CN104034260A - 一种瓷砖自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种瓷砖自动检测装置，包括：面板盖、大滑块、中滑块、小滑块、大丝杠、中丝杆、小丝杠、大光轴、中光轴、小光轴、工业CCD相机、环形光源，所述大滑块为两个，通过大丝杠、大光轴与面板盖活动连接，所述中滑块为四个，均分为两组通过中丝杆、中光轴活动连接在两个大滑块上，所述小滑块与中滑块一一对应，并分别通过小丝杆、小光轴与中滑块活动连接，所述工业CCD相机和环形光源固定在小滑块上。实际工作过程中，通过大滑块控制水平面左右两边相机的距离，通过中滑块控制水平面前后两边相机的距离，通过小滑块控制工业CCD相机在垂直方向上下距离的调整以适应实际工作环境下的正确对焦，实现对瓷砖的尺寸、对角度、表面缺陷的自动检测。

Description

一种瓷砖自动检测装置

技术领域

本发明涉及陶瓷检测技术领域，特别是涉及一种瓷砖自动检测装置。

背景技术

影响瓷砖质量的因素主要包括尺寸、对角度及表面缺陷(崩边、裂痕)。一方面传统的接触式测量技术制约了瓷砖生产效率和加工精度，另一方面传统的离线、静态测量技术又满足不了现代加工中测量的要求，不能及时检测产品、控制生产过程容易造成废品，严重影响了产品质量。如果不能实现速度快、精度高、在线自动检测，则会降低企业生产效率，甚至直接影响企业经济效益。

在现有瓷砖检测系统中，采用机器视觉技术对瓷砖进行自动检测是最直接的一种技术。即，利用相机采集瓷砖图像并将陶瓷几何尺寸、对角度及表面缺陷(崩边、裂痕)等转换为适当的光学量，通过对光学量的检测、光电转换和后继处理，从而实现尺寸、外部缺陷、颜色测量的在线动态测量。而传统的瓷砖检测是人工操作，检测效果和效率主要依赖检验人员的经验，人为影响因素大、自动化程度低。此外，纯人工检测操作也存在工人劳动强度大、生产效率低的缺陷。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于开发设计一种瓷砖自动检测装置，解决瓷砖质量自动检测和工人劳动强度大的问题。

本发明的技术方案是这样实现的。

一种瓷砖自动检测装置，其特征在于，包括：承载架，大滑块、中滑块、小滑块、大丝杠、中丝杆，小丝杠、大光轴、中光轴、小光轴、工业CCD相机、光源，所述大滑块为两个，通过大丝杠、大光轴与承载架活动连接；所述中滑块为四个，每两个为一组，各组中滑块通过中丝杆、中光轴与不同的大滑块活动连接；所述小滑块与中滑块一一对应，分别通过小丝杆、小光轴与中滑块活动连接；所述工业CCD相机和光源固定在小滑块上。

作为本发明的一种改进实施方案，所述活动连接是指，在连接端设置圆形孔和螺纹孔，利用穿过圆形孔的光轴实现滑块的导向，利用穿过螺纹孔的丝杠实现滑块的驱动。

作为本发明的一种改进实施方案，所述大丝杆的一端是左螺纹，另一端是右螺纹，两个大滑块分别连接在大丝杠的两端。

作为本发明的一种改进实施方案，所述中丝杆的一端是左螺纹，另一端是右螺纹，每两个中滑块分别连接在中丝杠的两端。

作为本发明的一种改进实施方案，所述小丝杆为单螺纹。

作为本发明的一种改进实施方案，所述光源为套在工业CCD相机外面的环形光源。

作为本发明的一种改进实施方案，所述承载架包括一块方形板和设置在方形板两端的两个固定板，所述固定板和方形板通过螺栓连接在一起。

作为本发明的一种改进实施方案，所述固定板上对应设有一个螺纹孔和两个圆形孔，分别与大丝杆和大光轴连接，所述大光轴通过螺钉锁紧在固定板上。

作为本发明的一种改进实施方案，所述大滑块两端各有两个圆形孔，分别与中丝杆和中光轴连接，所述中光轴通过螺钉锁紧在大滑块上。

作为本发明的一种改进实施方案，所述中滑块上有两个圆形孔，分别与小丝杆和小光轴的一端连接，小丝杠和小光轴另一端分别通过螺纹孔和圆形孔与小滑块连接，所述小光轴通过螺钉锁紧在中滑块上。

本发明提供的一种瓷砖自动检测装置，其有益效果是：

一、在瓷砖的尺寸、表面缺陷、颜色检查过程中，完全可以代替人工操作，自动化程度高，检查准确。通过伺服电机控制丝杆，实现对瓷砖尺寸的准确测量，通过综合人工神经网络、模糊技术和遗传算法,解决了颜色特征矢量设计以及基于颜色的瓷砖分类器设计，避免人工检测存在人为因素的影响，实用性好。

二、工业CCD相机在采集瓷砖图像的过程，根据待检测瓷砖的类型，上位机发送瓷砖类型到PLC中，通过伺服电机带动丝杆传动，把相机移动到相应位置，实现对不同规格(300cm*300cm、600cm*600cm、800cm*800cm等)瓷砖四个角的图像采集。

三、大丝杆和中丝杆在伺服电机的驱动下分别带动大滑块和中滑块的运动，大丝杆和中丝杆分别是左右螺纹结构，这样容易实现在一个平面内上、下、左、右四个方位的移动，适用性好，同时小丝杠驱动小滑块进行小距离微调来适应实际工作环境下相机对瓷砖图像的正确采集。

四、采用伺服电机控制丝杆转动，丝杆再带动滑块运动，从而实现对各种规格瓷砖的图像采集，自动化程度高，定位准确。

附图说明

图1所示为本发明提供的瓷砖自动检测装置整体主视结构示意图；

图2所示为大滑块、中滑块、小滑块相互连接的左视结构示意图；

图3所示为每个大滑块与两个中滑块连接的俯视结构示意图；

图4所示为单个中滑块与单个小滑块连接的示意图；

图5所示为大丝杆结构示意图；

图6所示为面板盖与大丝杠连接示意图。

附图标记说明：

1、面板盖，2、大滑块，3、大光轴，4、大丝杆，5、中光轴，6、中丝杆，7、中滑块，8、环形光源，9、工业CCD相机，10、小光轴11、小滑块，12、小丝杠。

具体实施方式

为方便本领域普通技术人员更好地理解本发明的实质，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细阐述。

如图1所示，一种瓷砖自动检测装置，包括：面板1，大滑块2，大光轴3，大丝杆4，中光轴5，中丝杆6，中滑块7，环形光源8，工业CCD相机9，小光轴10，小滑块11和小丝杠12。

其中，大滑块2分别和大丝杠4、大光轴3活动连接，大丝杠4和大光轴3固定在面板盖1上，中滑块7分别和中丝杆8、中光轴5活动连接，中丝杠6和中光轴5固定在大滑块2上，小滑块11分别和小丝杆12、小光轴10活动连接，小丝杆12和小光轴10固定在中滑块7上，同时小滑块11上还安装有环形光源8和工业CCD相机9。

本发明为了能够实现四个工业CCD相机在水平面X、Y轴方向上的移动，设置了一套大丝杠大滑块机构和两套中丝杆中滑块机构，并通过三个伺服电机来控制滑块的运动路径，实现对不同规格的瓷砖的尺寸图像的采集，同时还设置了四套小丝杆小滑块机构并通过四个电机来控制相机的上下移动以适应实际工作环境下正确对焦并对瓷砖图像的准确采集，自动化程度高。

实际工作过程中，用户输入待检测瓷砖的类型，上位机发送瓷砖类型到PLC控制系统中，通过伺服电机驱动大丝杆4运动，从而带动两个大滑块2沿着大丝杆4的方向做水平运动，由于大丝杆4两端分别是左右螺纹，所以运动过程中，两个大滑块2运动的方向相反，实现了沿着大丝杆4方向张开和闭合的动作，即中滑块7沿着大丝杆4的方向移动；同样当伺服电机驱动中丝杆6运动时，中丝杆6带动两个中滑块7沿着中丝杆6的方向做相反的运动，实现了与大丝杆4相互垂直方向的运动；最后根据实际工作环境需要通过电机驱动四个小丝杆12分别实现四个小滑块11在竖直平面上的微调，最终把四个工业CCD相机9运动到相应的位置，为瓷砖检测做好准备。开始检测时，打开环形光源8，当瓷砖运动到工业CCD相机9下方，传感器感应到瓷砖时，发出触发信号，工业CCD相机9接到触发信号后，拍摄瓷砖四个角的照片，采用双目测量原理测量瓷砖四条边和对角线的长度，并把检测结果显示检测系统中，通过数据对比把瓷砖等级分选出来，同时把测量结果写入SQL数据库，供日常生产数据分析和数据归档。在实际瓷砖自动检测过程中，完全可以采用该系统代替人工检查，自动化程度高、且检测质量得到保证。通过伺服电机控制丝杆，实现对瓷砖尺寸的准确测量，通过综合人工神经网络、模糊技术和遗传算法,解决了颜色特征矢量设计以及基于颜色的瓷砖分类器设计，避免人工检测存在人为因素的影响，实用性好。

如图2所示，一个大滑块2连接两个中滑块7，本发明共有两个大滑块2和四个中滑块7。如图3所示，一个大滑块2与两个中滑块7连接的俯视图，中滑块7通过中光轴5的导向和中丝杆6的驱动，实现同时向左张开或者同时向右闭合的运动，此外采用螺栓通过螺纹孔21把中光轴5固定在大滑块2上，两端是光杆的中丝杠6与两端分别装有轴承22的大滑块2连接并固定在大滑块上，中丝杆6的一端开有一键槽用于与电机连接。中滑块7上有一通孔71和一盲孔72分别与小丝杆12和小光轴10连接。如图4所示，中滑块7通过小丝杆12和小光杆10与小滑块11连接在一起，小丝杆12的一端贯穿中滑块并且在末端开有一键槽用于与电机连接，另一端通过螺纹与小滑块11连接，小光杆10的一端通过螺钉固定在中滑块7上，另一端贯穿小滑块11，起导向作用，当电机驱动小丝杆12时，小滑块11在小光轴10的导向作用下实现上下运动，从而带动小滑块11上的工业CCD相机9上下运动，使工业CCD相机9正确对焦并为瓷砖图像的准确采集做好准备。如图5所示，大丝杆4采用左右螺纹并且中间一段和两端都是光杆，大丝杆4的一端开有一键槽用于与电机连接。中丝杆6在结构设计上与大丝杆一样，当电机驱动中丝杆6时，中丝杆6把旋转运动转变为两个中滑块7的直线运动。如图6所示，面板盖1两端的固定板用来固定两个大光轴3和一个大丝杠4，大光轴3通过螺栓锁紧在面板盖1的两端上，两端是光杆的大丝杠4通过轴承并固定在面板盖1的两端上。两个大滑块2通过大光轴3的导向和大丝杆4的驱动，实现同时向左张开或者同时向右闭合运动。

以上具体实施方式对本发明的实质进行了详细说明，但并不能以此来对本发明的保护范围进行限制。但凡依照本发明之实质，所做的简单改进、修饰或等效变换，都落在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种瓷砖自动检测装置，其特征在于，包括：承载架，大滑块、中滑块、小滑块、大丝杠、中丝杆，小丝杠、大光轴、中光轴、小光轴、工业CCD相机、光源，所述大滑块为两个，通过大丝杠、大光轴与承载架活动连接；所述中滑块为四个，每两个为一组，各组中滑块通过中丝杆、中光轴与不同的大滑块活动连接；所述小滑块与中滑块一一对应，分别通过小丝杆、小光轴与中滑块活动连接；所述工业CCD相机和光源固定在小滑块上。

2.根据权利要求1所述的一种瓷砖自动检测装置，其特征在于，所述活动连接是指，在连接端设置圆形孔和螺纹孔，利用穿过圆形孔的光轴实现滑块的导向，利用穿过螺纹孔的丝杠实现滑块的驱动。

3.根据权利要求1所述的一种瓷砖自动检测装置，其特征在于，所述大丝杆的一端是左螺纹，另一端是右螺纹，两个大滑块分别连接在大丝杠的两端。

4.根据权利要求1所述的一种瓷砖自动检测装置，其特征在于，所述中丝杆的一端是左螺纹，另一端是右螺纹，每两个中滑块分别连接在中丝杠的两端。

5.根据权利要求1所述的一种瓷砖自动检测装置，其特征在于，所述小丝杆为单螺纹。

6.根据权利要求1所述的一种瓷砖自动检测系统，其特征在于，所述光源为套在工业CCD相机外面的环形光源。

7.根据权利要求1所述的一种瓷砖自动检测装置，其特征在于，所述承载架包括一块方形板和设置在方形板两端的两个固定板，所述固定板和方形板通过螺栓连接在一起。

8.根据权利要求7所述的一种瓷砖自动检测装置，其特征在于，所述固定板上对应设有一个螺纹孔和两个圆形孔，分别与大丝杆和大光轴连接，所述大光轴通过螺钉锁紧在固定板上。

9.根据权利要求1所述的一种瓷砖自动检测装置，其特征在于，所述大滑块两端各有两个圆形孔，分别与中丝杆和中光轴连接，所述中光轴通过螺钉锁紧在大滑块上。

10.根据权利要求1所述的一种瓷砖自动检测装置，其特征在于，所述中滑块上有两个圆形孔，分别与小丝杆和小光轴的一端连接，小丝杠和小光轴另一端分别通过螺纹孔和圆形孔与小滑块连接，所述小光轴通过螺钉锁紧在中滑块上。