CN109702885A - 一种陶瓷大板的坯料矫正机构 - Google Patents

Abstract

本发明为一种陶瓷大板的坯料矫正机构，包括生产线的机架，机架设置有陶瓷大板偏转检查装置、与陶瓷大板偏转检查装置电性连接的矫正装置，矫正装置包括用于抵接生坯回位的第一夹具、带动第一夹具靠近或远离生坯的动力装置，所述动力装置与机架连接；所述第一夹具的数量为两个，两个所述第一夹具沿垂直于生坯的传送方向依次设置；所述第一夹具与机架上的导向槽滑动连接，所述第一夹具一端连接有定位滑块，所述定位滑块与导向槽滑动配合，所述导向槽的左右侧壁上分别设有一导向块，在两个导向块之间设有纵向设置的固定轮，在导向槽内相对导向块之间还设有横向设置的固定轮；利用二值算法快速精确检测出大板的中心位置和偏转角度，提高检测的效率。

Description

一种陶瓷大板的坯料矫正机构

技术领域

本发明涉及陶瓷大板领域，特别涉及一种陶瓷大板的坯料矫正机构。

背景技术

“无大板，不大牌”，可见当前陶瓷大板(砖)的流行趋势。近年来，不管是在意大利博洛尼亚CERSAIE展会还是在国内外各陶瓷行业相关技术研讨会，甚至是各大型陶瓷装备及生产企业的宣传上，陶瓷大板(砖)及其成型装备无一例外成为了最引人注目的产品。根据GB/T23266-2009的标准规定，陶瓷大板(砖)是指厚度不大于6mm、表面积不小于1.62m2的瓷砖产品。相比较石材而言，陶瓷大板(砖)具有诸多优点，如质地均匀、强度高、各向同性、吸水率低、抗污易清洁等。在装饰上，随着陶瓷生产技术及喷墨技术的成熟，陶瓷大板(砖)的装饰效果有了革新性的进步，变得丰富多彩、精致细腻，图案花色稳定，适合于大面积、整体效果的设计表达，深受消费者青睐。目前，陶瓷大板(砖)制造装备可压制厚度3～30mm不等，特别在厚度3.5～6mm上体现了更大的优势：能源消耗低、资源利用率高，与普通厚度的陶瓷大板(厚度为10～12mm)相比可节省原料60％、降低能耗50％、碳排放降低84％以上。而根据应用场所的不同，薄板与厚板各有千秋，一切以市场和运用场合的实际需求决定。在国际陶瓷砖市场，陶瓷大板(砖)已经成为高端市场的热点。随着大板生产、运输、铺贴、安装等技术难点的不断突破，陶瓷大板(砖)的应用领域越来越广泛，不再仅仅局限于市政工程，其应用范围也扩大到幕墙、地铁、屏风、柜台、艺术装饰等领域，成为广泛应用的一种新型装饰建材。

现有技术中，CN103281528A发明了一种用于瓷砖的堆码整理装置，其包括矫正机构，该纠偏机构包括输送辊、纠偏总成、计数器，瓷砖在输送辊输送下，经纠偏总成整理和计数器计数后，输送到整理机构进行堆码，并由输送机构输送到下一个工序；CN207329773U发明了一种砖坯纠偏机构，具体通过红外监控器7被经过的瓷砖17遮挡时，红外监控器7会同步发出信号至延时器16和气缸10，气缸10的活塞杆伸出，控制挡板9上升，阻挡瓷砖17前进，而当瓷砖17到达加速辊6上时，第二电机8会带动加速辊6高速转动，使瓷砖17受力后对挡板9有高频的撞击，达到对齐、调整的目的；而CN206351488U则是通过在导向杆上设置若干滚轮，模具托板2在移动过程中由于震动可能会发生偏移，若发生偏移，碰到滚轮5，滚轮5转动将模具托板2向偏移的反方向推移；然而，由于陶瓷大板的规格较大，重量较重，现有技术中均未涉及陶瓷大板的纠偏结构，而纠偏工艺对于大板生产也是至关重要的工序。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于：如何检测陶瓷大板在生产线上的运输过程中是否发生偏置以及如何进行纠偏。本发明将着重强调在生产线上增加检测机构对偏置进行检测，该检测机构具有判断机构，能够准确判断是否发生偏置以及偏转角度，通过纠偏机构，精确控制陶瓷大板回到正确位置，进而完成纠偏。

本发明所采取的技术方案是：

一种陶瓷大板的坯料矫正机构，包括生产线的机架，机架设置有陶瓷大板偏转检查装置、与陶瓷大板偏转检查装置电性连接的矫正装置，矫正装置包括用于抵接生坯回位的第一夹具、带动第一夹具靠近或远离生坯的动力装置，所述动力装置与机架连接；所述第一夹具的数量为两个，两个所述第一夹具沿垂直于生坯的传送方向依次设置；所述第一夹具与机架上的导向槽滑动连接，所述第一夹具一端连接有定位滑块，所述定位滑块与导向槽滑动配合，所述导向槽的左右侧壁上分别设有一导向块，在两个导向块之间设有纵向设置的固定轮，在导向槽内相对导向块之间还设有横向设置的固定轮。

进一步的，两个所述第一夹具的另一端均连接有一连杆，所述连杆的一侧设置轮齿，两个连杆与中央齿轮的上下侧相啮合连接。

进一步的，所述矫正装置连接有气缸，所述气缸能够驱动第一夹具的运动。

进一步的，所述的中央齿轮通过安装座固定在机架的中部，所述安装座包括底座、顶板和转轴，所述转轴通过轴承转动连接在底座和顶板之间，所述转轴与齿轮固定连接。

进一步的，通过获取陶瓷大板中心和偏转角度来纠正陶瓷大板的偏差，具体步骤包括：

步骤一、对多张陶瓷大板的图像进行图像分割，获得二值图像，再以面积和矩形度作为区域特征对目标的二值图像进行区域特征提取，剔除背景和噪声；

步骤二、通过二值形态学的腐蚀方法获得多个陶瓷大板的内边界，再对内边界进行膨胀，获得边缘区域的二值图像，再从原灰度图像中选取出特定的区域，对图像进行约化；

步骤三：用边缘检测算法获取陶瓷大板像素级边缘，再基于像素级边缘的方向，利用Gauss曲线拟合法拟合法，获取亚像素边缘；

步骤四、利用陶瓷大板对边相互平行、邻边相互垂直的约束条件，基于最小二乘矩形拟合法对提取的亚像素边缘进行拟合，获得陶瓷大板的拟合矩形，最后通过矩形四个角的坐标计算获得大板中心坐标和偏转角度，判断陶瓷大板是否发生偏转，并通过电机控制吸嘴向顺时针方向或逆时针方向补偿，纠正陶瓷大板的偏差。

进一步的，判断陶瓷大板是否发生偏转的方法为：设矩形的长边BC：-bx+ay+c2＝0与水平轴x之间的夹角为90°时表示大板没有发生偏转，

当b/a≥0，a≠0时，则大板的偏转角度满足于b/a＜0，a≠0时，则大板的偏转角度满足于

当时，所述矫正装置顺时针方向补偿；当时，所述矫正装置逆时针方向补偿，实现纠正陶瓷大板的偏差。

进一步的，所述矫正机构还包括有控制陶瓷大板偏转检查装置和矫正装置的矫正控制器，所述矫正控制器包括有模糊控制器和执行机构两部分，所述模糊控制器选用的是C8051F023单片机，模糊控制器部分主要包括了模糊化、模糊控制规则和模糊消除3个部分。

本发明的有益效果是：

1.本发明在滑动槽内设有纵向设置的固定轮和横向设置的固定轮使得定位滑块在移动过程中不会出现上下窜动或左右晃动的现象，保证了定位滑块的定位精度，同时通过滚动摩擦代替滑动摩擦，减少磨损率，有利于提高定位滑块的使用寿命，进一步加强工件的定位进度，从而使得矫正装置能够更加精确的矫正陶瓷大板的偏置。

2.本发明基于最小二乘矩形边缘拟合算法，可以检测出现在陶瓷大板图像中任何位置的直线，而且能有效降低因边缘不平整等因素而产生的离群值对拟合精度的影响，一次性同时快速精确检测出陶瓷大板的中心位置和偏转角度，提高检测的效率。

附图说明

图1为陶瓷大板的坯料矫正机构的简易图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行具体描述，以便于所属技术领域的人员对本发明的理解。有必要在此特别指出的是，实施例只是用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，所属领域技术熟练人员，根据上述发明内容对本发明作出的非本质性的改进和调整，应仍属于本发明的保护范围。

【实施例1】

一种陶瓷大板的坯料矫正机构，包括生产线的机架1，机架1设置有陶瓷大板偏转检查装置、与陶瓷大板偏转检查装置2电性连接的矫正装置，矫正装置包括用于抵接生坯回位的第一夹具3，带动第一夹具4靠近或远离生坯的动力装置，所述动力装置与机架1连接；所述第一夹具3的数量为两个，两个所述第一夹具3沿垂直于生坯的传送方向依次设置；所述第一夹具3与机架1上的导向槽滑动连接，所述第一夹具3一端连接有定位滑块，所述定位滑块与导向槽滑动配合，所述导向槽的左右侧壁上分别设有一导向块，在两个导向块之间设有纵向设置的固定轮，在导向槽内相对导向块之间还设有横向设置的固定轮。

进一步的，两个所述第一夹具3的另一端均连接有一连杆，所述连杆的一侧设置轮齿，两个连杆与中央齿轮的上下侧相啮合连接。

进一步的，所述矫正装置连接有气缸，所述气缸能够驱动第一夹具3的运动。

进一步的，所述的中央齿轮通过安装座固定在机架1的中部，所述安装座包括底座、顶板和转轴，所述转轴通过轴承转动连接在底座和顶板之间，所述转轴与齿轮固定连接。

【实施例2】

在实施例1的基础上，提出一种矫正偏差的方法，通过获取陶瓷大板中心和偏转角度来纠正陶瓷大板的偏差，具体步骤包括：

步骤一、对多张陶瓷大板的图像进行图像分割，获得二值图像，再以面积和矩形度作为区域特征对目标的二值图像进行区域特征提取，剔除背景和噪声；

步骤二、通过二值形态学的腐蚀方法获得多个陶瓷大板的内边界，再对内边界进行膨胀，获得边缘区域的二值图像，再从原灰度图像中选取出特定的区域，对图像进行约化；

步骤三：用边缘检测算法获取陶瓷大板像素级边缘，再基于像素级边缘的方向，利用Gauss曲线拟合法拟合法，获取亚像素边缘；

步骤四、利用陶瓷大板对边相互平行、邻边相互垂直的约束条件，基于最小二乘矩形拟合法对提取的亚像素边缘进行拟合，获得陶瓷大板的拟合矩形，最后通过矩形四个角的坐标计算获得大板中心坐标和偏转角度，判断陶瓷大板是否发生偏转，并通过电机控制吸嘴向顺时针方向或逆时针方向补偿，纠正陶瓷大板的偏差。

进一步的，判断陶瓷大板是否发生偏转的方法为：设矩形的长边BC：-bx+ay+c2＝0与水平轴x之间的夹角为90°时表示大板没有发生偏转，

当b/a≥0，a≠0时，则大板的偏转角度满足于b/a＜0，a≠0时，则大板的偏转角度满足于

当时，所述矫正装置顺时针方向补偿；当时，所述矫正装置逆时针方向补偿，实现纠正陶瓷大板的偏差。

进一步的，所述矫正机构还包括有控制陶瓷大板偏转检查装置和矫正装置的矫正控制器，所述矫正控制器包括有模糊控制器和执行机构两部分，所述模糊控制器选用的是C8051F023单片机，模糊控制器部分主要包括了模糊化、模糊控制规则和模糊消除3个部分。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域正常技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种陶瓷大板的坯料矫正机构，其特征在于，包括生产线的机架，机架设置有陶瓷大板偏转检查装置、与陶瓷大板偏转检查装置电性连接的矫正装置，矫正装置包括用于抵接生坯回位的第一夹具、带动第一夹具靠近或远离生坯的动力装置，所述动力装置与机架连接；所述第一夹具的数量为两个，两个所述第一夹具沿垂直于生坯的传送方向依次设置；所述第一夹具与机架上的导向槽滑动连接，所述第一夹具一端连接有定位滑块，所述定位滑块与导向槽滑动配合，所述导向槽的左右侧壁上分别设有一导向块，在两个导向块之间设有纵向设置的固定轮，在导向槽内相对导向块之间还设有横向设置的固定轮。

2.根据权利要求1所述的陶瓷大板的坯料矫正机构，其特征在于，两个所述第一夹具的另一端均连接有一连杆，所述连杆的一侧设置轮齿，两个连杆与中央齿轮的上下侧相啮合连接。

3.根据权利要求1或2所述的陶瓷大板的坯料矫正机构，其特征在于，所述矫正装置连接有气缸，所述气缸能够驱动第一夹具的运动。

4.根据权利要求1所述的陶瓷大板的坯料矫正机构，其特征在于，所述中央齿轮通过安装座固定在机架的中部，所述安装座包括底座、顶板和转轴，所述转轴通过轴承转动连接在底座和顶板之间，所述转轴与齿轮固定连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的陶瓷大板的坯料矫正机构，其特征在于，通过获取陶瓷大板中心和偏转角度来纠正陶瓷大板的偏差，具体步骤包括：

步骤一、对多张陶瓷大板的图像进行图像分割，获得二值图像，再以面积和矩形度作为区域特征对目标的二值图像进行区域特征提取，剔除背景和噪声；

步骤二、通过二值形态学的腐蚀方法获得多个陶瓷大板的内边界，再对内边界进行膨胀，获得边缘区域的二值图像，再从原灰度图像中选取出特定的区域，对图像进行约化；

步骤三：用边缘检测算法获取陶瓷大板像素级边缘，再基于像素级边缘的方向，利用Gauss曲线拟合法拟合法，获取亚像素边缘；

步骤四、利用陶瓷大板对边相互平行、邻边相互垂直的约束条件，基于最小二乘矩形拟合法对提取的亚像素边缘进行拟合，获得陶瓷大板的拟合矩形，最后通过矩形四个角的坐标计算获得大板中心坐标和偏转角度，判断陶瓷大板是否发生偏转，并通过电机控制吸嘴向顺时针方向或逆时针方向补偿，纠正陶瓷大板的偏差。

6.根据权利要求5所述的陶瓷大板的坯料矫正机构，其特征在于，判断陶瓷大板是否发生偏转的方法为：设矩形的长边BC：-bx+ay+c2＝0与水平轴x之间的夹角为90°时表示大板没有发生偏转；

当b/a≥0，a≠0时，则大板的偏转角度满足于b/a＜0，a≠0时，则大板的偏转角度满足于

当时，所述矫正装置顺时针方向补偿；当时，所述矫正装置逆时针方向补偿，实现纠正陶瓷大板的偏差。

7.根据权利要求1-6任一项所述的陶瓷大板的坯料矫正机构，其特征在于，所述矫正机构还包括有控制陶瓷大板偏转检查装置和矫正装置的矫正控制器，所述矫正控制器包括有模糊控制器和执行机构两部分，所述模糊控制器选用的是C8051F023单片机，模糊控制器部分主要包括了模糊化、模糊控制规则和模糊消除3个部分。