CN111220544A - 一种镜片质量检测装置及检测方法 - Google Patents

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CN111220544A CN202010060947.7A CN202010060947A CN111220544A CN 111220544 A CN111220544 A CN 111220544A CN 202010060947 A CN202010060947 A CN 202010060947A CN 111220544 A CN111220544 A CN 111220544A
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Abstract

本发明公开了一种镜片质量检测装置及检测方法，属于镜片加工技术领域，检测装置包括膜厚检测设备、折射类瑕疵检测设备、散射类瑕疵检测设备中的一种或多种，所述装置还包括控制器及分拣设备；所述控制器能够采集所述膜厚检测设备、折射类瑕疵检测设备、散射类瑕疵检测设备传递的检测信息，并根据所述检测信息判别镜片是否合格：对于任一检测程序中不合格的镜片，则由所述控制器驱动分拣设备将其分拣剔除。本发明提供了一种镜片质量检测装置及检测方法，能够实现对镜片质量的自动化检测，提高了检测精度与检测能力，提升了检测效率，降低了检测成本。

Description

一种镜片质量检测装置及检测方法
技术领域
本发明涉及一种镜片质量检测装置及检测方法，属于镜片加工技术领域。
背景技术
近年来国内镜片行业保持高速增长的态势，我国已成为世界上最大的镜片生产国，但是随着行业的发展，行业内的竞争日趋激烈，来自客户端不断提升的质量要求也对镜片制造企业提出了更高的要求，同时我国的人力成本不断升高，致使镜片的生产成本不断增高。目前镜片生产企业面临质检工作量大，出货能力无法准确匹配产能，漏检增加，质量标准参差不齐，返单增加，人力成本增加的问题；
行业内大部分企业，尤其国内的企业基本都还停留在对镜片进行人工检测的阶段。人工检测虽然能够基本满足生产需要，但随着社会和行业的发展，人工检测的弊端已逐渐暴露出来，严重影响了企业的生产。当前人工检测存在以下主要问题：
1）人工检测的精确度低
人工测量完全属于主观判断，主观判断就会受到工人生理差异、经验、情绪和疲劳度等诸多因素的影响，而且人工检测的判定标准很模糊，无法对镜片瑕疵进行量化判别，最终造成产品的质量参差不齐，严重影响了镜片的销售，造成返单增加；
2) 人工检测速度慢
熟练工人的检测速度大约为6片/分钟，而新工人的检测速度还要远远小于这个速度，因此镜片的人工检测速度很慢。而且人工检测速度无法跟流水线上的生产速度严格匹配；
3) 人工检测成本越来越高
随着我国经济的发展，人力成本越来越高，单调重复性的工作岗位招人越来越难，企业只能提高工人工资来吸引工人；由于镜片的瑕疵很微小，因此对工人的视力有较高的要求，要求工人不能近视、散光等，这进一步加大了招人的难度。此外，一个新工人要完全具备检测能力需要1至3个月的培训，培训成本又进一步推高了人工检测的成本；据统计，镜片检测环节的成本不断增加已成为镜片生产成本增加的主要原因；
4) 特殊瑕疵的检测能力不足
由于人眼的分辨率有限，因此对于很细微的和特征不是很明显的瑕疵，人眼很难观测到。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种镜片质量检测装置及检测方法，能够实现对镜片质量的自动化检测，提高了检测精度与检测能力，提升了检测效率，降低了检测成本。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一方面，一种镜片质量检测装置，包括膜厚检测设备1、折射类瑕疵检测设备2、散射类瑕疵检测设备3中的一种或多种，所述装置还包括控制器4及分拣设备；
所述控制器能够采集所述膜厚检测设备、折射类瑕疵检测设备、散射类瑕疵检测设备传递的检测信息，并根据所述检测信息判别镜片是否合格：对于任一检测程序中不合格的镜片，则由所述控制器驱动分拣设备将其分拣剔除。
进一步的，所述膜厚检测设备包括第一摄像机和白色漫散射光源；所述第一摄像机为彩色相机，所述彩色相机能够拍摄白色漫散射光源于待测镜片表面所成的像，所述控制器能够根据所述像求取所有像素点的R、G、B三个分量的均值，并将R、G、B三个分量的均值与基准数据进行对比，选择最接近的R、G、B三个分量的均值对应的膜厚度，作为所测镜片的膜厚度。
进一步的，所述折射类瑕疵检测设备包括第二摄像机8和环形光源9；所述第二摄像机8的镜头、环形光源9和待测镜片同轴线设置；所述第二摄像机8位于待测镜片上方；所述环形光源9环绕待测镜片设置，与待测镜片处于同一平面内；
所述控制器能够对第二摄像机8所获取的镜片原始图像进行预处理，并对预处理后的图像进行块标记，将所标记块的数量和大小与设定阈值相比较，以对镜片折射类瑕疵进行检测。
进一步的，所述散射类瑕疵检测设备包括第三摄像机10、第三光源11和光屏12，所述第三光源11、待测镜片和光屏12自上而下安装，且第三光源11中心和镜片待测中心位于同一轴线上，所述光屏12位于待测镜片的正下方，面积大于镜片面积，所述第三摄像机10位于光屏12侧面，且视场覆盖光屏12；
所述控制器能够对第三摄像机10所获取的镜片投影到光屏上的原始图像进行预处理，并对预处理后的图像进行块标记，将所标记块的数量和大小与设定阈值相比较，以对镜片散射类瑕疵进行检测。
进一步的，还包括与控制器通信连接的包装打印设备13，当镜片的膜厚检测、折射类瑕疵检测及散射类瑕疵检测的检测结果全部合格时，控制器控制所述包装打印设备对镜片进行包装并于外包装上打印合格标记。
进一步的，还包括传动机构14，所述传动机构包括可调速电机15、主动轮16、从动轮17和绕装于主动轮和从动轮上的传动带18，所述可调速电机与控制器信号连接，同时与主动轮传动连接，所述主动轮经可调速电机驱动，配合从动轮带动传动带传动以将待检镜片从当前检测工位传送至下检测工位。
进一步的，所述分拣设备包括与控制器通信连接的分拣机械手5，所述分拣机械手对应各检测设备各设有一个，各分拣机械手相互独立，能够根据控制器发送的分拣指令独立执行分拣操作。
另一方面，本发明提供了一种镜片质量检测方法，所述方法包括：
对待检镜片执行膜厚检测、折射类瑕疵检测、散射类瑕疵检测中的一种或多种检测步骤；
对于任一检测步骤中检测不合格的镜片执行分拣剔除操作。
进一步的，所述膜厚检测的方法包括：
101）通过边缘提取算法提取白色漫散射光源于待测镜片表面所成的像，求所有像素点的R、G、B三个分量的均值；
102）将R、G、B三个分量的均值与基准数据进行对比，选择最接近的R、G、B三个分量的均值；
103）所述最接近的R、G、B三个分量的均值对应的膜厚度为所测镜片的膜厚度；
所述折射类瑕疵检测的方法包括：
201）获取镜片的原始图像；
202）使用Otsu对图像进行二值化，使用Canny算法提取镜片边缘；
203）根据镜片边缘提取原始图像上的镜片内部图像，进行Otsu二值化；
204）使用标记算法进行块标记，并统计块的数量和大小；
205）根据设定阈值判断是否为折射类疵病；
所述散射类瑕疵检测的方法包括：
301）获取镜片投影到光屏上的原始图像；
302）使用Otsu对图像进行二值化，使用Canny算法提取镜片边缘；
303）根据镜片边缘提取原始图像上的镜片内部图像，进行Otsu二值化；
304）使用标记算法进行块标记，并统计块的数量和大小；
305）根据设定阈值判断是否为散射类疵病。
进一步的，所述方法还包括：
对于膜厚检测、折射类瑕疵检测及散射类瑕疵检测的检测结果全部合格的镜片执行包装及合格标记打印操作。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
1、本技术方案检测精度不受操作人员生理、情感、经验等因素影响，检测设备具有统一的检测分拣标准，保证合格产品具有统一的产品质量；
2、本技术方案检测速度快，由于自动化程度大大提高，减少了人工劳作，而且能够方便地控制检测速率以适应不同的生产需求；
3、本技术方案自动化程度高，减少了人工作业量，节省了大量的人工操作与人力劳动成本。
附图说明
图1是本发明提供的一种镜片质量检测方法的流程图；
图2为本发明提供的一种镜片质量检测装置的结构简图。
标号说明：1-膜厚检测设备、2-折射类瑕疵检测设备、3-散射类瑕疵检测设备、4-控制器、5-分拣机械手、6-第一摄像机、7-白色漫散射光源、8-第二摄像机、9-环形光源、10-第三摄像机、11-第三光源、12-光屏、13-包装打印设备、14-传动机构、15-可调速电机、16-主动轮、17-从动轮、18-传动带。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、 “底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图所述的一种镜片质量检测装置，其包括膜厚检测设备1、折射类瑕疵检测设备2、散射类瑕疵检测设备3中的一种或多种，所述装置还包括控制器4及分拣设备；
所述控制器能够采集所述膜厚检测设备、折射类瑕疵检测设备、散射类瑕疵检测设备传递的检测信息，并根据所述检测信息判别镜片是否合格：对于任一检测程序中不合格的镜片，则由所述控制器驱动分拣设备将其分拣剔除。
膜厚、折射、散射是镜片最重要的几个参数，直接影响到产品质量，只有该三项参数全部合格的镜片才是满足要求投放到市场；
控制器能够获取整个装置各检测设备的检测参数以及根据参数来控制分拣设备分拣产品。
一种实施例，所述膜厚检测设备包括第一摄像机6和白色漫散射光源7，所述第一摄像机为彩色相机，所述彩色相机能够拍摄白色漫散射光源于待测镜片表面所成的像，所述控制器通过下述算法对镜片膜厚进行检测：
101）通过边缘提取算法提取白色漫散射光源于待测镜片表面所成的像，求所有像素点的R、G、B三个分量的均值；
102）将R、G、B三个分量的均值与基准数据进行对比，选择最接近的R、G、B三个分量的均值；
103）所述最接近的R、G、B三个分量的均值对应的膜厚度为所测镜片的膜厚度。
一种实施例，所述折射类瑕疵检测设备包括第二摄像机8和环形光源9，所述第二摄像机8的镜头、环形光源9和待测镜片同轴线设置；所述第二摄像机8位于待测镜片上方；所述环形光源9环绕待测镜片设置，与待测镜片处于同一平面内。所述控制器通过下述算法对镜片进行折射类瑕疵检测：
201获取镜片的原始图像；
202使用Otsu对图像进行二值化，使用Canny算法提取镜片边缘；
203根据镜片边缘提取原始图像上的镜片内部图像，进行Otsu二值化；
204使用标记算法进行块标记，并统计块的数量和大小；
205根据设定阈值判断是否为折射类疵病；
一种实施例，所述散射类瑕疵检测设备包括第三摄像机10、第三光源11和光屏12，所述第三光源11、待测镜片和光屏12自上而下安装，且第三光源11中心和镜片待测中心位于同一轴线上，所述光屏12位于待测镜片的正下方，面积大于镜片面积，所述第三摄像机10位于光屏12侧面，且视场覆盖光屏12。所述控制器通过下述算法对镜片进行散射类瑕疵检测：
301）获取镜片投影到光屏上的原始图像；
302）使用Otsu对图像进行二值化，使用Canny算法提取镜片边缘；
303）根据镜片边缘提取原始图像上的镜片内部图像，进行Otsu二值化；
304）使用标记算法进行块标记，并统计块的数量和大小；
305）根据设定阈值判断是否为散射类瑕疵。
一种实施例，上述的镜片质量检测装置还包括与控制器通信连接的包装打印设备13，当镜片的膜厚检测、折射类瑕疵检测及散射类瑕疵检测的检测结果全部合格时，控制器控制所述包装打印设备对镜片进行包装并于外包装上打印合格标记；
将最终检测合格的产品直接打包加快了整个生产流程，缩短了生产线，减少了人工参与度与人工成本。
进一步地，上述的镜片质量检测装置还包括传动机构14，所述传动机构包括可调速电机15、主动轮16、从动轮17和绕装于主动轮和从动轮上的传动带18，所述可调速电机与控制器信号连接，同时与主动轮传动连接，所述主动轮经可调速电机驱动，配合从动轮带动传动带传动以将待检镜片从当前检测工位传送至下检测工位；
传动机构用于传检测的镜片，可由控制器控制其启动、停止及转速以适应检测过程以及实际生产需求。
一种实施例，所述分拣设备包括与控制器通信连接的分拣机械手5，所述分拣机械手对应各检测设备各设有一个，各分拣机械手相互独立，能够根据控制器发送的分拣指令独立执行分拣操作；
分拣机械手由控制器控制，根据检测参数调整分拣机械手的分拣行为，参数合格就不启动分拣机械手，参数不合格就启动分拣机械手将不合格的分拣出去。
采用上述镜片检测装置的一种镜片质量检测方法，其包括以下步骤：
对待检镜片执行膜厚检测、折射类瑕疵检测、散射类瑕疵检测中的一种或多种检测步骤；
对于任一检测步骤中检测不合格的镜片执行分拣剔除操作。
进一步地，所述膜厚检测的方法包括：
101）通过边缘提取算法提取白色漫散射光源于待测镜片表面所成的像，求所有像素点的R、G、B三个分量的均值；
102）将R、G、B三个分量的均值与基准数据进行对比，选择最接近的R、G、B三个分量的均值；
103）所述最接近的R、G、B三个分量的均值对应的膜厚度为所测镜片的膜厚度。
所述折射类瑕疵检测的方法包括：
201获取镜片的原始图像；
202使用Otsu对图像进行二值化，使用Canny算法提取镜片边缘；
203根据镜片边缘提取原始图像上的镜片内部图像，进行Otsu二值化；
204使用标记算法进行块标记，并统计块的数量和大小；
205根据设定阈值判断是否为折射类疵病。
所述散射类瑕疵检测的方法包括：
301）获取镜片投影到光屏上的原始图像；
302）使用Otsu对图像进行二值化，使用Canny算法提取镜片边缘；
303）根据镜片边缘提取原始图像上的镜片内部图像，进行Otsu二值化；
304）使用标记算法进行块标记，并统计块的数量和大小；
305）根据设定阈值判断是否为散射类瑕疵。
进一步地，所述方法还包括：
对于膜厚检测、折射类瑕疵检测及散射类瑕疵检测的检测结果全部合格的镜片执行包装及合格标记打印操作；
对合格产品进行包装并进行标记打印能够方便将镜片进行分类并搬运，减少了人工作业量，提升了生产效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种镜片质量检测装置，其特征在于，包括膜厚检测设备（1）、折射类瑕疵检测设备（2）、散射类瑕疵检测设备（3）中的一种或多种，所述装置还包括控制器（4）及分拣设备；
所述控制器能够采集所述膜厚检测设备、折射类瑕疵检测设备、散射类瑕疵检测设备传递的检测信息，并根据所述检测信息判别镜片是否合格：对于任一检测程序中不合格的镜片，则由所述控制器驱动分拣设备将其分拣剔除。
2.根据权利要求1所述的镜片质量检测装置，其特征在于，所述膜厚检测设备包括第一摄像机和白色漫散射光源；所述第一摄像机为彩色相机，所述彩色相机能够拍摄白色漫散射光源于待测镜片表面所成的像，所述控制器能够根据所述像求取所有像素点的R、G、B三个分量的均值，并将R、G、B三个分量的均值与基准数据进行对比，选择最接近的R、G、B三个分量的均值对应的膜厚度，作为所测镜片的膜厚度。
3.根据权利要求1所述的镜片质量检测装置，其特征在于，所述折射类瑕疵检测设备包括第二摄像机（8）和环形光源（9）；所述第二摄像机（8）的镜头、环形光源（9）和待测镜片同轴线设置；所述第二摄像机（8）位于待测镜片上方；所述环形光源（9）环绕待测镜片设置，与待测镜片处于同一平面内；
所述控制器能够对第二摄像机（8）所获取的镜片原始图像进行预处理，并对预处理后的图像进行块标记，将所标记块的数量和大小与设定阈值相比较，以对镜片折射类瑕疵进行检测。
4.根据权利要求1所述的镜片质量检测装置，其特征在于，所述散射类瑕疵检测设备包括第三摄像机（10）、第三光源（11）和光屏（12），所述第三光源（11）、待测镜片和光屏（12）自上而下安装，且第三光源（11）中心和镜片待测中心位于同一轴线上，所述光屏（12）位于待测镜片的正下方，面积大于镜片面积，所述第三摄像机（10）位于光屏（12）侧面，且视场覆盖光屏（12）；
所述控制器能够对第三摄像机（10）所获取的镜片投影到光屏上的原始图像进行预处理，并对预处理后的图像进行块标记，将所标记块的数量和大小与设定阈值相比较，以对镜片散射类瑕疵进行检测。
5.根据权利要求1所述的镜片质量检测装置，其特征在于，还包括与控制器通信连接的包装打印设备（13），当镜片的膜厚检测、折射类瑕疵检测及散射类瑕疵检测的检测结果全部合格时，控制器控制所述包装打印设备对镜片进行包装并于外包装上打印合格标记。
6.根据权利要求1所述的镜片质量检测装置，其特征在于，还包括传动机构（14），所述传动机构包括可调速电机（15）、主动轮（16）、从动轮（17）和绕装于主动轮和从动轮上的传动带（18），所述可调速电机与控制器信号连接，同时与主动轮传动连接，所述主动轮经可调速电机驱动，配合从动轮带动传动带传动以将待检镜片从当前检测工位传送至下检测工位。
7.根据权利要求1所述的镜片质量检测装置，其特征在于，所述分拣设备包括与控制器通信连接的分拣机械手（5），所述分拣机械手对应各检测设备各设有一个，各分拣机械手相互独立，能够根据控制器发送的分拣指令独立执行分拣操作。
8.一种镜片质量检测方法，其特征在于，所述方法包括：
对待检镜片执行膜厚检测、折射类瑕疵检测、散射类瑕疵检测中的一种或多种检测步骤；
对于任一检测步骤中检测不合格的镜片执行分拣剔除操作。
9.根据权利要求8所述的镜片质量检测方法，其特征在于，所述膜厚检测的方法包括：
101）通过边缘提取算法提取白色漫散射光源于待测镜片表面所成的像，求所有像素点的R、G、B三个分量的均值；
102）将R、G、B三个分量的均值与基准数据进行对比，选择最接近的R、G、B三个分量的均值；
103）所述最接近的R、G、B三个分量的均值对应的膜厚度为所测镜片的膜厚度；
所述折射类瑕疵检测的方法包括：
201）获取镜片的原始图像；
202）使用Otsu对图像进行二值化，使用Canny算法提取镜片边缘；
203）根据镜片边缘提取原始图像上的镜片内部图像，进行Otsu二值化；
204）使用标记算法进行块标记，并统计块的数量和大小；
205）根据设定阈值判断是否存在折射类瑕疵；
所述散射类瑕疵检测的方法包括：
301）获取镜片投影到光屏上的原始图像；
302）使用Otsu对图像进行二值化，使用Canny算法提取镜片边缘；
303）根据镜片边缘提取原始图像上的镜片内部图像，进行Otsu二值化；
304）使用标记算法进行块标记，并统计块的数量和大小；
305）根据设定阈值判断是否为散射类瑕疵。
10.根据权利要求8或9所述的镜片质量检测方法，其特征在于，所述方法还包括：
对于膜厚检测、折射类瑕疵检测及散射类瑕疵检测的检测结果全部合格的镜片执行包装及合格标记打印操作。
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