[发明专利]计算机视觉检验台

说明书

本发明总的说是关于检验系统，特别是关于用于透镜的计算机检验系统。

透镜磨边机在本技术领域是公知的，在美国专利No4870784和5148637中说明了不同的类型。透镜按照所希望的光聚焦能力由具有一定的曲率的坯料形成。眼科透镜的曲率提供矫正聚焦能力。墨镜或太阳镜用的透镜曲率通常不具有矫正聚焦能力。在以所希望的曲率形成透镜坯料后，以镶嵌进眼镜框的形状来从坯料上切割透镜。这通过磨坯料的边缘来完成，即利用磨边工具例如一砂轮来研磨透镜的边缘，直至达到最希望的透镜形状。如果透镜是眼科用的，磨边过程可利用美国专利No4870784中所描述型式的透镜磨边机进行，它利用砂轮中的切槽对透镜边缘进行斜切。另一种通常用来制造非眼科透镜的透镜磨边机类型是利用其砂轮中的一顶尖来对透镜边缘进行斜切。透镜边缘的坡口使得透镜能紧密地嵌合进眼镜或太阳镜框中。二种型式的透镜磨边机使透镜坯料相对于砂轮旋转。在透镜坯料转动时，磨边机同时改变透镜坯料的中心与砂轮间的位移来达到透镜所希望的形状。

在完成磨边处理之后，透镜经受最后的检验步骤。在进行检验期间，透镜与用来制造透镜的设计参数进行比较。这些参数包含有长轴和短轴的长度，透镜的圆周长，沿圆周的点的透镜的曲率半径，透镜周围边缘的坡口角度等。检验过程通常由手动进行，经过训练的检验员将多个透镜制造样品与设计标准加以比较。

较具体说，此大小利用眼测板和眼测线来测量。一开始将测量装置利用淬硬眼测钢板调准为零，每一检验台对每一类型用一个眼测板。然后将眼测线贴合在欲测透镜上，在此过程中引入透镜误用的可能性并取得读数。由不同的检验员对同一透镜的重复测量可能导致测量在50％或更大的容许大小范围内变化。然后检查坡口角度，为此需要采用5倍比测器。比测器为一放大镜，通过它来观测透镜边缘的被放大的图象，而测量坡口度则是利用一差不多不过是一增强型的比度仪。此检验过程完全是主观性的，在被磨园的尖顶透镜的情况中特别是这样。顶尖位置也在5倍比测器上进行检查，将图象与一参考线对齐，使读数归零和沿着坡口的边缘绕线。这一测量方法的精度在已知规范的大小的情况下勉强足够；为进行有效的分析，实际上必须采用带有分度镜的7倍回路。这提供允许范围的±25％的精度。

最后，将透镜置于5×射线摄影机上加以确认其形状，它将透镜的放大图象投射到蓝图上。首先由其文件中提取相关的蓝图置于试验台上。经过培训的操作人员再次利用他们的主观能力确定透镜是否足够正确地对应于蓝图的真实线。操作员利用两脚规测量影象边缘与真实线之间的距离。由于真实线为至少一英寸的10/1000宽，检验员经常无法正确地测量形状曲线。

因此，当前的检验的手动过程费时间、不可靠和不正确，因而常被忽视。由于差错不能及时检测而常常延误矫正操作，所以这种处理对加工过程普遍存在负面影响。当透镜不能适配它们的框架而必须报废时因不能及时矫正将造成很大损失。

采用本发明，检验过程自动地由计算机控制，有效、正确和可靠。操作员将透镜置于检验台上，很短时间之后，透镜所有方面的全部读数就将以精确的格式出现。读数利用一红/绿、合格/失败系统作彩色编码，它使得即使不熟悉的操作员也能看清透镜是否与设计规范一致。一零误用自动处理系统可能使得每一单个的透镜基础的迅速检验。

本发明可对制造透镜的计算机数控透镜磨边机提供大小和形状特性的自动计算机化的反馈。这样，透镜检验台就能提供一闭环制造过程，它实际上能消除在偏离设计规范导致透镜超出设计范围的范围之前的这种偏离。因此，利用本发明就有可能提供生产一致的透镜而无需操作员的干预的全自动过程。

当操作员将透镜放置在被加工进一可旋转的栓柱的顶部的检验座上时，一智能视觉系统即检测到检验区中操作员的手并打开通过栓柱中心的气流。此气流有两个作用。第一，它清除检验座和透镜表面上的任何可能使透镜被误用的砂粒。第二它被用作为一空气支承，使透镜能以透镜的重力中心停置在检验座上。然后对透镜施加抽吸作用使其在栓检过程中牢固地安在检验座上。再旋转透镜二次，在此时间内进行整个的检验过程；然后数据输出到显示器，如计算机屏幕。这样使操作员的干涉减至最小并无需作操作培训。