CN207105309U - 一种基于石材纹理智能检测的石材加工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于石材纹理智能检测的石材加工装置，包括用于调整刀具及智能相机位置的三个维度的导轨和滑块，智能相机用于识别石材待加工表面纹理，铣刀用于加工平面显露出石材的纹理，刻刀用于雕刻石材。本实用新型的一种基于石材纹理智能检测的石材加工装置，通过铣刀加工石材的平面显露出石材的纹理，然后智能相机捕捉石材待加工表面的纹理画面，并分析画面中的纹理分布情况，根据石材的纹理实际分布情况来合理规划石材的加工路径，尽可能的保留石材上的纹理，保留石材上的天然纹理，使得后续石材的剪裁之后所得的石板依然能够保留拼接起来的整体纹理。

Description

一种基于石材纹理智能检测的石材加工装置

技术领域

本实用新型涉及一种石材加工装置，尤其涉及一种基于石材纹理智能检测的石材雕刻加工装置。

背景技术

石材加工的优劣关键取决于以下几方面：1)石材本身的了解程度，2)加工设备与石材的契合程度，3)加工设备的性能表现；其中，对于石材的了解是最先需要考虑的点，这是因为现有的石材加工大多是根据加工人员的经验积累来指导的，然而石材加工本身是一种资源导向型的工艺，每一种石材都具有其独特的天然属性，因而，对于每种石材的了解才是决定后续加工工艺的基础，在需要对属性复杂的石材进行加工时，甚至需要集中跨学科、跨专业的技术人员相配合进行加工设备的开发及工艺的优化，而不是通过经验即可解决的技术问题。

当前，对各类石材资源、加工设备的研究、加工工艺的优化、加工配套的工具的设备、辅料的搭配等石材加工中主要的技术点均没有学校和科研机构所开设的对应专业来进行研究，而主要依靠该领域的企业自行研究，由于企业中研究资源匮乏且研究方向单一，该研究往往难有建树。

当今世界各国企业广泛采用数控技术来进行石材加工，无论是石材的加工质量还是加工效率均有较大提升。且近几年来随着建筑装修业和石材加工业的发展，用于高档宾馆、广场和家庭的石材台面板的形状越来越复杂，尺寸精度越来越高，对石雕机器人加工性能要求也就越来越高。但天然石材的品种五花八门，按商业用途可分为花岗岩、大理岩、石灰岩、砂岩、板岩以及其他石材。其中，花岗岩材质的特点是质地坚硬致密，强度高，不耐热；大理岩材质的特点是组织细密坚硬，硬度低于花岗岩；石灰岩材质的特点是一般硬度不大，加工性能优良，硬度低较脆；板岩材质的特点是硬度比砂岩好，但低于花岗岩。同时，即使同一品种的石材也有很多不同的系列，比如：花岗岩有红包系列、黄色系列、白色系列、绿色系列、黑色系列和灰色系列等六大系列。大理岩有白色大理岩、灰色大理岩、粉红色大理岩、细粒大理岩、粗粒大理岩、条带状大理岩等。石灰岩可分为硅质石灰岩、粘土质石灰岩和白云质石灰岩三种。

鉴于现有的技术水平，现行的石材加工装置的加工工艺参数，如加工转速、进刀量、刀具、走刀线路等，都只能固定于针对花岗岩、大理岩、石灰岩、砂岩、板岩等各有一个固定的加工工艺，但由于石材的品种五花八门，同一品种的石材也有很多不同的系列，用固定的加工工艺去雕刻石材，石材的纹理经常遭到破坏，影响其美观，又容易损坏刀具及引起石材的纹理加工处的不平整，造成雕刻后的石材产品价值大大降低。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述所提及的技术问题，提供一种石材加工装置，雕刻后能够最大限度地保留石材原有的纹理。

本实用新型是通过以下的技术方案实现的：

一种基于石材纹理智能检测的石材加工装置，包括底座，底座上设有支撑台，支撑台上设有水平纵向导轨，水平纵向导轨上设有第一滑块以及驱动第一滑块在水平纵向导轨上移动的第一电机；第一滑块上设有与水平纵向导轨垂直的水平横梁，水平横梁的一端与第一滑块固定连接，水平横梁上设有水平横向导轨，所述水平横向导轨上设有第二滑块以及驱动第二滑块在水平横向导轨上移动的第二电机；第二滑块上安装有竖向导轨和用于识别石材待加工表面纹理的智能相机，竖向导轨上设有第三滑块以及驱动第三滑块在竖向导轨上移动的第三电机，第三滑块上安装有刀具，所述刀具包括铣刀和刻刀。

进一步地，所述智能相机包括用于对产品或待测物进行成像的成像镜头、将经过成像镜头成像后的光学信号转换为电信号的线扫描CCD光电传感器、用于线扫描CCD光电传感器的驱动的末级驱动模块、模拟前端模块、数字化模块、时序发生模块和接口驱动模块；由时序发生模块提供驱动时序，以驱动线扫描CCD光电传感器输出的图像模拟信号，所述模拟信号经由模拟前端模块处理后进入数字化模块转换为数字图像，之后传递至后继的数字信号处理模块，接口驱动模块将处理后的数字图像输出。

进一步地，所述数字信号处理模块包括数字信号处理器、输入输出接口模块和参数保存模块；所述数字信号处理器用于对转换后的数字图像进行像场不均匀校正、畸变校正、CCD像素不均匀性校正，并按照参数保存模块中设定的参数对图像进行运算和处理，输入输出接口模块用于将处理结果传递至下级。

进一步地，所述底座上设置有控制器，所述智能相机与控制器连接；所述控制器包括用于存储若干纹理基准画面的第一存储模块、用于存储若干加工程序的第二存储模块和用于图像处理并调用加工程序的中央处理模块，所述第二存储模块的加工程序与第一存储模块的纹理基准画面一一对应匹配。

进一步地，所述第二滑块上设有用于安装智能相机的安装套，所述安装套包括套壳和支架，所述套壳的端部卡接有用于防止智能相机滑出的框盖；所述支架包括底板和两个侧板，所述两个侧板分别设置在底板相对的两端上，所述套壳通过转轴可转动地连接在两个侧板上，所述底板固定安装在第二滑块上。

进一步地，所述两个侧板上均设有一个可容置螺钉穿过的弧形槽，所述套壳上设置有两个螺纹孔，所述两个螺纹孔的位置分别与两个侧板上的弧形槽对应，螺钉穿过弧形槽后与螺纹孔连接。

进一步地，所述框盖卡入套壳后通过螺钉固定连接。

有益效果是：与现有技术相比，一种基于石材纹理智能检测的石材加工装置，通过智能相机捕捉石材待加工表面的纹理画面，并分析画面中的纹理分布情况，根据石材的纹理实际分布情况来合理规划石材的加工路径，尽可能的保留石材上的纹理，利用好石材这种富于变幻的特点的追纹现象，让前、后、左、右或上、下、左、右的纹路首尾相连，则能创造出极富美感的天然图案。这种图案可以像变幻莫测的云彩，也可像奔腾的原野或山河，这抽象的天然图案全凭欣赏者的想象去感悟，从观赏中可以领略大自然给我们带来美的享受；保留石材上的天然纹理，使得后续石材的剪裁之后所得的石板依然能够保留拼接起来的整体纹理，称为拼纹，亦能创造出极富美感的天然图案。

附图说明

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明，其中：

图1为本实用新型石材加工装置的结构示意图；

图2为本实用新型安装套的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种基于石材纹理智能检测的石材加工装置，包括底座1，底座1上设有支撑台2，支撑台2上设有水平纵向导轨，水平纵向导轨上设有第一滑块3以及驱动第一滑块3在水平纵向导轨上移动的第一电机；第一滑块3上设有与水平纵向导轨垂直的水平横梁4，水平横梁4的一端与第一滑块3固定连接，水平横梁4上设有水平横向导轨，所述水平横向导轨上设有第二滑块5以及驱动第二滑块5在水平横向导轨上移动的第二电机；第二滑块5上安装有竖向导轨和用于识别石材待加工表面纹理的智能相机6，竖向导轨上设有第三滑块7以及驱动第三滑块7在竖向导轨上移动的第三电机，第三滑块7上安装有刀具8，所述刀具8包括铣刀和刻刀。通过铣刀对石材进行平面加工，加工出平面之后能够显示出石材的纹理，然后使用智能相机6对纹理进行拍摄捕捉纹理的画面，将拍摄到的数据传输到系统中，系统中预先储存有若干纹理的基准画面，判断石材实际纹理画面和系统中基准画面之间的相似度，找出相似度最高的基准画面，然后找出相应的已经设定好的加工方案，根据基准画面中的纹理情况来规定石材后续的加工路径及加工方式，从而使得石材能够加工出相应的图案，这样能够尽可能的实现石材的规范加工，加工出来的石材纹理很容易与其他的石材实现拼纹连接或追纹连接。

智能相机6(Smart Camera)并不是一台简单的相机，而是一种高度集成化的微小型机器视觉系统。它将图像的采集、处理与通信功能集成于单一相机内，从而提供了具有多功能、模块化、高可靠性、易于实现的机器视觉解决方案。智能相机6在工业中已经逐渐得到普及和应用，例如公告号为CN204131605U的一种基于FPGA的工业智能相机和公告号为CN103917931A的具有智能相机的诊断工具等。作为本实施例中的优选方案，所述智能相机6包括用于对产品或待测物进行成像的成像镜头、将经过成像镜头成像后的光学信号转换为电信号的线扫描CCD光电传感器、用于线扫描CCD光电传感器的驱动的末级驱动模块、模拟前端模块、数字化模块、时序发生模块和接口驱动模块；由时序发生模块提供驱动时序，时序发生模块产生CCD光电传感器工作所需的基准脉冲信号，以驱动线扫描CCD光电传感器输出的图像模拟信号，所述模拟信号经由模拟前端模块处理后进入数字化模块转换为数字图像，之后传递至后继的数字信号处理模块，接口驱动模块将处理后的数字图像输出。末级驱动模块用于提供供CCD光电传感器正常工作的脉冲电压转换和电源偏移。模拟前端及数字化模块用于将CCD光电传感器输出的模拟信号预处理和数字化并提供可控的驱动脉冲。

作为本实施例中的优选方案，所述数字信号处理模块包括数字信号处理器、输入输出接口模块和参数保存模块；所述数字信号处理器用于对转换后的数字图像进行像场不均匀校正、畸变校正、CCD像素不均匀性校正，并按照参数保存模块中设定的参数对图像进行运算和处理，输入输出接口模块用于将处理结果传递至下级。

作为本实施例中的优选方案，所述底座1上设置有控制器，所述智能相机6与控制器连接；所述控制器包括用于存储若干纹理基准画面的第一存储模块、用于存储若干加工程序的第二存储模块和用于图像处理并调用加工程序的中央处理模块，所述第二存储模块的加工程序与第一存储模块的纹理基准画面一一对应匹配。控制器通过智能相机6传输过来的纹理图像，与第一存储模块中存储的若干纹理基准画面进行对比，选择最接近的纹理基准画面并调用第二存储模块中与之匹配的加工程序对石材进行加工，实现自动检测并自动调用程序进行加工。

如图2所示，作为本实施例中的优选方案，所述第二滑块5上设有用于安装智能相机6的安装套，所述安装套包括套壳91和支架92，所述套壳91的端部卡接有用于防止智能相机6滑出的框盖93；所述支架92包括底板和两个侧板，所述两个侧板分别设置在底板相对的两端上，所述套壳91通过转轴可转动地连接在两个侧板上，所述底板固定安装在第二滑块5上。方便智能相机6调整角度，扩大拍摄面积。

作为本实施例中的优选方案，所述两个侧板上均设有一个可容置螺钉穿过的弧形槽，所述套壳91上设置有两个螺纹孔，所述两个螺纹孔的位置分别与两个侧板上的弧形槽对应，螺钉穿过弧形槽后与螺纹孔连接。使用时，套壳91绕转轴转动，弧形槽起到旋转限位作用。

作为本实施例中的优选方案，所述框盖93卡入套壳91后通过螺钉固定连接，将智能相机6可靠地固定于安装套的内部。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种基于石材纹理智能检测的石材加工装置，其特征在于，包括底座，底座上设有支撑台，支撑台上设有水平纵向导轨，水平纵向导轨上设有第一滑块以及驱动第一滑块在水平纵向导轨上移动的第一电机；第一滑块上设有与水平纵向导轨垂直的水平横梁，水平横梁的一端与第一滑块固定连接，水平横梁上设有水平横向导轨，所述水平横向导轨上设有第二滑块以及驱动第二滑块在水平横向导轨上移动的第二电机；第二滑块上安装有竖向导轨和用于识别石材待加工表面纹理的智能相机，竖向导轨上设有第三滑块以及驱动第三滑块在竖向导轨上移动的第三电机，第三滑块上安装有刀具，所述刀具包括铣刀和刻刀。

2.根据权利要求1所述的一种基于石材纹理智能检测的石材加工装置，其特征在于，所述智能相机包括用于对产品或待测物进行成像的成像镜头、将经过成像镜头成像后的光学信号转换为电信号的线扫描CCD光电传感器、用于线扫描CCD光电传感器的驱动的末级驱动模块、模拟前端模块、数字化模块、时序发生模块和接口驱动模块；由时序发生模块提供驱动时序，以驱动线扫描CCD光电传感器输出的图像模拟信号，所述模拟信号经由模拟前端模块处理后进入数字化模块转换为数字图像，之后传递至后继的数字信号处理模块，接口驱动模块将处理后的数字图像输出。

3.根据权利要求1所述的一种基于石材纹理智能检测的石材加工装置，其特征在于，所述第二滑块上设有用于安装智能相机的安装套，所述安装套包括套壳和支架，所述套壳的端部卡接有用于防止智能相机滑出的框盖；所述支架包括底板和两个侧板，所述两个侧板分别设置在底板相对的两端上，所述套壳通过转轴可转动地连接在两个侧板上，所述底板固定安装在第二滑块上。

4.根据权利要求3所述的一种基于石材纹理智能检测的石材加工装置，其特征在于，所述两个侧板上均设有一个可容置螺钉穿过的弧形槽，所述套壳上设置有两个螺纹孔，所述两个螺纹孔的位置分别与两个侧板上的弧形槽对应，螺钉穿过弧形槽后与螺纹孔连接。

5.根据权利要求3所述的一种基于石材纹理智能检测的石材加工装置，其特征在于，所述框盖卡入套壳后通过螺钉固定连接。