CN113103404B - 仿生态地铺石颜色对比成型系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种仿生态地铺石颜色对比成型系统及方法，雷达扫描探头扫描仿生实物获取三维成像，全视角摄像头拍摄的平面图像，利用计算机软件处理合成面料图像和基本图像，PLC控制系统读取对应的面料图像配料参数和基本图像配料参数，配料设备根据基本图像配料参数配置毛坯粉料，压制成型后刻蚀设备刻蚀，3D粉末打印机根据面料图像配料参数打印面料，经烧制窑烧制成型后拍摄成品图像并导入计算机，比对两者之间的色差是否在设定阈值范围内，是则说明成品趋于接近仿生实物色泽及实物的三维效果。本发明克服了原仿生实物涉及仿生要素多，无法趋于接近真实实物仿生的问题，具备有效控制仿生地铺石颜色及三维效果，趋于接近真实的仿生态要求，操作简单方便的特点。
Description
技术领域
本发明属于建材制备技术领域，涉及一种仿生态地铺石颜色对比成型系统及方法。
背景技术
地铺石也生态仿石陶瓷砖，以天然石粉为原料，经过压制成型后，再经过高温烧制而成。因高温使天然石粉产生熔融状态，冷却后重结晶非常致密且坚硬，其耐酸碱、抗冻、耐压、耐磨性能非常优越，不仅能供货车通行，还能用于市政工程、小区景观路面及公共停车场等场所而广泛应用。
在实际应用过程中，涉及到仿材要素较多，目前的仿材均以几种主要原材料为基础，在烧制后形成的格调比较单一，不能对客户提供的实物进行生产，按照常规生产方法不能达到和客户提供的实物一致，使得仿生态要素与实际要素差别较大。例如当客户提供的仿生态材料为实物时，无法通过实际比例和真实颜色要素进行压制材料的选择，使得生产出来的面料图案不具备三维立体感，且颜色变差较大，达不到预设的仿生态要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种仿生态地铺石颜色对比成型系统及方法，结构简单，采用雷达扫描探头扫描仿生实物获取三维成像，全视角摄像头拍摄的平面图像，利用计算机软件处理合成面料图像和基本图像，PLC控制系统读取对应的面料图像配料参数和基本图像配料参数，配料设备根据基本图像配料参数配置毛坯粉料，压制成型后刻蚀设备刻蚀，3D粉末打印机根据面料图像配料参数打印面料，经烧制窑烧制成型后拍摄成品图像并导入计算机，比对两者之间的色差是否在设定阈值范围内，是则说明成品趋于接近仿生实物色泽及实物的三维效果，有效控制仿生地铺石颜色及三维效果，使其趋于接近真实的仿生态要求，操作简单方便。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种仿生态地铺石颜色对比成型系统，它包括雷达扫描装置、配料设备、压制设备、烧制窑、刻蚀设备和3D粉末打印机；所述雷达扫描装置包括至少三个呈等腰三角形布设的雷达扫描探头，以及位于等腰三角形同一水平面中心布设的全视角摄像头；三个雷达扫描探头同时对同一位置进行扫描成像，全视角摄像头跟踪雷达扫描探头扫描位置进行拍摄。
所述雷达扫描探头和全视角摄像头与计算机连接，配料设备、压制设备、烧制窑、刻蚀设备和3D粉末打印机与PLC控制系统连接。
所述计算机导入雷达扫描探头扫描的三维扫描图形和全视角摄像头拍摄的平面图像。
所述计算机利用软件对三维扫描图形和平面图形进行合成后提取图元图像，形成具有立体感的面料图像和平面图结构的基本图像。
所述计算机与PLC控制系统连接，将面料图像和基本图像传输给PLC控制系统。
所述PLC控制系统接收基本图像后读取内置的基本图像配料参数，并启动配料设备进行毛坯配料。
所述压制设备压制毛坯后，PLC控制系统读取内置的面料图像配置参数并传输给刻蚀设备和3D粉末打印机，刻蚀设备对毛坯进行刻蚀后，3D粉末打印机对毛坯进行打印。
所述烧制窑对打印后的毛坯进行烧制，由PLC控制系统控制烧制温度和时间，最终形成成品。
所述全视角摄像头对烧制后的成品进行全景拍摄，并将拍摄的图片发送至计算机，计算机将该全景图片与初始拍摄的平面图像进行对比。
如上所述的仿生态地铺石颜色对比成型系统的成型方法，它包括如下步骤：
S1，获取三维图像，雷达扫描探头对所要仿生的实物进行扫描，获取三维扫描图像；
S2，拍摄彩色图像，全视角摄像头对所要仿生的实物进行拍摄，获取平面图像，同时跟踪雷达扫描探头的扫描位置拍摄多幅位置图像；
S3，合成，将三维扫描图像、平面图像和位置图像导入计算机中，利用合成软件将多幅位置图像与三维扫描图像一一对位合成面料图片，除去面料图像形成基本图像；
S4，除杂，采用合成软件将合成的面料图像中的杂物图元图像除去；
S5，替换，提取合成软件嵌入的图元图像替换除去的杂物图元图像；
S6，确定面料图像，将处理后的面料图像与实物进行人工观察对比，以趋于接近实物为原则进行确定；
S7，导入，将确定后的面料图像和基本图像导入PLC控制系统；
S8，获取对应参数，PLC控制系统根据导入的基本图像和面料图像分别获取基本图像参数和面料图像参数；
S9，配料，配料设备启动，根据基本图像参数将不同颜色的天然石粉按照比例分层、分级、分片输送至压制模内；
S10，压制，压制设备启动，对压制模内的天然石粉进行压制，形成毛坯；
S11，刻蚀，刻蚀设备启动，根据面料图像参数提供的图元数值，对颜色较深的毛坯面进行刻蚀；刻蚀后通过吸尘设备吸取刻蚀后的尘埃，毛坯保持干净物尘埃；
S12，打印，3D粉末打印机启动，根据面料图像参数将不同颜色的天然石粉添加到毛坯面上，刻蚀处的天然石粉量大于未刻蚀部位天然石粉量；必要时在沟槽处采用3D粉末打印机携带的粘合剂进行粘合；
S13，烧制，将打印后的毛坯输送至烧制窑，PLC控制系统控制燃烧机的燃烧速率和温度，与烧制时间关系形成对应；
S14，当烧制时间达到预设时间后，PLC控制系统控制燃烧机停机，冷却后出窑，毛坯成型形成成品；
S15，对比，将成品置于全视角摄像头下部，全视角摄像头拍摄成品图像，并将成品图像导入计算机，采用对比软件与原拍摄的平面图像进行比对，当两者的色差在设定阈值内，则说明趋于接近仿生实物色泽及实物的三维效果。
一种仿生态地铺石颜色对比成型系统及方法，通过雷达扫描探头扫描仿生实物获取三维成像，全视角摄像头拍摄的平面图像，利用计算机软件处理合成面料图像和基本图像，PLC控制系统读取对应的面料图像配料参数和基本图像配料参数，配料设备根据基本图像配料参数配置毛坯粉料，压制成型后刻蚀设备刻蚀，3D粉末打印机根据面料图像配料参数打印面料，经烧制窑烧制成型后拍摄成品图像并导入计算机，比对两者之间的色差是否在设定阈值范围内，是则说明成品趋于接近仿生实物色泽及实物的三维效果。本发明克服了原仿生实物涉及仿生要素多，无法趋于接近真实实物仿生的问题，具备有效控制仿生地铺石颜色及三维效果，趋于接近真实的仿生态要求，操作简单方便的特点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明主要设备组成图。
图2为本发明雷达扫描探头和全视角摄像头对仿生实物扫描和拍摄的状态图。
图3为本发明仿生成型流程图。
图中：雷达扫描探头1，全视角摄像头2。
具体实施方式
如图1~图3中，一种仿生态地铺石颜色对比成型系统，它包括雷达扫描装置、配料设备、压制设备、烧制窑、刻蚀设备和3D粉末打印机；所述雷达扫描装置包括至少三个呈等腰三角形布设的雷达扫描探头1，以及位于等腰三角形同一水平面中心布设的全视角摄像头2；三个雷达扫描探头1同时对同一位置进行扫描成像，全视角摄像头2跟踪雷达扫描探头1扫描位置进行拍摄。通过雷达扫描探头1扫描仿生实物获取三维成像，全视角摄像头2拍摄的平面图像，利用计算机软件处理合成面料图像和基本图像，PLC控制系统读取对应的面料图像配料参数和基本图像配料参数，配料设备根据基本图像配料参数配置毛坯粉料，压制成型后刻蚀设备刻蚀，3D粉末打印机根据面料图像配料参数打印面料，经烧制窑烧制成型后拍摄成品图像并导入计算机，比对两者之间的色差是否在设定阈值范围内，是则说明成品趋于接近仿生实物色泽及实物的三维效果，有效控制仿生地铺石颜色及三维效果，趋于接近真实的仿生态要求，操作简单方便。
优选的方案中，所述雷达扫描探头1和全视角摄像头2与计算机连接，配料设备、压制设备、烧制窑、刻蚀设备和3D粉末打印机与PLC控制系统连接。使用时，计算机与雷达扫描探头1和全视角摄像头2连接建立数据传输通道， PLC控制系统控与计算机建立数据交互连接。
优选的方案中，所述计算机导入雷达扫描探头1扫描的三维扫描图形和全视角摄像头2拍摄的平面图像。使用时，采用人工或自动读取方式获取雷达扫描探头1扫描的三维扫描图形和全视角摄像头2拍摄的平面图像。
优选的方案中，所述计算机利用软件对三维扫描图形和平面图形进行合成后提取图元图像，形成具有立体感的面料图像和平面图结构的基本图像。使用时，采用合成软件合成面料图像和基本图像，面料图像合成主要以提取三维扫描图形的图元图像，建立三维模型，基本图像主要将合成的面料图像中的杂物图元图像除去而获得。
优选的方案中，所述计算机与PLC控制系统连接，将面料图像和基本图像传输给PLC控制系统。使用时，计算机通过与PLC控制系统建立的连接，将面料图像和基本图像传输给PLC控制系统。
优选的方案中，所述PLC控制系统接收基本图像后读取内置的基本图像配料参数，并启动配料设备进行毛坯配料。使用时，基本图像的主要目的在于将PLC控制系统接内置的基本图像配料参数调出，使配料设备能够按照该参数配置天然石粉。
优选的方案中，所述压制设备压制毛坯后，PLC控制系统读取内置的面料图像配置参数并传输给刻蚀设备和3D粉末打印机，刻蚀设备对毛坯进行刻蚀后，3D粉末打印机对毛坯进行打印。使用时，面料图像的主要目的在于将PLC控制系统接内置的基本图像配料参数调出，刻蚀设备针对该参数实现在何处刻蚀以及刻蚀规格大小，3D粉末打印机针对该参数打印天然石粉，使其附着于毛坯上。
优选地，刻蚀设备刻蚀处为颜色相对其它部位较深、且具有立体感的部位。
优选地，3D粉末打印机在必要时候，例如颜色较深、沟槽较宽的部位采用自身携带的粘结剂进行粘结，避免转移烧制过程中造成塌落或扩散。
选的方案中，所述烧制窑对打印后的毛坯进行烧制，由PLC控制系统控制烧制温度和时间，最终形成成品。使用时，PLC控制系统控制烧制窑的燃烧机，使其烧制温度和时间关系与预设程序的温度和时间关系对应。
优选的方案中，所述全视角摄像头2对烧制后的成品进行全景拍摄，并将拍摄的图片发送至计算机，计算机将该全景图片与初始拍摄的平面图像进行对比。使用时，在烧制完成冷却后，采用全视角摄像头2对成品进行拍照，然后导入计算机，与之前拍摄的平面图像进行对比，当两者的色差在设定阈值内，则说明趋于接近仿生实物色泽及实物的三维效果，达到与仿生实物一致。
优选的方案中，如上所述的仿生态地铺石颜色对比成型系统的成型方法，它包括如下步骤：
S1，获取三维图像，雷达扫描探头1对所要仿生的实物进行扫描，获取三维扫描图像；
S2，拍摄彩色图像，全视角摄像头2对所要仿生的实物进行拍摄，获取平面图像，同时跟踪雷达扫描探头1的扫描位置拍摄多幅位置图像；
S3，合成，将三维扫描图像、平面图像和位置图像导入计算机中，利用合成软件将多幅位置图像与三维扫描图像一一对位合成面料图片，除去面料图像形成基本图像；
S4，除杂，采用合成软件将合成的面料图像中的杂物图元图像除去；
S5，替换，提取合成软件嵌入的图元图像替换除去的杂物图元图像；
S6，确定面料图像，将处理后的面料图像与实物进行人工观察对比，以趋于接近实物为原则进行确定；
S7，导入，将确定后的面料图像和基本图像导入PLC控制系统；
S8，获取对应参数，PLC控制系统根据导入的基本图像和面料图像分别获取基本图像参数和面料图像参数；
S9，配料，配料设备启动，根据基本图像参数将不同颜色的天然石粉按照比例分层、分级、分片输送至压制模内；
S10，压制，压制设备启动，对压制模内的天然石粉进行压制，形成毛坯；
S11，刻蚀，刻蚀设备启动，根据面料图像参数提供的图元数值，对颜色较深的毛坯面进行刻蚀；刻蚀后通过吸尘设备吸取刻蚀后的尘埃，毛坯保持干净物尘埃；
S12，打印，3D粉末打印机启动，根据面料图像参数将不同颜色的天然石粉添加到毛坯面上，刻蚀处的天然石粉量大于未刻蚀部位天然石粉量；必要时在沟槽处采用3D粉末打印机携带的粘合剂进行粘合；
S13，烧制，将打印后的毛坯输送至烧制窑，PLC控制系统控制燃烧机的燃烧速率和温度，与烧制时间关系形成对应；
S14，当烧制时间达到预设时间后，PLC控制系统控制燃烧机停机，冷却后出窑，毛坯成型形成成品；
S15，对比，将成品置于全视角摄像头2下部，全视角摄像头2拍摄成品图像，并将成品图像导入计算机，采用对比软件与原拍摄的平面图像进行比对，当两者的色差在设定阈值内，则说明趋于接近仿生实物色泽及实物的三维效果。该方操作简单方便，采用人、机和软件相结合获取仿生实物要素，利用配料设备配料，压制设备压制毛坯，刻蚀设备刻蚀提高仿三维效果，3D粉末打印机面料，烧制窑烧制成型后进行拍照对比，利用色差判断仿生真实效果，操作简单方便。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种仿生态地铺石颜色对比成型系统，其特征是：它包括雷达扫描装置、配料设备、压制设备、烧制窑、刻蚀设备和3D粉末打印机；所述雷达扫描装置包括至少三个呈等腰三角形布设的雷达扫描探头（1），以及位于等腰三角形同一水平面中心布设的全视角摄像头（2）；三个雷达扫描探头（1）同时对同一位置进行扫描成像，全视角摄像头（2）跟踪雷达扫描探头（1）扫描位置进行拍摄；
其成型方法包括如下步骤：
S1，获取三维图像，雷达扫描探头（1）对所要仿生的实物进行扫描，获取三维扫描图像；
S2，拍摄彩色图像，全视角摄像头（2）对所要仿生的实物进行拍摄，获取平面图像，同时跟踪雷达扫描探头（1）的扫描位置拍摄多幅位置图像；
S3，合成，将三维扫描图像、平面图像和位置图像导入计算机中，利用合成软件将多幅位置图像与三维扫描图像一一对位合成面料图片，除去面料图像形成基本图像；
S4，除杂，采用合成软件将合成的面料图像中的杂物图元图像除去；
S5，替换，提取合成软件嵌入的图元图像替换除去的杂物图元图像；
S6，确定面料图像，将处理后的面料图像与实物进行人工观察对比，以趋于接近实物为原则进行确定；
S7，导入，将确定后的面料图像和基本图像导入PLC控制系统；
S8，获取对应参数，PLC控制系统根据导入的基本图像和面料图像分别获取基本图像参数和面料图像参数；
S9，配料，配料设备启动，根据基本图像参数将不同颜色的天然石粉按照比例分层、分级、分片输送至压制模内；
S10，压制，压制设备启动，对压制模内的天然石粉进行压制，形成毛坯；
S11，刻蚀，刻蚀设备启动，根据面料图像参数提供的图元数值，对颜色较深的毛坯面进行刻蚀；刻蚀后通过吸尘设备吸取刻蚀后的尘埃，毛坯保持干净物尘埃；
S12，打印，3D粉末打印机启动，根据面料图像参数将不同颜色的天然石粉添加到毛坯面上，刻蚀处的天然石粉量大于未刻蚀部位天然石粉量；在沟槽处采用3D粉末打印机携带的粘合剂进行粘合；
S13，烧制，将打印后的毛坯输送至烧制窑，PLC控制系统控制燃烧机的燃烧速率和温度，与烧制时间关系形成对应；
S14，当烧制时间达到预设时间后，PLC控制系统控制燃烧机停机，冷却后出窑，毛坯成型形成成品；
S15，对比，将成品置于全视角摄像头（2）下部，全视角摄像头（2）拍摄成品图像，并将成品图像导入计算机，采用对比软件与原拍摄的平面图像进行比对，当两者的色差在设定阈值内，则说明趋于接近仿生实物色泽及实物的三维效果。
2.根据权利要求1所述的仿生态地铺石颜色对比成型系统，其特征是：所述雷达扫描探头（1）和全视角摄像头（2）与计算机连接，配料设备、压制设备、烧制窑、刻蚀设备和3D粉末打印机与PLC控制系统连接。
3.根据权利要求2所述的仿生态地铺石颜色对比成型系统，其特征是：所述计算机导入雷达扫描探头（1）扫描的三维扫描图形和全视角摄像头（2）拍摄的平面图像。
4.根据权利要求3所述的仿生态地铺石颜色对比成型系统，其特征是：所述计算机利用软件对三维扫描图形和平面图形进行合成后提取图元图像，形成具有立体感的面料图像和平面图结构的基本图像。
5.根据权利要求2所述的仿生态地铺石颜色对比成型系统，其特征是：所述计算机与PLC控制系统连接，将面料图像和基本图像传输给PLC控制系统。
6.根据权利要求2所述的仿生态地铺石颜色对比成型系统，其特征是：所述PLC控制系统接收基本图像后读取内置的基本图像配料参数，并启动配料设备进行毛坯配料。
7.根据权利要求2所述的仿生态地铺石颜色对比成型系统，其特征是：所述压制设备压制毛坯后，PLC控制系统读取内置的面料图像配置参数并传输给刻蚀设备和3D粉末打印机，刻蚀设备对毛坯进行刻蚀后，3D粉末打印机对毛坯进行打印。
8.根据权利要求2所述的仿生态地铺石颜色对比成型系统，其特征是：所述烧制窑对打印后的毛坯进行烧制，由PLC控制系统控制烧制温度和时间，最终形成成品。
9.根据权利要求3所述的仿生态地铺石颜色对比成型系统，其特征是：所述全视角摄像头（2）对烧制后的成品进行全景拍摄，并将拍摄的图片发送至计算机，计算机将该全景图片与初始拍摄的平面图像进行对比。
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