一种镜片瑕疵检测装置论文和设计-沈峥

全文摘要

本实用新型提供了一种镜片瑕疵检测装置，包括装置本体，所述装置本体与外部的PLC工控机通讯相连，所述装置本体包括底座、顶板、以及设于所述底座与所述顶板之间的支撑柱，所述底座的上表面沿长边方向设有一对滑轨，所述滑轨的上面设有移动机构，所述移动机构与承载板相连接，所述移动机构沿所述滑轨方向设于所述承载板的外侧，所述顶板的一端设有气动吹尘机构，所述顶板的另一端设有光学检测机构，所述气动吹尘机构和所述光学检测机构均位于所述顶板沿长边方向的中轴线上。本实用新型可有效替代人工对镜片瑕疵进行检测，具有统一量化的判定标准，保证了产品质量的一致性，检测精度高，稳定性和可靠性好，检测速度快，提高了生产效率。

主设计要求

1.一种镜片瑕疵检测装置，包括装置本体，所述装置本体与外部的PLC工控机通讯相连，其特征在于：所述装置本体包括底座、顶板、以及设于所述底座与所述顶板之间的支撑柱，所述底座的上表面沿长边方向设有一对滑轨，所述滑轨的上面设有移动机构，所述移动机构与承载板相连接，所述移动机构沿所述滑轨方向设于所述承载板的外侧，所述顶板的一端设有气动吹尘机构，所述顶板的另一端设有光学检测机构，所述气动吹尘机构和所述光学检测机构均位于所述顶板沿长边方向的中轴线上。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种镜片瑕疵检测装置，其特征在于：所述移动机构与所述PLC工控机的信号输出端电性相连，所述移动机构在所述PLC工控机的控制下可带着所述承载板沿所述滑轨水平移动。

3.根据权利要求2所述的一种镜片瑕疵检测装置，其特征在于：初始状态下，所述移动机构位于靠近所述气动吹尘机构的所述滑轨的一端。

4.根据权利要求1所述的一种镜片瑕疵检测装置，其特征在于：所述承载板包括板体和夹持件，所述板体为“回”型结构，所述板体位于所述滑轨之间，所述板体与所述滑轨相平行的两边连接所述移动机构，所述夹持件设有一对且沿所述滑轨方向对称的设于所述板体的上表面，所述夹持件的一端固定于所述板体的上面，所述夹持件的另一端设有硅胶套并以小角度伸向所述板体的中央。

5.根据权利要求4所述的一种镜片瑕疵检测装置，其特征在于：所述承载板还包括位置传感器，所述位置传感器固定安装于所述板体的上面。

6.根据权利要求5所述的一种镜片瑕疵检测装置，其特征在于：所述位置传感器与所述PLC工控机的信号输入端电性相连，所述位置传感器选用KTM-F微型直线位移传感器，所述PLC工控机内预存第一位置数据和第二位置数据，所述第一位置数据对应所述气动吹尘机构，所述第二位置数据对应所述光学检测机构，所述位置传感器将检测到的实际位置数据送入所述PLC工控机进行处理，具体为分别与所述第一位置数据和所述第二位置数据相比较。

7.根据权利要求1所述的一种镜片瑕疵检测装置，其特征在于：所述气动吹尘机构包括气泵、气管和喷嘴，所述气泵固定安装于所述顶板的上表面，所述气管的一端连接所述气泵的出气口，所述气管的另一端贯穿所述顶板并向下伸出，向下伸出的所述气管连接所述喷嘴，所述喷嘴位于所述底座沿长边方向的中轴线的正上方。

8.根据权利要求7所述的一种镜片瑕疵检测装置，其特征在于：所述气泵与所述PLC工控机的信号输出端电性相连，所述气泵选用GMPD系列微型气泵。

9.根据权利要求1所述的一种镜片瑕疵检测装置，其特征在于：所述光学检测机构包括光源座、光源和积分球，所述光源座位于所述底座沿长边方向的中轴线上，所述光源固定安装于所述光源座上，所述积分球固定安装于所述顶板的下表面上，所述积分球位于所述光源的正上方。

10.根据权利要求9所述的一种镜片瑕疵检测装置，其特征在于：所述光源与所述PLC工控机的信号输出端电性相连，所述光源为白炽灯，所述积分球与所述PLC工控机的信号输入端电性相连，所述积分球将检测到的所述光源的光通量送入所述PLC工控机进行处理，所述积分球选用Labsphere通用型积分球。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及工业检测设备技术领域，特别涉及一种镜片瑕疵检测装置。

背景技术

光学玻璃镜片一般采用高纯度硅、硼、钠、钾、锌、铅、镁、钙、钡等的氧化物按特定配方混合，在白金坩埚中高温融化，用超声波搅拌均匀去气泡，然后经长时间缓慢地降温，以免玻璃块产生内应力。冷却后的玻璃块，必须经过光学仪器测量，检验纯度、透明度、均匀度、折射率和色散率是否合规格，合格的玻璃块经过加热锻压，成光学透镜毛胚。

对于镜片瑕疵检测方面基本都还停留在人工地将镜片放于高亮度的灯下通过肉眼进行检测的阶段。当前人工检测存在以下主要问题：1、检测精度低：检测结果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，稳定性和可靠性很难得到保证；2、判定标准模糊：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；3、检测速度慢：熟练工人的检测速度大约为6片\/分钟，无法跟流水线上的生产速度严格匹配，影响了生产效率；4、劳动强度大：工人需要长时间处于专注度非常高的工作状态和高亮的工作环境，容易使视力受损；5、人工成本高：招工困难，岗位应聘人员的视力必须为左右裸眼在5.0以上，工人培训周期通常需要1个月才能上岗，在岗工作一年后由于视力下降需要再次招聘新员工，增加了生产成本。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种镜片瑕疵检测装置，可有效替代人工对镜片瑕疵进行检测，具有统一量化的判定标准，保证了产品质量的一致性，检测精度高，稳定性和可靠性好，检测速度快，提高了生产效率，降低了人工劳动强度和企业生产成本。

(二)技术方案

一种镜片瑕疵检测装置，包括装置本体，所述装置本体与外部的PLC工控机通讯相连，所述装置本体包括底座、顶板、以及设于所述底座与所述顶板之间的支撑柱，所述底座的上表面沿长边方向设有一对滑轨，所述滑轨的上面设有移动机构，所述移动机构与承载板相连接，所述移动机构沿所述滑轨方向设于所述承载板的外侧，所述顶板的一端设有气动吹尘机构，所述顶板的另一端设有光学检测机构，所述气动吹尘机构和所述光学检测机构均位于所述顶板沿长边方向的中轴线上。

进一步的，所述移动机构与所述PLC工控机的信号输出端电性相连，所述移动机构在所述PLC工控机的控制下可带着所述承载板沿所述滑轨水平移动。

进一步的，初始状态下，所述移动机构位于靠近所述气动吹尘机构的所述滑轨的一端。

进一步的，所述承载板包括板体和夹持件，所述板体为“回”型结构，所述板体位于所述滑轨之间，所述板体与所述滑轨相平行的两边连接所述移动机构，所述夹持件设有一对且沿所述滑轨方向对称的设于所述板体的上表面，所述夹持件的一端固定于所述板体的上面，所述夹持件的另一端设有硅胶套并以小角度伸向所述板体的中央。

进一步的，所述承载板还包括位置传感器，所述位置传感器固定安装于所述板体的上面。

进一步的，所述位置传感器与所述PLC工控机的信号输入端电性相连，所述位置传感器选用KTM-F微型直线位移传感器，所述PLC工控机内预存第一位置数据和第二位置数据，所述第一位置数据对应所述气动吹尘机构，所述第二位置数据对应所述光学检测机构，所述位置传感器将检测到的实际位置数据送入所述PLC工控机进行处理，具体为分别与所述第一位置数据和所述第二位置数据相比较。

进一步的，所述气动吹尘机构包括气泵、气管和喷嘴，所述气泵固定安装于所述顶板的上表面，所述气管的一端连接所述气泵的出气口，所述气管的另一端贯穿所述顶板并向下伸出，向下伸出的所述气管连接所述喷嘴，所述喷嘴位于所述底座沿长边方向的中轴线的正上方。

进一步的，所述气泵与所述PLC工控机的信号输出端电性相连，所述气泵选用GMPD系列微型气泵。

进一步的，所述光学检测机构包括光源座、光源和积分球，所述光源座位于所述底座沿长边方向的中轴线上，所述光源固定安装于所述光源座上，所述积分球固定安装于所述顶板的下表面上，所述积分球位于所述光源的正上方。

进一步的，所述光源与所述PLC工控机的信号输出端电性相连，所述光源为白炽灯，所述积分球与所述PLC工控机的信号输入端电性相连，所述积分球将检测到的所述光源的光通量送入所述PLC工控机进行处理，所述积分球选用Labsphere通用型积分球。

(三)有益效果

本实用新型提供了一种镜片瑕疵检测装置，通过承载板板体和夹持件，可对镜片进行夹持固定，操作简单，使用方便，硅胶套可与镜片柔性接触而不会伤害镜片的表面，提升了安全性，“回”型结构的板体便于对镜片进行气动吹尘和光学检测；通过位置传感器，可监测承载板的实际位置，从而触发气动检测机构和光学检测机构，自动化及智能化程度高，有效降低了人工劳动强度；通过气动吹尘机构包括气泵、气管和喷嘴，可将镜片表面的灰尘吹除，避免了检测结果受灰尘的影响，保证了检测精度，而在气管的末端增加喷嘴，可扩大气流的覆盖面，提升吹尘的效果；通过光学检测机构包括光源座、光源和积分球，可有效替代人工对镜片瑕疵进行检测，检测精度高，稳定性和可靠性好，检测速度快，提高了生产效率，降低了人工劳动强度和企业生产成本；通过设定统一量化的判定标准，保证了产品质量的一致性；其结构简单，设计巧妙，系统功耗低，检测精度高，响应速度快，稳定性和可靠性好，具有良好的实用性和可扩展性，可广泛应用于光学检测的其他场合。

附图说明

图1为本实用新型所涉及的一种镜片瑕疵检测装置的外部结构示意图。

图2为本实用新型所涉及的一种镜片瑕疵检测装置的气动吹尘过程示意图。

图3为本实用新型所涉及的一种镜片瑕疵检测装置的光学检测过程示意图。

图4为本实用新型所涉及的一种镜片瑕疵检测装置的电性连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型所涉及的实施例作进一步详细说明。

结合图1，一种镜片瑕疵检测装置，包括装置本体，装置本体与外部的PLC工控机通讯相连，装置本体包括底座1、顶板3、以及设于底座1与顶板3之间的支撑柱2，底座1的上表面沿长边方向设有一对滑轨4，滑轨4的上面设有移动机构5，移动机构5与承载板6相连接，移动机构5沿滑轨4方向设于承载板6的外侧，顶板3的一端设有气动吹尘机构7，顶板3的另一端设有光学检测机构8，气动吹尘机构7和光学检测机构8均位于顶板3沿长边方向的中轴线上。

移动机构5与PLC工控机的信号输出端电性相连，移动机构5在PLC工控机的控制下可带着承载板6沿滑轨4水平移动。初始状态下，移动机构5位于靠近气动吹尘机构7的滑轨4的一端。将镜片9放置在承载板6上，通过PLC工控机端控制移动机构5工作，移动机构5带着承载板6及镜片9由滑轨4的一端移动至另一端，其中经过气动吹尘机构7对镜片9的气动吹尘和光学检测机构8对镜片9的光学检测。

结合图2，承载板6包括板体61和夹持件62，板体61为“回”型结构，板体61位于滑轨4之间，板体61与滑轨4相平行的两边连接移动机构5，夹持件62设有一对且沿滑轨4方向对称的设于板体61的上表面，夹持件62的一端固定于板体61的上面，夹持件62的另一端设有硅胶套并以小角度伸向板体61的中央。

将镜片9的俩侧边分别插入夹持件62的硅胶套内，从而实现镜片9的夹持固定，操作简单，使用方便，硅胶套可与镜片9柔性接触而不会伤害镜片9的表面。当镜片9由夹持件62夹持固定之后，可随着承载板6和移动机构5一起沿着滑轨4水平移动。板体61设计为“回”型结构，使得镜片9夹持固定在承载板6上时，镜片9的上下表面仍旧暴露于外，便于对其进行气动吹尘和光学检测。

结合图3，承载板6还包括位置传感器63，位置传感器63固定安装于板体61的上面。位置传感器63与PLC工控机的信号输入端电性相连，位置传感器63选用KTM-F微型直线位移传感器，在PLC工控机内预存第一位置数据和第二位置数据，第一位置数据对应气动吹尘机构7的位置，第二位置数据对应光学检测机构8的位置。移动机构5带着承载板6和镜片9从滑轨4的一端开始水平移动，位置传感器63监测承载板6的实际位置数据，并将检测到的实际位置数据送入PLC工控机进行处理，具体为分别与第一位置数据和第二位置数据相比较。当位置传感器63监测承载板6的实际位置数据与第一位置数据相一致时，即承载板6已到达气动吹尘机构7的位置，PLC工控机控制移动机构5暂停工作，同时控制气动吹尘机构7开始工作，对镜片9进行气动吹尘一定时间。气动吹尘完毕，PLC工控机控制气动吹尘机构7停止工作，移动机构5继续工作，带着承载板6及镜片9往光学检测机构8方向移动。当位置传感器63监测承载板6的实际位置数据与第二位置数据相一致时，即承载板6已到达光学检测机构8的位置，PLC工控机控制移动机构5再次暂停工作，同时控制光学检测机构8开始工作，对镜片9进行光学检测一定时间。光学检测完毕，PLC工控机控制光学检测机构8停止工作，移动机构5继续工作，带着承载板6及镜片9移动至滑轨4的另一端，此时移动机构5停止工作。可通过PLC工控机控制移动机构5复位继续下一轮的检测。

结合图2，气动吹尘机构7包括气泵71、气管72和喷嘴73，气泵71固定安装于顶板3的上表面，气管72的一端连接气泵71的出气口，气管72的另一端贯穿顶板3并向下伸出，向下伸出的气管72连接喷嘴73，喷嘴73位于底座1沿长边方向的中轴线的正上方。气泵71与PLC工控机的信号输出端电性相连，气泵71选用GMPD系列微型气泵，体积小、重量轻、流量大，流量体积重量比高，稳定性好。当移动机构5带着承载板6及镜片9移动至气动吹尘机构7的位置时，PLC工控机控制气泵71开始工作，气泵71经气管72和喷嘴73向镜片9吹送气流，将镜片9表面的灰尘吹除，避免了检测结果受灰尘的影响，保证了检测精度。而在气管72的末端增加喷嘴73，可扩大气流的覆盖面，提升吹尘的效果。

结合图3，光学检测机构8包括光源座81、光源82和积分球83，光源座81位于底座1沿长边方向的中轴线上，光源82固定安装于光源座81上，积分球83固定安装于顶板3的下表面上，积分球83位于光源82的正上方。光源82与PLC工控机的信号输出端电性相连，光源82为白炽灯，白炽灯不会像日光灯一样有频闪效应，其光波更具一定的稳定性，故有利于提升检测结果的准确性。积分球83与PLC工控机的信号输入端电性相连，积分球83将检测到的光源82的光通量送入PLC工控机进行处理，积分球83选用Labsphere通用型积分球，在接口结构设计上特点突出，便于安装和快速更换，可满足用户多种需求，灵活度高，适合自行搭建测试系统，可应用于LED测试、通用光源测试等多种场合。

当移动机构5带着承载板6及镜片9移动至光学检测机构8的位置时，PLC工控机控制光源82和积分球83开始工作，光源82向外发射光线，经镜片9折射之后被积分球83所接收，积分球83计算接收到的光通量，并反馈给PLC工控机进一步处理，可有效替代人工对镜片瑕疵进行检测，检测精度高，稳定性和可靠性好，检测速度快，提高了生产效率，降低了人工劳动强度和企业生产成本。

结合图1～图4，简述整个检测过程：

应确保整个检测过程中不会受到任何外来光的干涉。先设定统一量化的判定标准，将已知没有任何瑕疵的镜片9放置在承载板6上，由PLC工控机控制移动机构5工作，经气动吹尘机构7气动吹尘处理之后，再经光学检测机构8光线检测，光源82发射的光线经已知没有任何瑕疵的镜片9折射后被积分球83所接收，PLC工控机将该光通量进行存储并设定为判定标准，保证了产品质量的一致性。当移动机构5移动至滑轨另一端后，通过PLC工控机使其复位进行待测镜片9的检测。再将待测镜片9放置在承载板6上，经气动吹尘机构7气动吹尘处理之后，再经光学检测机构8检测，光源82发射的光线经待测镜片9折射后背积分球83所接收，PLC工控机将该光通量与判定标准进行比较，若差值超过允许范围，则视为待测镜片9上面存在瑕疵，反之则视为合格，如此循环，可有效替代人工对镜片瑕疵进行检测，检测精度高，稳定性和可靠性好，检测速度快，提高了生产效率，降低了人工劳动强度和企业生产成本。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

设计图

一种镜片瑕疵检测装置论文和设计

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主设计要求

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