CN115575410A - 瓷砖缺陷激光定位方法、控制装置及系统 - Google Patents

瓷砖缺陷激光定位方法、控制装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了瓷砖缺陷激光定位方法、控制装置及系统,该方法通过拍摄瓷砖的光学图像,以光学图像相邻的两条边为X轴和Y轴建立第一直角坐标系,识别瓷砖缺陷部位,再通过光学图像的尺寸信息和原始坐标、以及激光源投射区域的尺寸信息和分辨率构建光学图像坐标系与激光源投射区域坐标系的投射关系,得到瓷砖缺陷部位的第一坐标,获取瓷砖在生产线的传输速度,通过把第一坐标和传输速度代入计算公式得到激光矩阵单元的控制信号,瓷砖到达指定位置触发控制信号,激光矩阵单元接收控制信号向瓷砖缺陷部位投射激光进行标示,便于作业人员精确检查出瓷砖上的缺陷,提高作业效率。

Description

瓷砖缺陷激光定位方法、控制装置及系统
技术领域
本发明涉及瓷砖生产领域,尤其涉及一种瓷砖缺陷激光定位方法、控制装置及系统。
背景技术
瓷砖生产过程中常常会出现很多表面缺陷,市面上现有的瓷砖缺陷和瑕疵定位方法均采用缺陷提示屏幕实时显示,所以在流水线生产速度较快的场景使用时,工人往往无法同时观看缺陷提示屏幕和流水线上的瓷砖,同时在瓷砖的工业生产线中,人眼无法一时判断出来瓷砖表面缺陷,长时间工作后眼睛疲劳导致工作效率低且犯错,造成漏检率高,限制了产线生产的最快速度。
发明内容
针对瓷砖在工业生产线漏检率高的问题,本发明实施例提供了一种瓷砖缺陷激光定位方法及系统。包括如下步骤:
步骤S1,获取瓷砖缺陷部位的坐标,拍摄瓷砖的光学图像,将所述光学图像相邻的两条边设为X轴和Y轴,通过X轴和Y轴建立第一直角坐标系,将所述光学图像与瓷砖缺陷数据库作对比确定瓷砖缺陷部位的位置,记录瓷砖缺陷部位在所述第一直角坐标系的第一坐标;
步骤S2,构建激光投射关系;
步骤S3,获取瓷砖传输速度,利用测速编码器测量瓷砖在生产线上的传输速度;
步骤S4,数据预处理,对获取的所述第一坐标和所述传输速度进行计算并得到控制信号;
步骤S5,标识定位,根据所述第一坐标和所述控制信号对瓷砖缺陷位置进行标识定位。
在其中一个实施例中,所述构建激光投射关系的具体步骤如下:
提供激光矩阵单元投射激光;
根据所述光学图像的尺寸信息、原始坐标、激光矩阵单元投射区域的尺寸信息和分辨率构建光学图像坐标系与激光矩阵单元投射区域坐标系的投射关系。
在其中一个实施例中,所述激光矩阵单元有N个激光源,N个所述激光源沿所述第一直角坐标系X轴方向阵列分布,以激光矩阵单元投射区域建立第二直角坐标系,所述第一直角坐标系相对于与所述第二直角坐标系可运动,所述第二直角坐标系的X轴和Y轴分别与所述第一直角坐标系的X轴和Y轴平行,所述第二直角坐标系的X轴区间与所述第一直角坐标系的X轴区间大小相同,根据激光源的数量,把所述第二直角坐标系划分成N个面积相同的方格区域,每个所述方格区域动态对应第一直角坐标系的坐标区间。当瓷砖进入激光矩阵单元的投射区域,第二直角坐标系的每个方格区域在某个瞬间对应着第一直角坐标系的一个坐标区间,随着瓷砖在生产线上运动,同时激光矩阵单元的投射区域相对第一直角坐标系也在运动,通过根据瓷砖缺陷部位的坐标信息,改变激光矩阵单元中各个发光源的投射顺序,即可实现瓷砖缺陷的激光定位标识;同时,通过改变激光源的数量能够改变定位缺陷的精准程度,当激光源的数量越来越多,第二直角坐标系划分的方格区域的数量就越多,单个方格区域对应缺陷部位就越小。
在其中一个实施例中,所述标识定位,根据所述第一坐标和所述控制信号对瓷砖缺陷位置进行标识定位的具体步骤如下:
根据所述第一坐标和所述控制信号,投射光源照射到瓷砖的缺陷部位,使瓷砖的缺陷部分高亮或不同于其它位置的颜色显示以标识定位该缺陷部位位置。
在其中一个实施例中,所述测速编码器与瓷砖生产线的旋转轴相连,测量瓷砖在生产线上的传输速度,并把所述传输速度的数值转换成电信号。
在其中一个实施例中,所述对获取的第一坐标和传输速度进行计算的具体步骤如下:
提取所述第一坐标中的Y轴数值,根据计算公式T=Y/V,获取控制所述激光源的控制信号,其中,T是延时时间,Y是缺陷部位在所述第一直角坐标系的Y轴数值,V是瓷砖在生产线上的传输速度。通过获取延时时间,能够确定第二控制器中定时器的定时时间,当瓷砖的缺陷部位经过激光矩阵单元投射区域时,定时器刚好完成T毫秒延时,第二控制器对应的输出端口允许输出控制信号至激光矩阵单元。
本发明还提供一种控制装置,包括:处理器、存储器及存储在所述储存器上并可在所述处理器上运行的程序或指令,所述程序或指令被所述处理器执行实现上述的瓷砖缺陷激光定位方法。
本发明还提供一种瓷砖缺陷激光定位系统,包括:
缺陷识别设备,所述缺陷识别设备用于拍摄并处理瓷砖的光学图像;
测速编码器,所述测速编码器用于测量瓷砖在生产线上的传输速度;
第一控制器,所述第一控制器与所述缺陷识别设备和所述测速编码器电连接,所述第一控制器用于传递所述缺陷识别设备记录的第一坐标和所述测速编码器获取的传输速度;
第二控制器,所述第二控制器与所述第一控制器电连接,所述第二控制器用于对所述第一坐标和所述传输速度进行计算得到控制信号;
激光矩阵单元,所述激光矩阵单元与所述第二控制器电连接,所述激光矩阵单元用于提供激光源对瓷砖缺陷部位投射激光进行标识定位。
在其中一个实施例中,所述第二控制器用于接收并处理所述第一控制器发送的信号,所述缺陷识别设备能将所述光学图像相邻的两条边分别作为X轴和Y轴建立第一直角坐标系,将所述第二控制器中的多个输出端口与所述第一直角坐标系的X轴数值对应分配,根据所述第一坐标中的X轴数值确定启动对应的输出端口;根据计算公式:T=Y/V,获取所述第二控制器中定时器的延时时间,作为决定控制信号允许通过输出端口输出的启动时间,其中,T是延时时间,Y是缺陷部位在所述第一直角坐标系的Y轴数值,V是瓷砖在生产线上的传输速度,瓷砖进入指定位置,所述定时器延时T毫秒后,输出端口输出控制信号控制所述激光矩阵单元。通过获取延时时间,能够确定第二控制器中定时器的定时时间,当瓷砖的缺陷部位经过激光矩阵单元投射区域时,定时器刚好完成T毫秒延时,第二控制器对应的输出端口允许输出控制信号至激光矩阵单元。
在其中一个实施例中,所述激光矩阵单元中的激光源数量为N个,N个所述激光源独立工作。通过N个激光源沿所述第一直角坐标的X轴方向阵列分布,以激光矩阵单元投射区域建立第二直角坐标系,第一直角坐标系相对于与第二直角坐标系可运动,第二直角坐标系的X轴和Y轴分别与第一直角坐标系的X轴和Y轴平行,第二直角坐标系的X轴区间与所述第一直角坐标系的X轴区间大小相同,根据激光源的数量,把第二直角坐标系划分成N个面积相同的方格区域,每个方格区域动态对应所述第一直角坐标系的坐标区间,当瓷砖进入激光矩阵单元的投射区域,第二直角坐标系的每个方格区域在每个瞬间对应着第一直角坐标系的一个坐标区间,随着瓷砖在生产线上运动,同时激光矩阵单元的投射区域相对第一直角坐标系也在运动,通过利用瓷砖缺陷部位的坐标信息,改变激光矩阵单元中各个发光源的投射顺序,即可实现瓷砖缺陷的激光定位标识;同时,通过改变激光源的数量能够改变定位缺陷的精准程度,当激光源的数量越来越多,第二直角坐标系划分的方格区域的数量就越多,单个方格区域对应缺陷部位就越小。
在其中一个实施例中,所述缺陷识别设备与所述第一控制器采用CAN总线方式连接。
在其中一个实施例中,所述第一控制器与所述第二控制器采用RS485方式连接。
在其中一个实施例中,所述激光矩阵单元采用低照度激光器。通过使用低照度的激光,避免过强的激光刺激到检测人员的眼睛,从而既可以实现激光点定位,又能够降低对人眼的伤害。
本发明的有益效果:
本发明提供的一种瓷砖缺陷激光定位方法,通过拍摄瓷砖光学图像,建立以光学图像相邻的两条边作为X轴和Y轴建立第一直角坐标系,把瓷砖的光学图像与瓷砖缺陷数据库作对比,得到瓷砖缺陷部位在第一直角坐标的第一坐标,再以激光矩阵单元投射区域坐标系和第一直角坐标系构建映射关系,通过测速编码器获取瓷砖在生产线上的传输速度,根据第一坐标和瓷砖的传输速度代入计算公式得到控制信号,激光矩阵单元接收控制信号投射激光对瓷砖的缺陷部位进行标识,便于作业人员在瓷砖工业产线中精确检查出瓷砖上的缺陷,提高检验效率,加快产线生产速度。本发明提供的一种控制装置,设有能够实现上述瓷砖缺陷激光定位方法的程序或指令。本发明提供的一种瓷砖缺陷激光定位系统,能够通过缺陷识别设备识别瓷砖的缺陷并建立坐标系得到缺陷部位的坐标,再通过激光矩阵单元接收控制信号对瓷砖缺陷部位投射激光,便于作业人员在瓷砖工业产线中精确检查出瓷砖上的缺陷,提高检验效率,加快产线生产速度。
附图说明
图1为瓷砖缺陷激光定位方法的具体实施流程图;
图2为瓷砖缺陷激光定位系统流程图;
图3为瓷砖缺陷激光定位系统连接图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1
本申请的第一个实施例公开了一种瓷砖缺陷激光定位方法,如图3所示,一种瓷砖缺陷激光定位方法,包括以下步骤:
步骤S1,获取瓷砖缺陷部位的坐标,拍摄瓷砖的光学图像,建立以光学图像相邻的两条边为X轴和Y轴建立第一直角坐标系,把瓷砖的光学图像与瓷砖缺陷数据库作对比确定瓷砖缺陷部位的位置,记录瓷砖缺陷部位在第一直角坐标系的第一坐标;
步骤S2,构建激光投射关系;
步骤S3,获取瓷砖传输速度,利用测速编码器测量瓷砖在生产线上的传输速度;
步骤S4,数据预处理,对获取的第一坐标和传输速度进行计算并得到控制信号;
步骤S5,激光定位,根据第一坐标和控制信号对瓷砖缺陷位置进行标识定位。
除上述实施例的特征以外,本实施例进一步限定了:构建激光投射关系的具体步骤如下:
提供激光矩阵单元投射激光;
根据光学图像的尺寸信息、原始坐标、激光矩阵单元投射区域的尺寸信息和分辨率构建光学图像坐标系与激光矩阵单元投射区域坐标系的投射关系。
如图3所示,除上述实施例的特征以外,本实施例进一步限定了:激光矩阵单元有N个激光源,N个激光源沿第一直角坐标系X轴方向阵列分布,以激光矩阵单元投射区域建立第二直角坐标系,第一直角坐标系相对于与第二直角坐标系可运动,第二直角坐标系的X轴和Y轴分别与第一直角坐标系的X轴和Y轴平行,第二直角坐标系的X轴区间与第一直角坐标系的X轴区间大小相同,根据激光源的数量,把第二直角坐标系划分成N个面积相同的方格区域,每个方格区域动态对应第一直角坐标系的坐标区间。当瓷砖进入激光矩阵单元的投射区域,第二直角坐标系的每个方格区域在某个瞬间对应着第一直角坐标系的一个坐标区间,随着瓷砖在生产线上运动,同时激光矩阵单元的投射区域相对第一直角坐标系也在运动,通过利用瓷砖缺陷部位的坐标信息,改变激光矩阵单元中各个发光源的投射顺序,即可实现瓷砖缺陷的激光定位标识;同时,通过改变激光源的数量能够改变定位缺陷的精准程度,当激光源的数量越来越多,第二直角坐标系划分的方格区域的数量就越多,单个方格区域对应缺陷部位就越小。
除上述实施例的特征以外,本实施例进一步限定了:步骤S3中,测速编码器与瓷砖生产线的旋转轴相连,测量瓷砖在生产线上的传输速度,并把传输速度的数值转换成电信号。
如图3所示,除上述实施例的特征以外,本实施例进一步限定了:获取的第一坐标和传输速度进行计算的具体步骤如下:
提取第一坐标中的Y轴数值,根据计算公式T=Y/V,获取控制激光源的控制信号,其中,T是延时时间,Y是缺陷部位在第一直角坐标系的Y轴数值,V是瓷砖在生产线上的传输速度。通过获取延时时间,能够确定第二控制器中定时器的定时时间,当瓷砖的缺陷部位经过激光矩阵单元投射区域时,定时器刚好完成T毫秒延时,第二控制器对应的输出端口允许输出控制信号至激光矩阵单元。
如图3所示,除上述实施例的特征以外,本实施例进一步限定了:激光矩阵单元接收步骤S4中的控制信号,激活对应的激光源投射到瓷砖的缺陷部位,使瓷砖的缺陷部分高亮或不同于其它位置的颜色显示以标识定位该缺陷部位位置。
综上所述,本发明提供的瓷砖缺陷激光定位方法,通过拍摄瓷砖光学图像,建立以光学图像相邻的两条边作为X轴和Y轴建立第一直角坐标系,把瓷砖的光学图像与瓷砖缺陷数据库作对比,得到瓷砖缺陷部位在第一直角坐标的第一坐标,再以激光矩阵单元投射区域坐标系和第一直角坐标系构建映射关系,通过测速编码器获取瓷砖在生产线上的传输速度,根据第一坐标和瓷砖的传输速度代入计算公式得到控制信号,激光矩阵单元接收控制信号投射激光对瓷砖的缺陷部位进行标识,便于作业人员在瓷砖工业产线中精确检查出瓷砖上的缺陷,提高检验效率,加快工业产线生产速度。
实施例2
本发明的第二个实施例,提供了一种瓷砖缺陷激光定位控制装置,包括处理器、存储器及存储在储存器上并可在处理器上运行的程序或指令,程序或指令被处理器执行实现上述的瓷砖缺陷激光定位方法。
实施例3
本发明的第三个实施例,提供了一种瓷砖缺陷激光定位系统,包括:缺陷识别设备、第一控制器、第二控制器和激光矩阵单元,缺陷识别设备用于拍摄并处理瓷砖的光学图像;第一控制器用于传递缺陷识别设备记录的第一坐标和获取瓷砖在生产线上的传输速度,第一控制器与缺陷识别设备和测速编码器电连接;第二控制器用于对第一坐标和传输速度进行计算得到激光矩阵单元的控制信号,第二控制器与第一控制器电连接;激光矩阵单元与所述第二控制器电连接,激光矩阵单元用于提供激光源对瓷砖缺陷部位投射激光进行标识定位。
除上述实施例的特征外,本实施例进一步限定了,第二控制器用于接收并处理第一控制器发送的信号,缺陷识别设备将光学图像相邻的两条边分别作为X轴和Y轴建立第一直角坐标系,第二控制器中的多个输出端口与第一直角坐标系的X轴数值对应分配,根据第一坐标中的X轴数值确定启动对应的输出端口,根据计算公式:T=Y/V,获取第二控制器中定时器的延时时间,作为决定控制信号允许通过输出端口输出的启动时间,其中,T是延时时间,Y是缺陷部位在第一直角坐标系的Y轴数值,V是瓷砖在生产线上的传输速度。通过获取延时时间,能够确定第二控制器中定时器的定时时间,当瓷砖的缺陷部位经过激光矩阵单元投射区域时,定时器刚好完成T毫秒延时,第二控制器对应的输出端口允许输出控制信号至激光矩阵单元。
除上述实施例的特征外,本实施例进一步限定了,激光矩阵单元中的激光源数量为N个,N个激光源独立工作。通过N个激光源沿第一直角坐标的X轴方向阵列分布,以激光矩阵单元投射区域建立第二直角坐标系,第一直角坐标系相对于与第二直角坐标系可运动,第二直角坐标系的X轴和Y轴分别与第一直角坐标系的X轴和Y轴平行,第二直角坐标系的X轴区间与第一直角坐标系的X轴区间大小相同,根据激光源的数量,把第二直角坐标系划分成N个面积相同的方格区域,每个方格区域动态对应第一直角坐标系的坐标区间。当瓷砖进入激光矩阵单元的投射区域,第二直角坐标系的每个方格区域在某个瞬间对应着第一直角坐标系的一个坐标区间,随着瓷砖在生产线上运动,同时激光矩阵单元的投射区域相对第一直角坐标系也在运动,通过利用瓷砖缺陷部位的坐标信息,改变激光矩阵单元中各个发光源的投射顺序,即可实现瓷砖缺陷的激光定位标识;同时,通过改变激光源的数量能够改变定位缺陷的精准程度,当激光源的数量越来越多,第二直角坐标系划分的方格区域的数量就越多,单个方格区域对应缺陷部位就越小。
除上述实施例的特征外,本实施例进一步限定了,缺陷识别设备与第一控制器采用CAN总线方式连接。
除上述实施例的特征外,本实施例进一步限定了,第一控制器与第二控制器采用RS485方式连接。
除上述实施例的特征外,本实施例进一步限定了,激光矩阵单元采用低照度激光器。通过使用低照度的激光,避免过强的激光刺激到检测人员的眼睛,从而既可以实现激光点定位,又能够降低对人眼的伤害。
综上所述,本发明提供的瓷砖缺陷激光定位系统,能够通过缺陷识别设备识别瓷砖的缺陷并建立坐标系得到缺陷部位的坐标,再通过激光矩阵单元接收控制信号对瓷砖缺陷部位投射激光,便于作业人员在瓷砖工业产线中精确检查出瓷砖上的缺陷,提高检验效率,加快产线生产速度。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出,对于本领域的普通技术人员而言,在不脱离本申请构思的前提下,还可做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种瓷砖缺陷激光定位方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1,获取瓷砖缺陷部位的坐标,拍摄瓷砖的光学图像,将所述光学图像相邻的两条边设为X轴和Y轴,通过X轴和Y轴建立第一直角坐标系,将所述光学图像与瓷砖缺陷数据库作对比确定瓷砖缺陷部位的位置,记录瓷砖缺陷部位在所述第一直角坐标系的第一坐标;
步骤S2,构建激光投射关系;
步骤S3,获取瓷砖传输速度,利用测速编码器测量瓷砖在生产线上的传输速度;
步骤S4,数据预处理,对获取的所述第一坐标和所述传输速度进行计算并得到控制信号;
步骤S5,标识定位,根据所述第一坐标和所述控制信号对瓷砖缺陷位置进行标识定位。
2.根据权利要求1所述的瓷砖缺陷激光定位方法,其特征在于,所述构建激光投射关系的具体步骤如下:
提供激光矩阵单元投射激光;
根据所述光学图像的尺寸信息、原始坐标、所述激光矩阵单元投射区域的尺寸信息和分辨率构建所述光学图像坐标系与所述激光矩阵单元投射区域坐标系的投射关系。
3.根据权利要求2所述的瓷砖缺陷激光定位方法,其特征在于,所述激光矩阵单元有N个激光源,N个所述激光源沿所述第一直角坐标系X轴方向阵列分布,以激光矩阵单元投射区域建立第二直角坐标系,所述第一直角坐标系相对于与所述第二直角坐标系可运动,所述第二直角坐标系的X轴和Y轴分别与所述第一直角坐标系的X轴和Y轴平行,所述第二直角坐标系的X轴区间与所述第一直角坐标系的X轴区间大小相同,根据激光源的数量,将所述第二直角坐标系划分成N个面积相同的方格区域,每个所述方格区域动态对应第一直角坐标系的坐标区间。
4.根据权利要求1所述的瓷砖缺陷激光定位方法,其特征在于,根据所述第一坐标和所述控制信号对瓷砖缺陷位置进行标识定位的具体步骤如下:
根据所述第一坐标和所述控制信号,投射光源照射到瓷砖的缺陷部位,使瓷砖的缺陷部分高亮或不同于其它位置的颜色显示以标识定位该缺陷部位位置。
5.根据权利要求1所述的瓷砖缺陷激光定位方法,其特征在于,所述测速编码器与瓷砖生产线的旋转轴相连,所述测速编码器测量瓷砖在生产线上的传输速度,并把所述传输速度的数值转换成电信号。
6.根据权利要求1所述的瓷砖缺陷激光定位方法,其特征在于,所述获取的第一坐标和传输速度进行计算的具体步骤如下;
提取所述第一坐标中的Y轴数值,根据计算公式T=Y/V,获取控制所述激光源的控制信号,其中,T是延时时间,Y是缺陷部位在所述第一直角坐标系的Y轴数值,V是瓷砖在生产线上的传输速度。
7.一种控制装置,其特征在于,包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令,所述程序或指令被所述处理器执行实现如权利要求1至6中任一项所述的瓷砖缺陷激光定位方法。
8.一种瓷砖缺陷激光定位系统,其特征在于,包括:
缺陷识别设备,所述缺陷识别设备用于拍摄并处理瓷砖的光学图像;
测速编码器,所述测速编码器用于测量瓷砖在生产线上的传输速度;
第一控制器,所述第一控制器与所述缺陷识别设备和所述测速编码器电连接,所述第一控制器用于传递所述缺陷识别设备记录的第一坐标和瓷砖在生产线上的所述传输速度;
第二控制器,所述第二控制器与所述第一控制器电连接,所述第二控制器用于对所述第一坐标和传输速度进行计算得到所述激光矩阵单元的控制信号;
激光矩阵单元,所述激光矩阵单元与所述第二控制器电连接,所述激光矩阵单元用于提供激光源对瓷砖缺陷部位投射激光进行投射标识。
9.根据权利要求8所述的瓷砖缺陷激光定位系统,其特征在于,所述第二控制器用于接收并处理所述第一控制器发送的信号,所述缺陷识别设备能将所述光学图像相邻的两条边分别作为X轴和Y轴建立第一直角坐标系,将所述第二控制器中的多个输出端口与所述第一直角坐标系的X轴数值对应分配,根据所述第一坐标中的X轴数值确定启动对应的输出端口;根据计算公式:T=Y/V,获取所述第二控制器中定时器的延时时间,作为决定控制信号允许通过输出端口输出的启动时间,其中,T是延时时间,Y是缺陷部位在所述第一直角坐标系的Y轴数值,V是瓷砖在生产线上的传输速度。
10.根据权利要求8所述的瓷砖缺陷激光定位系统,其特征在于,所述激光矩阵单元中的激光源数量为N个,N个所述激光源独立工作;和/或
所述缺陷识别设备与所述第一控制器采用CAN总线方式连接;和/或
所述第一控制器与所述第二控制器采用RS485方式连接;和/或
所述激光矩阵单元采用低照度激光器。
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