镜片已就位而向成像子系统发出曝光成像指令后，图像获取软件获取并自动存储至指定路径并自动触发图像分析子系统对该图像进行各种运算来抽取目标特征比对，进而根据判别的结果来通知运动控制子系统执行镜片自动质量分拣任务的全过程。同时通过显示器端将各记数子系统的累积数字通过实时报表形式展现给操作人，并提供友好的人机交互界面设计和图标化的触摸屏按键控制，使该机器人更好为人类服务。

Description

镜片质量自动分拣机器人

技术领域

本发明涉及将机器人（视觉和控制）技术对“非隐形镜片（非接触镜片）”传统制造产业的改造，特别是对在

1、“单体成型清洗”与“镜片加硬”之间，首检

2、“加硬清洗”与“镀膜”之间，半成品检

3、“镀膜”后，成品检查

以上各环节所需的镜片质量检查分拣工作，使用人工智能机器人进行自动的质量识别检查和自动分拣技术的应用。

背景技术

传统的镜片制造，从原材料单体到最后的合格成品，其中需要有多道的质检程序来保证质量，通常是人工将镜片放于高亮度的日光灯管前方靠人眼从镜片的各个角度观察来确定是否合格。

这种传统的产业生产方法存在很多的弊端：

1、  准确率很难保证；

2、  生产效率也很低；

3、  极易造成职业病；（高强度用眼疲劳造成的近视）

4、  用工成本居高不下；（岗位应聘人员视力必须为左右裸眼5.0以上，培训周期通常需要1个月方能上岗，在岗工作1年后由于视力严重下降职工又要面临下岗或转岗，企业也面临再次招聘的产业困境）

5、综上所述，也是导致整个镜片产业长期无（国际、国家、行业）质量标准的核心原因。

发明内容

本发明使用最新的机器人（视觉&控制）技术将镜片图像的捕捉、呈现、存档、分析、控制形成精密的软硬件流程协同，根据预先的设置的《镜片质量标准》要求自动分拣出镜片的质量等级。将能解决镜片产业困惑多年的行业质量形成的土壤问题、和提升新技术新装备对镜片产业整体行业的应用水平。

附图说明

  图1是镜片质量自动分拣机器人的原理图

图2是镜片质量自动分拣机器人的原理核心部分的侧面示意图

具体实施方式

 图1中的①⑤⑧⑨⑩是输送子系统，负责按指定路径一次一片的输送至流水线运动方向，其中⑧⑨⑩是各质量等级输送泳道部分；

图1中的②是触发子系统，负责感应靠经检验区的镜片，及时的驱动④工作

图1中的③是照明子系统，负责在镜片到达检验区域上方时，为了④能更清晰地获得镜片图像信息而从镜片的底部发出均匀而明亮的LED光源，照亮整个镜片，为④的清晰成像做背景光源；

图1中的④是成像子系统的全数字工业照相机部分，负责快速、完整、清晰地曝光将图像摄取目标转换成图像信号存储起来以供图像分析子系统计算分析；

图1中的⑥是运动控制子系统的机械运动部分，接收控制子系统的指令及时准确有效的将镜片推入到响应的质量等级输送泳道⑧⑨⑩中， 

图1中的⑦是记数子系统的红外线光束发射和接收部分，当镜片进入相应的质量泳道⑧⑨⑩时，捕获镜片的数量信息完成各质量泳道的数字累计；

图2中的位于③上悬浮的镜片是经由①输送带快速运作飞跃到⑤的过程中停留在③上的悬空静止状态截图，这时④已接收到②的触发工作指令，正在进行曝光成像作业；

图2中的位于⑤上的镜片是刚刚前一次经由①输送带快速运作飞跃过来的，并且经过③时已经由④完成了成像作业，等待后续图像分析子系统分析比对计算得出相应的镜片质量等级结果后通知运动控制子系统驱动⑥进行自动分拣。

Claims (11)

1.一种针对“非隐形(非接触)”镜片的质量进行自动分拣的机器人，包括有：

多个输送子系统，驱使许多“非隐形(非接触)”镜片沿着预订的路径移动，以使这些镜片中的每一个都能一次一个的移动到镜片检查的位置上，并能顺利到达各指定区域；

一个触发子系统，位于照明和成像子系统的前方输送子系统上，当镜片随流水线向照明和成像子系统构建的检查区域靠近时，触发子系统发出的红外线光束被阻断，自动向照明和成像子系统发出工作信号的通知；

一个照明子系统，位于成像子系统的工业全数字照相机的正下方，有一组LED元器件组成，当待检镜片位于检查区域时，自动发出最佳成像照明的光源；

一个成像子系统，位于照明子系统的正上方，中间有一定的间隔，以方便待检镜片流过，当镜片完全位于检查区域时，程序自动驱动曝光成像，并自动在服务器上保存至指定路径；

一个图形分析子系统，事先被安装于服务器中，侦测到服务器指定路径有图像文件被保存后自动触发对该图像文件的分析，以得出分析结果通知运动控制子系统；

一个运动控制子系统，接收到图像分析子系统得出的镜片质量结果后，按照预定的程序通知位于各质量泳道交叉口的机械运动部分待命，当该镜片到达对的带分拣泳道交叉口时，相应的机械运动装置执行推送指令完成自动分拣。

多个记数子系统，分别位于各质量流水线泳道的入口，当有镜片通过时，红外线光束被阻断时，记数部分开始累计记数。

一个统计子系统，汇总各记数子系统的累积数字，形成各种质量排列图标式的统计报表，供人机交互子系统现实使用；

一个人机交互子系统，由显示器部分、触摸屏部分和人机交互界面软件组成，其中统计数字和生成的各种统计报表将成为人机交互软件的重要组成部分。

2.根据权利要求1所述的多个输送子系统，其特征在于，输送子系统包含投料输送部分、一字排队输送部分、飞跃照明系统输送部分、各质量等级输送泳道部分。

3.根据权利要求2所述的飞跃照明系统输送部分，其特征在于，为防止长时间镜片在照明子系统漫射板上的物理摩擦而导致的照明子系统损坏，系统根据所检镜片的重量、尺寸自动调整照明子系统两侧的流水线的间距和上下距离，使镜片能从照明系统的一侧顺利的飞跃照明系统后平稳的落到另一侧的输送带上。

4.根据权利要求1所述的触发子系统，其特征在于，当镜片随流水线向照明和成像子系统构建的检查区域靠近时，安装在检测区域附近的触发子系统发出光栅当光栅信号被阻断时，自动向照明和成像子系统发出工作信号的通知。

5.根据权利要求1所述的照明子系统，其特征在于，该子系统由光源部分和光源控制部分组成，光源部分作为背光源位于待检镜片的下方和成像子系统的全数字工业照相机部分保持垂直，其中平行光源作为背光源的一种，也包括在内。

6.根据权利要求1所述的成像子系统，其特征在于，由全数字工业照相机、镜头和图像获取软件组成，该系统安装在机器流水线上代替人眼来做“非隐形(非接触)”镜片质量识别，通过数字图像摄取目标转换成图像信号存储在服务器指定路径，传送给专用的图像处理子系统。

7.根据权利要求6所述的图像分析子系统，其特征在于，由软硬件组成，硬件为高性能的服务器，软件为镜片质量识别分析程序(将同时提交计算机软件著作权法律保护)，图像分析子系统对这些存储于服务器指定位置的图像文件信息进行各种运算来抽取目标特征，进而根据判别的结果来通知运动控制子系统执行分拣指令。

8.根据权利要求7所述的运动控制子系统，其特征在于，由运动控制器和机械运动部分 组成，当运动控制器接收到分拣指令时，控制相应的机械运动部分开始工作，完成将镜片分拣至对应的质量泳道的工作。

9.根据权利要求1所述的记数子系统，其特征在于，由红外线发射部分、红外线接收部分和控制器组成，当镜片经过设置于质量泳道入口处的红外线光栅时，红外线被镜片阻挡，而使红外线接收部分接收不到型号，触发控制系统开始记数累计，并向统计子系统提供事实数据共享。

10.根据权利要求9所述的统计子系统，其特征在于，收集各记数子系统共享的累计数值，根据程序原先设置好的报表模板，生成实时的镜片质量自动分拣分析各报表，以供人机交互子系统集成反馈显示时所用。

11.根据权利要求10所述的人机交互子系统，其特征在于，是整个镜片质量自动分拣机器人的基本输入和输出系统的控制平台同时也是反馈显示平台，它通过图标化的触摸屏按键接收人对机器人的程序化控制指令，同时通过显示器端将各子系统的运行情况实时的告知操作机器人的人，实现良好的人机交互任务，同时更好为人类服务而设计。 

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