CN114660063A - 一种数字智能扫描系统及石材图像获取方法 - Google Patents

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涂亚东
王敬儒
许立坤
曾琰杰
蔡海志
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Abstract

本发明提供一种数字智能扫描系统，其包括：机架；输送装置，其设置在所述机架上，用于输送石材；扫描装置，其设置在所述输送装置上方；所述扫描装置包括密封箱和设置在密封箱内的相机；检测装置，其设置在所述输送装置上，用于检测石材是否位于拍摄区域内；处理器，其与所述扫描装置电性连接，用于接收相机获取的图像后合成完整的石材图像，并将石材图像转换成二维码；打印装置，其与所述处理器电性连接，用于获取并打印二维码后将该二维码贴附至石材表面。本发明的数字智能扫描系统能够自动获取石材图像并对石材进行标记，打通了前、后工序之间的信息共享，使得整线连接的衔接变得更加智能。

Description

一种数字智能扫描系统及石材图像获取方法
技术领域
本发明涉及石材制造技术领域，尤其涉及一种数字智能扫描系统及石材图像获取方法。
背景技术
岩板加工技术日趋成熟使得陶瓷行业愈发火热。以智能桥切机的应用最为广泛，随着客户对于桥切技术的要求越来越高以及追求板材的利用率越来越高，往往一块岩板或石材的应用需要经过多重切割来满足客户的要求。现有的技术还是停留在人工上板，根据订单要求进行不同尺寸的划分，然后在桥切机上进行划分以及后续的切割。甚至更加迟滞的技术手段还徘徊在手工切割的层面，对于人工的依赖还是很严重，极大割裂了人机之间的互动，设备之间还是没能实现信息互联。随着人工成本越来越高以及对安全生产责任的重视，这一局面亟待改变。
桥切切割技术诚然已经很成熟了，但是始终处于独立运行的情况，尤其是在多重规格需求或者保证最大利用率上还是未尽如人意。一直是通过桥切操作人来进行安排操作，如果人员技术不成熟、工作不到位或者人员不到位，这种信息不互通的工作模式就导致了对人员的依赖性，不利于整线的生产。
造成这种原因主要是前端没有一个监控和信息采集功能，对于岩板或石材的信息的采集并未进入一个前后连接互通的模式，信息的采集不到位直接会导致后期的设备终端始终处于一个盲区，只能通过人工的方式来进行协调，长期以往就造成了对人工的依赖，从长远发展的角度出发，始终处于计较落后的状态。
发明内容
本发明旨提供一种数字智能扫描系统及石材图像获取方法，该数字智能扫描系统能解决现有技术中石材扫描对人工依赖程度大的问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种数字智能扫描系统，其包括：
机架；
输送装置，其设置在所述机架上，用于输送石材；
扫描装置，其设置在所述输送装置上方；所述扫描装置包括密封箱和设置在密封箱内的相机；
检测装置，其设置在所述输送装置上，用于检测石材是否位于拍摄区域内；
处理器，其与所述扫描装置电性连接，用于接收相机获取的图像后合成完整的石材图像，并将石材图像转换成二维码；
打印装置，其与所述处理器电性连接，用于获取并打印二维码后将该二维码贴附至石材表面。
本发明的数字智能扫描系统通过设置输送装置自动输送石材至扫描装置下方的拍摄区域内，扫描装置完成图像收集后由处理器自动合成完整的石材图像并转换成二维码，最后通过打印装置打印二维码并贴附在石材上，使得石材的图像信息能够随石材流转至后续的工序，如切割工序等，实现了前、后工序之间的信息共享，使得整线连接的衔接变得更加智能。
进一步，输送装置包括输送辊、同步带和驱动输送辊的驱动装置；
所述输送辊间隔排列，所述同步带连接于所述输送辊的端部，并在驱动装置的驱动下带动输送辊滚动；
所述驱动装置外设置有防干扰部件，以减少外部电路对于图像处理系统的干扰。由于扫描装置采用的是拍摄相同时间间隔的多张图片以合成整体的图像，因此石材的移动速度的稳定性将影响图像的准确性，为确保输送辊以稳定的速度转动，使用防干扰部件对驱动装置进行信号屏蔽处理，能够使驱动装置更加稳定地运行。
进一步，所述输送装置上涂有抗反射涂层。对整个传输通道采用了抗反射处理，保证了在整个扫描的过程中不受反射光和其他光线的影响。
优选地，所述抗反射涂层为哑光油漆。
进一步，所述扫描装置还包括设置在密封箱内的光源，其入射方向朝向石材。
进一步，所述暗箱内设置两组所述光源，两组所述光源关于输送装置的法平面对称布置，且所述光源的光线与输送装置的法平面的夹角为15°-35°。使用所述光源对石材进行补光，使相机能够获取更加清晰的图像，并且将光源设置成倾斜的角度，能够避免石材反光。根据石材的厚度，可以调节光源的倾斜角度，使两组光源的聚焦线始终在石材表面，创造最好的光源成像环境。
进一步，所述扫描装置还包括设置在密封箱内的暗箱，其设置在所述相机和两组光源之间；
所述暗箱具有平行于输送装置的法平面的透光间隙，所述相机、透光间隙和两组光源的聚焦线正对。
通过设置所述暗箱，能够有效控制进入相机的光线，进而精确地控制相机每次拍摄图像的宽度，有利于后续对图像的合成更加精准。
进一步，所述检测装置包括前检测器和后检测器，前检测器和后检测器分别设置在所述扫描装置的前端和后端；
所述前检测器用于检测到石材的前边缘时向处理器发送信号以使光源和相机开始工作，所述后检测器用于检测到石材的后边缘时向处理器发送信号以使光源和相机停止工作。
设置所述前检测器和后检测器，能够准确地识别石材的尺寸，并且能够使本数字智能扫描系统仅在拍摄时启用光源和相机，大大节省了电力。
本发明还提供一种石材图像获取方法，其应用于上述的数字智能扫描系统，包括以下步骤：
S1：输送装置将石材输送至石材的前边缘到达前端检测装置，扫描装置内的光源点亮，相机开始拍照；
S2：输送装置将石材继续向前输送，扫描装置内的相机对石材以相同的时间间隔拍摄多张照片；
S3：输送装置将石材继续输送至石材的后边缘到达后端检测装置，扫描装置内的相机停止拍照；
S4：接收相机获取的图像后合成完整的石材图像，并将石材图像转换成二维码信息，打印机获取所述二维码信息并打印二维码标签后将该二维码标签贴附至石材表面。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明的数字智能扫描系统的俯视图；
图2是本发明的机架和输送装置的主视图；
图3是本发明的扫描装置的结构示意图。
其中，1、机架，2、输送装置，3、扫描装置，41、前检测器，42、后检测器，5、打印装置，6、防干扰部件，7、石材，21、输送辊，22、同步带，23、伺服电机，31、密封箱，32、相机，33、光源，34、暗箱。
具体实施方式
下面结合图1对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。
如图1所示，本发明的数字智能扫描系统，其包括：
机架1；
输送装置2，其设置在所述机架1上，用于输送石材7；
扫描装置3，其设置在所述输送装置2上方；所述扫描装置3包括密封箱31和设置在密封箱31内的相机32；
检测装置，其设置在所述输送装置2上，用于检测石材7是否位于拍摄区域内；
处理器，其与所述扫描装置3电性连接，用于接收相机32获取的图像后合成完整的石材图像，并将石材图像转换成二维码；
打印装置5，其与所述处理器电性连接，用于获取所述二维码信息并打印二维码标签后将该二维码标签贴附至石材7表面。作为优选，所述二维码标签贴附至石材表面的边缘处。
本发明的数字智能扫描系统通过设置输送装置2自动输送石材7至扫描装置3下方的拍摄区域内，扫描装置3完成图像收集后由处理器自动合成完整的石材图像并转换成二维码，最后通过打印装置5打印二维码并贴附在石材7上，使得石材7的图像信息能够随石材7流转至后续的工序，如切割工序等，实现了前、后工序之间的信息共享，使得整线连接的衔接变得更加智能。
如图2所示，输送装置2包括输送辊21、同步带22和驱动输送辊21的驱动装置；其中，所述驱动装置包括伺服电机23和减速器，伺服电机23启动，通过减速器输送扭矩带动减速器输送轴上的同步带22轮，进而带动输送辊21转动以传输石材7。
所述驱动装置外设置有防干扰部件6，以减少外部电路对于图像处理系统的干扰。由于扫描装置3采用的是拍摄相同时间间隔的多张图片以合成整体的图像，因此石材7的移动速度的稳定性将影响图像的准确性，为确保输送辊21以稳定的速度转动，使用防干扰部件6以减少外部电路对于图像处理系统的干扰，能够使驱动装置更加稳定地运行。
其中，所述防干扰部件6具体可以为塑料壳体，其起到将电子元件、伺服电机23与金属材料隔离开来的作用，达到信号屏蔽的效果。
现有技术中，往往只会对扫描装置3的密封箱31内部做抗反射处理，但输送装置2所反射的光线也会对拍摄效果产生影响。因此，本发明的数字智能扫描系统的输送装置2上涂有抗反射涂层，具体地，所述输送辊外周面涂敷有抗反射涂层。对整个传输通道采用了抗反射处理，保证了在整个扫描的过程中不受反射光和其他光线的干扰。
优选地，所述抗反射涂层为哑光油漆。进一步地，优选为黑色哑光油漆，在最大程度上避免线反射。
如图3所示，所述扫描装置还包括设置在密封箱内的光源33，其入射方向朝向石材7。优选地，所述密封箱31内设置有两组所述光源33，两组所述光源33关于输送装置2的法平面对称布置，且所述光源33的光线输送装置2的法平面的夹角为15°-35°。使用所述光源33对石材7进行补光，使相机32能够获取更加清晰的图像，并且将光源33设置成倾斜的角度，能够避免石材7反光。具体地，所述光源33可转动，进而可以调整两组光源33的聚焦线以使其始终能够聚焦线位于石材7的表面，适应不同厚度的石材7。在实际应用中，所述光源33的光线输送装置2的法平面的夹角优选为25°左右，适用于目前大部分的石材7厚度。
所述扫描装置3还包括设置在密封箱31内的暗箱34，其设置在所述相机32和两组光源33之间；
所述暗箱34具有平行于输送装置2的法平面的透光间隙，所述相机32、透光间隙和两组光源33的聚焦线正对。
通过设置所述暗箱34，能够有效控制进入相机32的光线，进而精确地控制相机32每次拍摄图像的宽度，有利于后续对图像的合成更加精准。
所述检测装置包括前检测器41和后检测器42，前检测器41和后检测器42分别设置在所述扫描装置3的前端和后端；
所述前检测器41用于检测到石材7的前边缘时向处理器发送信号以使光源33和相机32开始工作，所述后检测器42用于检测到石材7的后边缘时向处理器发送信号以使光源33和相机32停止工作。
设置所述前检测器41和后检测器42，能够准确地识别石材7的尺寸，并且能够使本数字智能扫描系统仅在拍摄时启用光源33和相机32，大大节省了电力。
本发明的数字智能扫描系统工作步骤如下：
S1：输送装置2将石材7输送至石材7的前边缘到达前端检测装置，扫描装置3内的相机32开始拍照；
S2：输送装置2将石材7继续向前输送，扫描装置3内的相机32对石材7以相同的时间间隔拍摄多张照片；
S3：输送装置2将石材7继续输送至石材7的后边缘到达后端检测装置，扫描装置3内的相机32停止拍照；
S4：接收相机32获取的图像后合成完整的石材图像，并将石材图像转换成二维码信息，打印机获取所述二维码信息并打印二维码标签后将该二维码标签贴附至石材7表面。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“竖向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。
如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，如没有另外声明，所述词语并没有特殊的含义。
本发明并不局限于所述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (9)

1.一种数字智能扫描系统，其特征在于，包括：
机架；
输送装置，其设置在所述机架上，用于输送石材；
扫描装置，其设置在所述输送装置上方；所述扫描装置包括密封箱和设置在密封箱内的相机；
检测装置，其设置在所述输送装置上，用于检测石材是否位于拍摄区域内；
处理器，其与所述扫描装置电性连接，用于接收相机获取的图像后合成完整的石材图像，并将石材图像转换成二维码信息；
打印装置，其与所述处理器电性连接，用于获取所述二维码信息并打印二维码标签后将该二维码标签贴附至石材表面。
2.根据权利要求1所述的数字智能扫描系统，其特征在于：
输送装置包括输送辊、同步带和驱动输送辊的驱动装置；
所述输送辊间隔排列，所述同步带连接于所述输送辊的端部，并在驱动装置的驱动下带动输送辊滚动；
所述驱动装置外设置有防干扰部件，以减少外部电路对于图像处理系统的干扰。
3.根据权利要求2所述的数字智能扫描系统，其特征在于：
所述输送装置上涂有抗反射涂层。
4.根据权利要求3所述的数字智能扫描系统，其特征在于：
所述抗反射涂层为哑光油漆。
5.根据权利要求1所述的数字智能扫描系统，其特征在于：
所述扫描装置还包括设置在密封箱内的光源，其入射方向朝向石材。
6.根据权利要求5所述的数字智能扫描系统，其特征在于：
所述暗箱内设置两组所述光源，两组所述光源关于输送装置的法平面对称布置，且所述光源的光线与输送装置的法平面的夹角为15°-35°。
7.根据权利要求5所述的数字智能扫描系统，其特征在于：
所述扫描装置还包括设置在密封箱内的暗箱，其设置在所述相机和两组光源之间；
所述暗箱具有平行于输送装置的法平面的透光间隙，所述相机、透光间隙和两组光源的聚焦线正对。
8.根据权利要求5所述的数字智能扫描系统，其特征在于：
所述检测装置包括前检测器和后检测器，前检测器和后检测器分别设置在所述扫描装置的前端和后端；
所述前检测器用于检测到石材的前边缘时向处理器发送信号以使光源和相机开始工作，所述后检测器用于检测到石材的后边缘时向处理器发送信号以使光源和相机停止工作。
9.一种石材图像获取方法，其特征在于，所述石材图像获取方法包括以下步骤：
S1：输送装置将石材输送至石材的前边缘到达前端检测装置，扫描装置内的光源点亮，相机开始拍照；
S2：输送装置将石材继续向前输送，扫描装置内的相机对石材以相同的时间间隔拍摄多张照片；
S3：输送装置将石材继续输送至石材的后边缘到达后端检测装置，扫描装置内的相机停止拍照；
S4：接收相机获取的图像后合成完整的石材图像，并将石材图像转换成二维码信息，打印机获取所述二维码信息并打印二维码标签后将该二维码标签贴附至石材表面。
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