CN114113131A - 一种反光镜片划痕缺陷检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于利用光线手段检测反光材料技术领域,具体涉及一种反光镜片划痕缺陷检测装置及方法,检测方法包括将镜片置于吸光板上;用倾斜于镜片的平行光扫过镜片,并在反射光路径上设置光敏成像装置,延时采集镜片的图像并输出;算法服务器获取图像,将图像流通过CPU解码,将解码后的图像送到已加载算法模型的GPU开始推理计算,并输出检测结果;分拣模块根据检测结果将有缺陷和无缺陷的镜片分类取放。本发明中的检测方法能够快速准确地对反光镜片进行缺陷识别;而本发明中的检测装置除了可以进行反光镜片的缺陷检测识别外,还可以根据检测结果将有缺陷和无缺陷的镜片分离,减少了人工,提升了生成效率。
Description
技术领域
本发明属于利用光线手段检测反光材料技术领域,具体涉及一种反光镜片划痕缺陷检测装置及方法。
背景技术
随着近视人群的日益增长和老龄化的加剧,眼镜需求量也在与日俱增,镜片生产过程中镜片的缺陷如划痕、破边、裂边等瑕疵不容易发现,严重影响了镜片生产的效率。当前国内大多数镜片生产企业采用的人工抽样进行质量检测,这种方法质检过程效率低,质检的结果精度差,因此部分镜片生产企业也在尝试采用视觉识别的方式来进行缺陷的自动化识别:即通过对镜片进行拍照或者摄像,采集镜片的图像,然后利用训练后的卷积神经网络模型进行推理计算,从而识别出镜片上的缺陷。但这种方法中摄像机在采集镜片的图像时需要保证光照,而且现在的镜片由于需要防紫外线、过滤蓝光等,通常会在镜片上镀膜,镀膜后的镜片具有反光效果,尤其是墨镜表面反光尤其明显,摄像机在拍摄镜片照片时,图像上就会因为反光而产生干扰像,严重影响了这类反光镜片的缺陷识别准确度。
发明内容
本发明意在提供一种反光镜片划痕缺陷检测装置及方法,以快速准确地对反光镜片进行缺陷识别。
为了达到上述目的,本发明的方案为:一种反光镜片划痕缺陷检测方法,包括以下步骤:
S1:将镜片置于吸光板上;
S2:用倾斜于镜片的平行光扫过镜片,并在反射光路径上设置光敏成像装置,延时采集镜片的图像并输出;
S3:算法服务器获取图像,将图像流通过CPU解码,将解码后的图像送到已加载算法模型的GPU开始推理计算,并输出检测结果;
S4:分拣模块根据检测结果将有缺陷和无缺陷的镜片分类取放。
本方案的工作原理及有益效果在于:平行光照射向镜片时,照射到镜片上的光一部分被镜片反射,另一部分则被吸光板吸收,而照射到吸光板上的光直接被吸收,因此仅存在镜片的反射光,光敏成像装置通过延时拍摄的方法获取的也只会获取到镜片的成像图像。镜片上存在缺陷的地方反射时会发生光强的突变,利用经过训练的算法模型推理计算镜片的延时拍照图像,就能够自动检测、识别出图像上光强相对于周围发生了突变的地方,从而识别镜片上是否存在缺陷。分拣模块还可以根据检测结果将有缺陷和无缺陷的镜片分离,减少了人工,提升了生产效率。
可选地,S3中的算法模型为YOLOv4。
本发明的目的还在于提供一种应用了上述检测方法的一种反光镜片划痕缺陷检测装置:包括发光器、检测平台、算法服务器和分拣模块,检测平台上设有驱动电机,驱动电机的输出端连接吸光板,吸光板上环形阵列有若干个检测区,发光器发出的平行光倾斜于检测区,光敏成像装置位于平行光经镜片反射后的反射光路上。
驱动电机驱动吸光板带动镜片作环形运动,可以让镜片一边运动一边被检测识别,能够流水式地对镜片进行划痕缺陷检测,大大提升了检测的效率。
可选地,发光器包括单色激光光源、过半球透镜和准直镜,激光光源朝向过半球透镜,过半球透镜朝向准直镜。
单色激光光源发出的激光平行度和均匀度不够,通过过半球透镜将激光再聚焦,再通过准直镜就能形成光强均匀且平行的光线。
可选地,反射光路上设有聚焦透镜,光敏成像装置位于聚焦透镜的焦点上。
可选地,分拣模块包括自动卸料机构,自动卸料机构包括安装座、控制器和安装板,安装座安装于安装板的中心,安装座上安装有伺服电机,伺服电机的输出轴上安装有电缸,电缸的输出轴垂直于伺服电机的输出轴,伺服电机和电缸均与控制器电连接。
安装板放置到吸光板上的检测区所围成的环形的中心,当检测结果为有缺陷时,控制器控制伺服电机带动电缸旋转并指向具有缺陷的镜片,电缸的自由端伸出,将有缺陷的镜片顶下,从而完成有缺陷镜片的分拣。
可选地,控制器为带无线通讯模块的PLC,无线通讯模块的发送端设在算法服务器上,无线通讯模块的接收端设置在安装座上,伺服电机和电缸与PLC通过串口连接。
采用PLC控制伺服电机和电缸的工作,而检测结果通过无线通讯模块发送给PLC。
可选地,检测区内设有透光片,检测区的外侧边缘上设有两个耳座,透光片外侧的两侧分别铰接在耳座上,透光片上朝向内侧的一端上固接有第一永磁体,所述电缸的自由端高于检测区且设置有可与第一永磁体吸引的吸附体。
镜片放置在检测区内时放置在透光片上。电缸自由端靠近检测区并经过检测区上方时,吸附体吸引第一永磁体,透光片内高外低地翘起,镜片自动地从透光片上滑落,从而完成镜片的分拣,避免了电缸直接与镜片接触而产生的损伤。
可选地,在检测区运动路径的下方设有第二永磁体,第二永磁体远离第一永磁体,第二永磁体与第一永磁体相斥。
当检测区运动到第二永磁体上方时,第二永磁体产生的斥力都能让透光片翘起,从而倾泻掉镜片,结构简单可靠。
附图说明
图1为本发明实施例一中一种反光镜片划痕缺陷检测装置检测状态的逻辑框图;
图2为本发明实施例一中一种反光镜片划痕缺陷检测装置的纵向剖视图;
图3为本发明实施例二中一种反光镜片划痕缺陷检测装置的检测区处的纵向局部剖视图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明:
说明书附图中的标记包括:镜片1、安装板2、电缸3、吸光板4、吸光片5、CCD相机6、连接板7、耳座8、转动销9、第一永磁体10、第二永磁体11、镍铁合金块12、激光光源13、过半球透镜14、准直镜15、凸透镜16。
实施例一
本实施例基本如图1、图2所示:一种反光镜片1划痕缺陷检测装置,包括发光器、检测平台、算法服务器(PC机)和分拣模块,检测平台上设有驱动电机,本实施例中驱动电机采用伺服电机,驱动电机的输出端连接圆形的吸光板4,吸光板4主体为耐磨玻璃,耐磨玻璃上贴附了黑色吸光纸,吸光板4上环形阵列有十五个检测区。
发光器包括红色单色激光光源13、过半球透镜14和准直镜15,激光光源13朝向过半球透镜14,过半球透镜14朝向准直镜15。准直镜15与吸光板4呈45°角。
光敏成像装置为CCD相机6,CCD相机6通过DOM串口与算法服务器连接,CCD相机6内含有CCD芯片,将镜片1的反射像通过延时拍摄的方式采集成图像。在CCD相机6与镜片1之间设有凸透镜16,CCD相机6位于凸透镜16的焦点上。
分拣模块主要包括自动卸料机构,自动卸料机构包括安装座、控制器和安装板2,控制器为带无线通讯模块的PLC,无线通讯模块的发送端设在算法服务器上,无线通讯模块的接收端设置在PLC上,本实施例中,无线通讯模块采用蓝牙模块,伺服电机和电缸3与PLC通过串口连接。安装座固定于安装板2的中心,安装板2同轴地固定在吸光板4上,安装座上安装有伺服电机,伺服电机的输出轴上花键连接有连接板7,连接板7上设有行程为电缸3,电缸3通过螺栓安装在连接板7上,电缸3的输出轴垂直于伺服电机的输出轴,伺服电机和电缸3均与控制器电连接。
检测方法为:在开始检测前,准备具有各种缺陷的镜片1的反光图像给YOLOv4算法模型进行机器学习。将学习完成的算法模型加载到PC机中。
检测时,开启激光光源13,驱动电机启动,带动吸光板4以10r/min的转速匀速转动,将待检测的镜片1逐一地、凹面朝下地放入到吸光板4的检测区中,PC机通过计算转速得出每个镜片1运动到平行光照射范围内的时间,当镜片1进入到照射范围内时,PC机控制CCD相机6获取镜片1反射像的图像,再将图像通过CPU解码,然后将解码后的图像送到已加载算法模型的GPU开始推理计算,并输出检测结果。由于吸光板4是匀速转动,PLC通过蓝牙模块与PC机同步时间,PLC可准确计算出各个检测区的实时位置并记录电缸3朝向的位置。
检测结果通过蓝牙模块传输到分拣模块的PLC,PLC获取到有缺陷的镜片1所处的位置,PLC立即控制安装板2上的伺服电机将电缸3转动至其自由端朝向有缺陷的镜片1,给电缸3输出伸缩指令,电缸3将有缺陷的镜片1顶出。对于无缺陷的镜片1,PLC获取到无缺陷的镜片1所处的位置,延迟一个固定的时间后,PLC再控制电缸3将无缺陷的镜片1顶出。最终让有缺陷和无缺陷的镜片1都能从相对固定的两个位置分别从检测区上脱离,便于对有缺陷和无缺陷的镜片1的回收。
实施例二
本实施例基本如附图3所示,与实施例一的区别之处在于:先进行归零设置:在启动检测平台上的伺服电机前,手动转动吸光板4和电缸3,让其中一个检测区位于平行光的照射范围内,并让电缸3自由端朝向该检测区,并从该检测区开始依次对所有检测区进行编号。此后,PLC通过同步PC机的时间获取各个可获取所有检测区的实时位置,控制安装板2上的伺服电机以相同的角速度反向于检测平台上的伺服电机旋转,从而保持电缸3始终固定地朝向一个方向。
检测区内设有透光片,检测区的外侧边缘上设有两个耳座8,透光片外侧的两侧分别通过转动销9铰接在耳座8上,吸光片5上朝向内侧的一端上固接有第一永磁体10,电缸3的自由端高于检测区且设置有可与第一永磁体10吸引的镍铁合金块12。在检测区运动路径的下方设有第二永磁体11,第二永磁体11设置在电缸3所指向位置的、检测区转动路径上的下一检测区位置,第二永磁体11与第一永磁体10相斥。第一永磁体10和第二永磁体11均为磁铁。
PLC获取到的检测结果为有缺陷时,待该有缺陷的镜片1所在的检测区运动到电缸3所指向的位置时,PLC给电缸3输出伸缩指令,电缸3自由端经过该检测区上方,镍铁合金块12与第一永磁体10相互吸引,从而带动吸光片5由内朝外地翘起,吸光片5上的、有缺陷的镜片1则被倾泻到检测区外的固定位置,便于统一回收有缺陷的镜片1。而PLC获取到的检测结果为无缺陷时,检测区经过电缸3所指向的位置时,电缸3不会触发伸缩动作,进而运动到下一个检测区位置时,第二永磁体11对第一永磁体10产生的斥力将吸光片5顶起,让无缺陷的镜片1在第二永磁体11处被倾泻到检测区外的固定位置,便于了统一回收无缺陷的镜片1。
以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明构思和结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (9)
1.一种反光镜片划痕缺陷检测方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1:将镜片置于吸光板上;
S2:用倾斜于镜片的平行光扫过镜片,并在反射光路径上设置光敏成像装置,延时采集镜片的图像并输出;
S3:算法服务器获取图像,将图像流通过CPU解码,将解码后的图像送到已加载算法模型的GPU开始推理计算,并输出检测结果;
S4:分拣模块根据检测结果将有缺陷和无缺陷的镜片分类取放。
2.根据权利要求1所述的一种反光镜片划痕缺陷检测方法,其特征在于:S3中的算法模型为YOLOv4。
3.一种应用1或2中任一项所述检测方法的一种反光镜片划痕缺陷检测装置,其特征在于:包括发光器、检测平台、算法服务器和分拣模块,检测平台上设有驱动电机,驱动电机的输出端连接吸光板,吸光板上环形阵列有若干个检测区,发光器发出的平行光倾斜于检测区,光敏成像装置位于平行光经镜片反射后的反射光路上。
4.根据权利要求3所述的一种反光镜片划痕缺陷检测装置,其特征在于:发光器包括单色激光光源、过半球透镜和准直镜,激光光源朝向过半球透镜,过半球透镜朝向准直镜。
5.根据权利要求4所述的一种反光镜片划痕缺陷检测装置,其特征在于:反射光路上设有聚焦透镜,光敏成像装置位于聚焦透镜的焦点上。
6.根据权利要求5所述的一种反光镜片划痕缺陷检测装置,其特征在于:分拣模块包括自动卸料机构,自动卸料机构包括安装座、控制器和安装板,安装座安装于安装板的中心,安装座上安装有伺服电机,伺服电机的输出轴上安装有电缸,电缸的输出轴垂直于伺服电机的输出轴,伺服电机和电缸均与控制器电连接。
7.根据权利要求6所述的一种反光镜片划痕缺陷检测装置,其特征在于:控制器为带无线通讯模块的PLC,无线通讯模块的发送端设在算法服务器上,无线通讯模块的接收端设置在安装座上,伺服电机和电缸与PLC通过串口连接。
8.根据权利要求7所述的一种反光镜片划痕缺陷检测装置,其特征在于:透光片上朝向内侧的一端上固接有第一永磁体,所述电缸的自由端高于检测区且设置有可与第一永磁体吸引的吸附体。
9.根据权利要求8所述的一种反光镜片划痕缺陷检测装置,其特征在于:在检测区运动路径的下方设有第二永磁体,第二永磁体远离第一永磁体,第二永磁体与第一永磁体相斥。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant |