CN204789398U - 一种镜片疵病在线检测装置 - Google Patents
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Abstract
一种镜片疵病在线检测装置，由上料装置、下料装置、图像采集装置、除尘装置、平行手指、旋转工作台和控制系统组成，所述控制系统与上料装置、下料装置、图像采集装置、除尘装置、平行手指、旋转工作台连接，所述旋转工作台上等间隔安装有检测识别装置；其特征在于：所述上料装置安装在检测识别装置的顺时针工位；所述下料装置安装在检测识别装置的逆时针工位；所述除尘装置安装于检测工位前端，其中心位于旋转工作台圆周上；所述平行手指固定于旋转平台。本实用新型，解决了镜片疵病自动化检测技术的不足，提高了镜片疵病检测的自动化水平与效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种镜片疵病在线检测装置，特别涉及一种利用机器视觉技术实现镜片疵病的在线检测系统，属于机电一体化技术领域。
背景技术
目前镜片生产过程的自动化水平逐步提高，但镜片质量检测依然全部采用人工检测的方式完成。一方面，镜片质量检测是保证出厂镜片合格率的重要环节，人工检测很大程度上依赖于检测人员的经验和技术，且易受主观因素、个体差异等因素影响，误检率较高；另一方面，镜片品质实时监控有利于指导生产设备，提高生产过程中镜片的合格率，而人工检测不利于生产和检测环节的衔接，很难构建紧凑高效的生产线，质检部门也很难将疵病信息实时反馈至生产部门，进而造成大批量的镜片不合格，无形中提高了生产成本。因此，对镜片疵病的自动化在线检测装置不仅有利于提高镜片的检测效率和精度，而且对提高镜片生产的自动化水平具有显著作用。
专利号为201310086231.4的实用新型专利首次提出采用机器视觉方法实现对镜片疵病进行自动检测，并构建了在线检测线雏形，但该专利所涉及内容对镜片检测到针对性不强；专利号为201310289482.2的实用新型专利提出了三盘式镜片分拣系统，采用圆盘结构切换上料、下料和检测工位，有效提高了资源利用率，但其整体结构对视觉检测到光源和相机布置具有极大的约束性，且该专利的上、下料系统对镜片大小的适应性不强。
实用新型内容
为了解决现有技术中镜片疵病自动化检测技术的不足，本实用新型目的在于提供一种镜片疵病在线检测装置，可实现镜片柔性的上料、视觉检测及下料，提高检测精度和速度。
本实用新型的技术方案是通过以下方式实现的：一种镜片疵病在线检测装置，由上料装置、下料装置、图像采集装置、除尘装置、平行手指、旋转工作台和控制系统组成，所述控制系统与上料装置、下料装置、图像采集装置、除尘装置、平行手指、旋转工作台连接，所述旋转工作台上等间隔安装有检测识别装置；其特征在于：所述上料装置安装在检测识别装置的顺时针工位；所述下料装置安装在检测识别装置的逆时针工位；所述除尘装置安装于检测工位前端，其中心位于旋转工作台圆周上；所述平行手指固定于旋转平台。
所述的上料装置和下料装置由上料控制电机、上料十字滑台、上料无痕真空吸盘、下料控制电机、下料十字滑台、下料无痕真空吸盘、电机驱动器组成，所述的上料控制电机、下料控制电机和电机驱动器用于控制上料装置和下料装置在X轴方向和在Y轴方向的运动。
所述图像采集装置有两套机器视觉识别系统和图像采集卡组成；所述机器视觉识别系统分别检测折射类疵病和散射类疵病；所述检测折射类疵病由环形光源和彩色工业相机完成，所述环形光源内径大于镜片直径20～30mm，与镜片的高度差为10mm～20mm；所述彩色工业相机与水平面呈30°～60°；所述散射类疵病由带透明图层面光源和黑白相机完成，其黑白相机、镜片和带透明图层面光源在机器视觉识别系统中从上到下依次固定，且中心线在同一垂直线上。
所述的除尘装置由气嘴、负离子发生器和电动气阀组成，用于清除镜片表面灰尘；所述气嘴固定于检测工位的前端，且垂直布置于镜片的上、下端，其高度视实际使用而定，须保证气流可覆盖镜片整体。
所述的平行手指用于检测夹取镜片；由平行气缸、镜片夹爪、电动气阀组成，所述平行气缸运行的距离须大于不同规格镜片的最大直径差；所述镜片夹爪中间具有一槽结构，保证镜片夹取的稳定性。
所述的控制系统由PLC、触摸屏、主控制器、显示屏、服务器和其他部门控制器组成，主要用于运动控制、图像处理分析和信息共享；所述PLC与主控制器通过串口相连，并通过I/O口与装置中的电机驱动器、编码盘、限位开关和电动气阀相连，实现对于系统的运动信息的监测和控制；所述的触摸屏与PLC采用串口连接，主要用于人机显示运动控制状态以及设置运动参数；所述主控制器用于完成图像的采集、分析和处理以及信息的共享与决策；所述服务器与主控制器通过网络端口相连，用于存储镜片疵病图像信息及结果备份；所述其他部门控制器与主控制器通过网络端口相连，将所检测镜片疵病情况信息分享至各部门，便于调整各部门决策。
本实用新型优点在于：采用圆盘式结构，整体结构紧凑，可有效降低设备成本，提高各工位的利用率，且软件系统、机械和电气设计可扩展性强；装置设计有无痕真空吸盘和负离子风吹装置，有效的减少检测过程中灰尘及其他杂质的干扰；装置配置有上、下料工位和视觉检测工位，可实现镜片上料、疵病检测、分类的一体化；采用多工位机器视觉检测对不同疵病类型采用针对性的检测，提高疵病识别类型的覆盖率；检测装置的集成程度高，可实现对镜片疵病的在线检测以及信息的实时处理与共享。
附图说明
图1是本实用新型镜片疵病检测装置的机械结构视图；
图2是本实用新型镜片疵病检测装置中电气结构视图；
图3是本实用新型镜片气动手抓结构示意图。
图中：1上料控制电机；2上料十字滑台；3上料无痕真空吸盘；4下料控制电机；5下料十字滑台；6下料无痕真空吸盘；7负离子气吹装置；8平行气缸；9镜片夹爪；10环形光源；11带透明图层面光源；12彩色相机；13黑白相机；14圆形台面；15步进电机；16主控制器；17PLC；18触摸屏；19电机驱动器；20编码盘；21限位开关；22电动气阀；23图像采集卡；24其他部门控制器；25主服务器。
具体实施方式
由图1知：本实用新型专利提供了一种镜片疵病在线检测装置，包括上料装置、下料装置、图像采集装置、除尘装置、平行手指、旋转工作台和控制系统；所述控制系统与上料装置、下料装置、图像采集装置、除尘装置、平行手指、旋转工作台连接，所述检测装置等间隔安装于旋转工作台；所述上料装置安装在检测识别装置的顺时针工位；所述下料装置安装在检测识别装置的逆时针工位；所述除尘装置安装于检测工位前端，其中心位于旋转工作台圆周上；所述平行手指固定于旋转平台。
所述上料装置和下料装置均包括上料控制电机1、上料十字滑台2、上料无痕真空吸盘3、下料控制电机4、下料十字滑台5、下料无痕真空吸盘6、电机驱动器19；所述的上料无痕真空吸盘3和下料无痕真空吸盘6安装在上料十字滑台2和下料十字滑台5上；所述的上料控制电机1、下料控制电机4和电机驱动器19用于控制上料装置和下料装置在X轴方向和在Y轴方向的运动。
所述图像采集装置有两套机器视觉识别系统和图像采集卡组成；所述机器视觉识别系统分别检测折射类疵病和散射类疵病；所述检测折射类疵病由环形光源10和彩色工业12相机完成，所述环形光源10内径大于镜片直径20～30mm，与镜片的高度差为10mm～20mm；所述彩色工业相机12与水平面呈30°～60°；所述散射类疵病由带透明图层面光源11和黑白相机13完成，其黑白相机13、镜片和带透明图层面光源1在机器视觉识别系统中从上到下依次固定，且中心线在同一垂直线上；所述旋转工作台由圆形台面14、旋转电机15组成；所述的除尘装置由气嘴7、负离子发生器和电动气阀22组成，用于清除镜片表面灰尘；所述气嘴7固定于检测工位的前端，且垂直布置于镜片的上、下端，其高度视实际使用而定，须保证气流可覆盖镜片整体。
由图2知，是本实用新型镜片疵病检测装置中电气结构视图；所述控制系统包括PLC17、触摸屏18、主控制器16、图像采集卡23、服务器25和其他部门控制器24，主要用于运动控制、图像处理分析和信息共享；所述PLC17与主控制器16通过串口相连，并通过I/O口与电机驱动器19、编码盘20、限位开关21和电动气阀22相连，实现对于系统的运动信息的监测和控制；所述的触摸屏18与PLC17采用串口连接，主要用于人机显示运动控制状态以及设置运动参数；所述主控制器16用于完成图像的采集、分析和处理以及信息的共享与决策；所述服务器25与主控制器16通过网络端口相连，用于存储镜片疵病图像信息及结果备份；所述其他部门控制器24与主控制器16通过网络端口相连，将所检测镜片疵病情况信息分享至各部门，便于调整各部门决策。
如图3所示，是本实用新型镜片气动手抓结构示意图。所述的平行手指由平行气缸8、镜片夹爪9、电动气阀22组成，用于检测夹取镜片的过程；所述平行气缸8可运行的距离须大于不同规格镜片的最大直径差；所述镜片夹爪9中间具有一槽结构，可保证镜片夹取的稳定性。
实施例1：
镜片疵病检测流程以单一镜片疵病四工位在线检测为实例，实施步骤如下：
1、前端供料生产线准备就绪，PLC17通过电机驱动器19发送上料过程的脉冲信号，上料控制电机1在X、Y方向运动至前端供料生产线下料位置；
２、PLC17通过I/O口控制电动气阀22产生负压，使得上料无痕真空吸盘3将镜片吸起；
3、上料十字滑台2经镜片移动至上料工位的镜片夹爪位置，PLC17控制平行气缸8执行夹取任务，同时释放上料无痕真空吸盘3中的负压，使镜片由镜片夹爪9夹持；
4、PLC17控制步进电机15逆时针旋转，此时编码盘20同步将步进电机15转动角度反馈至PLC17；
5、当圆形平台14旋转至负离子气吹装置7时，开启电动气阀22执行除尘任务；
6、当圆形平台14旋转至折射类疵病视觉检测工位时，PLC17发送触发信号至图像采集卡23，彩色相机12、环形光源10同步开启，执行镜片图像采集命令；
7、执行步骤4和5，与此同时，主控制器16对所采集的图像进行实时处理与分析；
8、当圆形平台14旋转至散射类疵病视觉检测工位时，PLC17发送触发信号至图像采集卡23，黑白相机13、带透明图层面光源11同步开启，执行镜片图像采集命令；
9、执行步骤4操作，同时主控制器16对散射类疵病视觉检测工位图像进行实时处理与分析，并与折射类疵病视觉检测工位图像处理结果进行综合分析，得到被检镜片的疵病和等级信息；
10、主控制器16将被检镜片图像和检测结果生成报表，通过网络端口发送至主服务器25和其他部门控制器24；
11、当圆形平台14旋转至下料工位时，PLC17控制下料十字滑台5进行下料分级操作，其具体操作过程可参考步骤1、2、3。
Claims (6)
1.一种镜片疵病在线检测装置，由上料装置、下料装置、图像采集装置、除尘装置、平行手指、旋转工作台和控制系统组成，所述控制系统与上料装置、下料装置、图像采集装置、除尘装置、平行手指、旋转工作台连接，所述旋转工作台上等间隔安装有检测识别装置；其特征在于：所述上料装置安装在检测识别装置的顺时针工位；所述下料装置安装在检测识别装置的逆时针工位；所述除尘装置安装于检测工位前端，其中心位于旋转工作台圆周上；所述平行手指固定于旋转平台。
2.根据权利要求1所述的一种镜片疵病在线检测装置，其特征在于：所述的上料装置和下料装置由上料控制电机（1）、上料十字滑台（2）、上料无痕真空吸盘（3）、下料控制电机（4）、下料十字滑台（5）、下料无痕真空吸盘（6）、电机驱动器（19）组成，所述的上料控制电机（1）、下料控制电机（4）和电机驱动器19（）用于控制上料装置和下料装置在X轴方向和在Y轴方向的运动。
3.根据权利要求1所述的一种镜片疵病在线检测装置，其特征在于：所述图像采集装置有两套机器视觉识别系统和图像采集卡组成；所述机器视觉识别系统分别检测折射类疵病和散射类疵病；所述检测折射类疵病由环形光源（10）和彩色相机（12）完成，所述环形光源（10）内径大于镜片直径20～30mm，与镜片的高度差为10mm～20mm；所述彩色相机（12）与水平面呈30°～60°；所述散射类疵病由带透明图层面光源（11）和黑白相机（13）完成，其黑白相机（13）、镜片和带透明图层面光源（11）在机器视觉识别系统中从上到下依次固定，且中心线在同一垂直线上。
4.根据权利要求1所述的一种镜片疵病在线检测装置，其特征在于：所述的除尘装置由气嘴（7）、负离子发生器和电动气阀（22）组成，用于清除镜片表面灰尘；所述气嘴（7）固定于检测工位的前端，且垂直布置于镜片的上、下端，其高度视实际使用而定，须保证气流可覆盖镜片整体。
5.根据权利要求1所述的一种镜片疵病在线检测装置，其特征在于：所述的平行手指用于检测夹取镜片；由平行气缸（8）、镜片夹爪（9）、电动气阀（22）组成，所述平行气缸（8）运行的距离须大于不同规格镜片的最大直径差；所述镜片夹爪（9）中间具有一槽结构，保证镜片夹取的稳定性。
6.根据权利要求1所述的一种镜片疵病在线检测装置，其特征在于：所述的控制系统由PLC（17）、触摸屏（18）、主控制器（16）、图像采集卡（23）、服务器（25）和其他部门控制器（24）组成，主要用于运动控制、图像处理分析和信息共享；所述PLC（17）与主控制器（16）通过串口相连，并通过I/O口与电机驱动器（19）、编码盘（20）、限位开关（21）和电动气阀（22）相连，实现对于系统的运动信息的监测和控制；所述的触摸屏（18）与PLC（17）采用串口连接，主要用于人机显示运动控制状态以及设置运动参数；所述主控制器（16）用于完成图像的采集、分析和处理以及信息的共享与决策；所述服务器（25）与主控制器（16）通过网络端口相连，用于存储镜片疵病图像信息及结果备份；所述其他部门控制器（24）与主控制器（16）通过网络端口相连，将所检测镜片疵病情况信息分享至各部门，便于调整各部门决策。
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