CN203720105U - 一种纸张表面缺陷光学检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型建立了一种基于机器视觉的纸张表面缺陷光学检测系统，对纸张表面缺陷和附着物能够精确和快速检查，能够有效的防止检测过程中事故的发生。本系统包括：数字相机，用于拍摄贝斯表面图像；光源，用于向所述数字相机的图像采集区域内打光以便实现照明；图像采集卡，用于接收和转化数字相机拍摄的图像数据后，将其存入计算机控制系统；电机，用于驱动贝斯卷转动并将其展开，将待检测的贝斯区域移动至所述相机的采集区域内；控制电路，根据计算机控制系统的驱动指令控制所述电机的转动；计算机控制系统，连接所述图像采集卡并接收所述图像数据，根据图像数据检测贝斯表面缺陷的检测；并且连接所述控制电路并发送驱动指令。

Description

一种纸张表面缺陷光学检测系统

技术领域

本实用新型涉及皮革制造技术，更具体地，涉及一种纸张表面缺陷光学检测系统。

背景技术

PU革在目前的人造革产品中属于高端的产品。PU革具有与天然皮革相似的束状超细纤维结构，经加工处理后与天然皮革在外观和性能上非常接近，并且在机械强度、防化学腐蚀性、透气吸湿、抗变形等方面优于天然皮革，其在柔软度、可剥离性、耐久度、造面加工方面的性能是传统的人造革所无法相比的。

贝斯（BASE）制造是PU革生产中的一个必需环节。这一过程采用湿法工艺，通常以无纺布或毛布作为基材，在含有二甲基甲酰胺的浸槽中浸入树脂定型，然后经过预凝固、干燥定型等工序后，进入涂料台涂抹聚氨酯浆料，然后进入凝固槽进行凝固成膜处理。在凝固过程中，通过置换形成泡孔。带有泡孔的皮膜经过水槽中的反复冲洗，脱除残留的二甲基甲酰胺之后，通过烘干生成贝斯。贝斯还要经过后续的加工才能最终被制成PU革。

在现有的生产工艺中，对贝斯要通过人工进行检测。人工检测过程中由操作工通过肉眼检查快速滚动的贝斯，长时间工作后容易出现疲劳，注意力不集中，造成检验失误，最终影响到产品质量，还有可能诱发事故。在现代机械工业发展中，高速自动化检测成为一个新的发展趋势，因此，人们也希望摒弃传统的人工式检测方法，代之以自动化的检测手段。

实用新型内容

针对现有技术中的上述缺陷，本实用新型建立了一种基于机器视觉的纸张表面缺陷光学检测系统，对贝斯纸张表面的缺陷和附着物能够更精确和快速地检查，并且这种非接触式检测能够有效的防止检测过程中事故的发生。

本实用新型所述的纸张表面缺陷光学检测系统，其特征在于，包括：

数字相机，用于拍摄贝斯表面图像；

光源，用于向所述数字相机的图像采集区域内打光以便实现照明；

图像采集卡，用于接收和转化数字相机拍摄的图像数据后，将其存入计算机控制系统；

电机，用于驱动贝斯卷转动并将其展开，将待检测的贝斯区域移动至所述相机的采集区域内；

控制电路，根据计算机控制系统的驱动指令控制所述电机的转动；

计算机控制系统，连接所述图像采集卡并接收所述图像数据，根据图像数据检测贝斯表面缺陷的检测；并且连接所述控制电路并发送驱动指令。

优选的是，所述纸张表面缺陷光学检测系统还包括：自动分选机构，连接所述计算机控制系统，并根据所述计算机控制系统的判断信号执行对贝斯的分选动作。进一步优选的是，所述纸张表面缺陷光学检测系统还包括报警装置，根据所述计算机控制系统的判断信号执行报警。

优选的是，所述纸张表面缺陷光学检测系统还包括：分布于贝斯上、下方的一对激光位移传感器，用于检测贝斯的厚度。

优选的是，所述光源为LED光源。

优选的是，所述光源包括四组条形光源，并且所述条形光源布设在数字相机和贝斯之间，分别从四个侧面对所述图像采集区域打光。进一步优选的是，每组所述条形光源的长度等于贝斯的宽度。进一步优选的是，所述四组条形光源排列为一矩形框，并且所述数字相机的图像采集区域正对所述矩形框。

优选的是，所述数字相机为具有130万以上像素的彩色CCD相机。

本实用新型的工作原理是：在条形光源的照明下采用数字相机实现贝斯图像采集，并且进行贝斯表面质量及其宽度的光学检测，然后通过多组激光位移传感器进行厚度测量，并由工控机对光学和厚度测量数据执行处理和判断，对异常贝斯进行分选和报警。

本实用新型能够对贝斯宽度或厚度尺寸不达标、表面起皱、存在条纹和明显色差等缺陷进行自动化的光学检测排查，相比现有技术中的人工肉眼检查，具有精确度高、速度快、安全可靠的优点，在提高湿法工艺中贝斯生产质量的同时，显著降低了检测工序中的劳动力成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1是按照本实用新型实施例的整体系统结构示意图；

图2是按照本实用新型实施例的相机、光源布设及检测区域示意图；

图3是按照本实用新型实施例的一对激光位移传感器布设示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，并使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例及实施例附图对本实用新型作进一步详细的说明。

参见图1所示的系统整体结构图，本实用新型所述的纸张表面缺陷光学检测系统包括数字相机，用于拍摄贝斯表面图像；为了满足对贝斯表面质量和宽度的检测要求，本实用新型采用彩色高分辨率CCD相机来进行贝斯上的图像采集，本实施例中采用具有130万或以上像素的彩色CCD数字相机1。

为了在拍摄画面时达到光学检测所必需的亮度，采用光源向所述CCD数字相机1的图像采集区域内打光以便实现照明。LED光源颜色均匀、寿命长，使用时间是老式日光灯管的十倍以上，因此本实施例中采用LED光源2作为表面质量检测的照明光源。为了采集尽量大的图像范围和尽量清晰的图像，参见图2，可采用四组条形光源，将条形光源布设在数字相机和贝斯之间，并排列为一矩形框，并且数字相机的图像采集区域正对所述矩形框，每组条形光源的长度等于贝斯的宽度，分别从四个侧面向采集范围进行均匀打光。

图像采集卡3用于接收和转化数字相机拍摄的图像数据，然后将其存入计算机控制系统4。计算机控制系统4对图像数据经过图像去噪、增强等预处理之后，利用边缘特征计算贝斯的宽度，并利用分割聚类结果识别起皱、条纹、色差等表面缺陷，判断贝斯是否合格，输出判断信号。

计算机控制系统4连接控制电路5并向其发送驱动指令。控制电路5根据计算机控制系统4的驱动指令控制所述电机6的转动；电机6用于驱动贝斯卷转动并将其展开，将待检测的贝斯区域移动至相机的采集区域内。自动分选机构7连接所述计算机控制系统4，并根据所述计算机控制系统4的判断信号执行对贝斯的分选动作。本系统还包括报警装置，根据所述计算机控制系统的判断信号执行报警。

作为质量检测的一部分，本系统为了实现实时非接触式高精度厚度测量，如图3所示，采用一对分布于贝斯上、下方的激光位移传感器检测贝斯的厚度。精密激光位移传感器结构紧凑，体积小巧，可达1微米的分辨率和3微米的线性度，如图3中所示，可直接将两台激光位移传感器连接起来组成测厚系统，安装简便，可测量贝斯任意位置的厚度，并且将测量信号传输至计算机控制系统4进行厚度的计算、显示、存储与报警。

本实用新型能够对贝斯宽度或厚度尺寸不达标、表面起皱、存在条纹和明显色差等缺陷进行自动化的光学检测排查，相比现有技术中的人工肉眼检查，具有精确度高、速度快、安全可靠的优点，在提高湿法工艺中贝斯生产质量的同时，显著降低了检测工序中的劳动力成本。

本用新型还可以应用在其它设备中；以上描述中的尺寸和数量均仅为参考性的，本领域技术人员可根据实际需要选择适当的应用尺寸，而不脱离本实用新型的范围。本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种纸张表面缺陷光学检测系统，其特征在于，包括：

数字相机，用于拍摄贝斯表面图像；

光源，用于向所述数字相机的图像采集区域内打光以便实现照明；

图像采集卡，用于接收和转化数字相机拍摄的图像数据后，将其存入计算机控制系统；

电机，用于驱动贝斯卷转动并将其展开，将待检测的贝斯区域移动至所述相机的采集区域内；

控制电路，根据计算机控制系统的驱动指令控制所述电机的转动；

计算机控制系统，连接所述图像采集卡并接收所述图像数据，根据图像数据检测贝斯表面缺陷的检测；并且连接所述控制电路并发送驱动指令。

2.根据权利要求1所述的纸张表面缺陷光学检测系统，其特征在于，所述纸张表面缺陷光学检测系统还包括：自动分选机构，连接所述计算机控制系统，并根据所述计算机控制系统的判断信号执行对贝斯的分选动作。

3.根据权利要求2所述的纸张表面缺陷光学检测系统，其特征在于，所述纸张表面缺陷光学检测系统还包括报警装置，根据所述计算机控制系统的判断信号执行报警。

4.根据权利要求1所述的纸张表面缺陷光学检测系统，其特征在于，所述纸张表面缺陷光学检测系统还包括：分布于贝斯上、下方的一对激光位移传感器，用于检测贝斯的厚度。

5.根据权利要求1所述的纸张表面缺陷光学检测系统，其特征在于，所述光源为LED光源。

6.根据权利要求5所述的纸张表面缺陷光学检测系统，其特征在于，所述光源包括四组条形光源，并且所述条形光源布设在数字相机和贝斯之间，分别从四个侧面对所述图像采集区域打光。

7.根据权利要求6所述的纸张表面缺陷光学检测系统，其特征在于，每组所述条形光源的长度等于贝斯的宽度。

8.根据权利要求7所述的纸张表面缺陷光学检测系统，其特征在于，所述四组条形光源排列为一矩形框，并且所述数字相机的图像采集区域正对所述矩形框。

9.根据权利要求1所述的纸张表面缺陷光学检测系统，其特征在于，所述数字相机为具有130万以上像素的彩色CCD相机。