CN105043308A - 一种基于机器视觉的瓷砖平整度检测装置 - Google Patents

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陈勇波
陈明
吕婧婧
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Abstract

本发明公开了一种基于机器视觉的瓷砖平整度检测装置，主要由图像采集系统、图像控制系统、输送系统三部分组成，所述图像采集系统主要由面阵相机、线性结构光源组成，所述面阵相机设置有相机保护罩，所述面阵相机设置于相机支架顶部，所述线性结构光源设置光源支架顶部；所述图像控制系统主要由红外传感器、旋转编码器、同步控制器组成，所述同步控制器设置于相机保护罩内部，所述同步控制器分别与面阵相机、红外传感器、旋转编码器相连接；所述输送系统主要由瓷砖输送机组成。本发明克服了人工接触测量费时费力的不足，大大提高了检测稳定性、准确性，同时本发明结构简单，设备少，维护方便，可长期稳定运行。

Description

一种基于机器视觉的瓷砖平整度检测装置
技术领域
本发明属于瓷砖生产机械技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的瓷砖平整度检测装置。
背景技术
近几年，我国陶瓷产业迅猛发展，现已成为世界最大的陶瓷生产基地，但在产品质量的自动检测领域我国的陶瓷机械行业仍处在初级阶段。由于工艺的原因，瓷砖在烧结过程中会产生弯曲、翘曲、扭曲等变形而造成平整度误差，从而影响产品质量。现有瓷砖平整度测量方法一般通过安装激光或者其他位移传感器探头，当瓷砖在输送带上移动时，采集探头数据；或者将探头安装在移动装置上，快速移动探头同时采集数据。不管采用哪种方式，都存在取点少的问题，由于采集的是离散点数据，再模拟成连续曲线，测量误差较大，校准维护麻烦，因此大部分的企业对瓷砖平整度误差的检测和质量分级还是采用人工抽样以及手工测量的方法，漏检率高，难以保证产品的整体质量，生产效率也很低。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种采用线结构光配合面阵相机采集连续曲线作为平整度分析数据，误差小、稳定性强、测量精度高的基于机器视觉的瓷砖平整度检测装置。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于机器视觉的瓷砖平整度检测装置，主要由图像采集系统、图像控制系统、输送系统三部分组成，所述图像采集系统主要由面阵相机、线性结构光源组成，所述面阵相机设置有相机保护罩，所述面阵相机设置于相机支架顶部，所述线性结构光源设置光源支架顶部，所述相机支架与光源支架之间设置有间距，所述光源支架中部设置有红外传感器。
所述图像控制系统主要由红外传感器、旋转编码器、同步控制器组成，所述同步控制器设置于相机保护罩内部，所述同步控制器分别与面阵相机、红外传感器、旋转编码器相连接；
所述输送系统主要由瓷砖输送机组成，所述瓷砖输送机主要由滚轴、支架、导辊、以及发动机组成。
进一步，所述旋转编码器设置于导辊上。
进一步，所述相机保护罩一侧设置有检测窗口，所述面阵相机的摄像头与检测窗口相对应，所述相机保护罩设置于角度调整板上。
本发明所采用的技术方案具有以下有益效果：本发明通过采用非接触的机器视觉技术，配合线结构光，瓷砖平整度情况将以结构光在采样图片中曲线的变化情况反映出来；通过同步控制器，采集红外传感器的瓷砖到位信号，并结合旋转编码器采集的瓷砖移动距离信号，控制相机采样频率，使采样时结构光出现在瓷砖表面的位置分布均匀；线结构光在瓷砖的不同位置对应多幅采样图片中的连续曲线，系统综合多条曲线，统计计算出瓷砖平整度。本发明改变了人工接触测量费时费力的现状，克服了使用探头离散点测量的弊端，大大提高了检测稳定性、准确性，同时本发明结构简单，设备少，维护方便，可长期稳定运行。
附图说明
图1为本发明的装置结构示意图；
图2为本发明图像控制系统线路连接示意图；
图3为本发明结构光在采样图片中曲线的变化示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示，一种基于机器视觉的瓷砖平整度检测装置，主要由图像采集系统、图像控制系统、输送系统三部分组成，所述图像采集系统主要由面阵相机1、线性结构光源2组成，所述面阵相机1设置有相机保护罩，所述面阵相机1设置于相机支架3顶部，所述线性结构光源2设置光源支架4顶部，所述相机支架3与光源支架4之间设置有间距，所述光源支架4中部设置有红外传感器5，用于采集瓷砖到位信号。
所述图像控制系统主要由红外传感器5、旋转编码器6、同步控制器组成，所述同步控制器设置于相机保护罩内部。如图2所示，所述同步控制器分别与面阵相机1、红外传感器5、旋转编码器6相连接。
所述输送系统主要由瓷砖输送机7组成，所述瓷砖输送机7与瓷砖生产线相连接，所述瓷砖输送机7主要由滚轴9、支架10、导辊11、以及发动机12组成，所述旋转编码器6设置于导辊11上，导辊11带动瓷砖移动时，旋转编码器6根据移动距离大小发出脉冲信号。
所述相机保护罩一侧设置有检测窗口，所述面阵相机1的摄像头与检测窗口相对应，所述相机保护罩设置于角度调整板上。
本发明在使用过程中，所述面阵相机1与线性结构光源2一前一后成一定角度安装，由于瓷砖镜面反射严重，面阵相机1与线性结构光源2成一定角度，分别为光路的入射方向和出射方向，所述防护罩设置于角度调整板上角度可调，安装时，方便调整面阵相机1的角度，保证采集图片上的激光曲线边缘清晰。所述同步控制器采集红外传感器5的瓷砖到位信号，以及旋转编码器6的瓷砖移动距离信号，并将采集到的信号发送给面阵相机1，瓷砖到位后，所述同步控制器根据瓷砖移动距离触发相机抓拍，控制相机采样频率。
本发明通过采用非接触的机器视觉技术，配合线结构光，瓷砖平整度情况如图3所示以结构光在采样图片中的曲线变化情况反映出来；通过同步控制器，采集红外传感器5的瓷砖到位信号，并结合旋转编码器6采集的瓷砖移动距离信号，控制相机采样频率，使采样时结构光出现在瓷砖表面的位置分布均匀；线结构光在瓷砖的不同位置对应多幅采样图片中的连续曲线，系统综合多条曲线，统计计算出瓷砖平整度。本发明改变了人工接触测量费时费力的现状，克服了使用探头离散点测量的弊端，大大提高了检测稳定性、准确性，同时本发明结构简单，设备少，维护方便，可长期稳定运行。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种基于机器视觉的瓷砖平整度检测装置，主要由图像采集系统、图像控制系统、输送系统三部分组成，其特征在于：所述图像采集系统主要由面阵相机(1)、线性结构光源(2)组成，所述面阵相机(1)设置有相机保护罩，所述面阵相机(1)设置于相机支架(3)顶部，所述线性结构光源(2)设置光源支架(4)顶部，所述相机支架(3)与光源支架(4)之间设置有间距，所述光源支架(4)中部设置有红外传感器(5)；
所述图像控制系统主要由红外传感器(5)、旋转编码器(6)、同步控制器组成，所述同步控制器设置于相机保护罩内部，所述同步控制器分别与面阵相机(1)、红外传感器(5)、旋转编码器(6)相连接；
所述输送系统主要由瓷砖输送机(7)组成，所述瓷砖输送机(7)主要由滚轴(9)、支架(10)、导辊(11)、以及发动机(12)组成。
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的瓷砖平整度检测装置，其特征在于：所述旋转编码器(6)设置于导辊(11)上。
3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的瓷砖平整度检测装置，其特征在于：所述相机保护罩一侧设置有检测窗口，所述面阵相机(1)的摄像头与检测窗口相对应，所述相机保护罩设置于角度调整板上。
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