CN207779356U - 一种大幅面瓷砖检测数据采集分析系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种大幅面瓷砖检测数据采集分析系统，包括：上位机、数据采集卡、激光位移传感器和风扇，所述数据采集卡采集激光位移传感器反馈的信号并送到上位机中；所述激光位移传感器的数量为2+N个，2个激光位移传感器用来测量瓷砖侧面的平面度和直线度，另外N个激光位移传感器用来采集瓷砖正面的平面度、直线度、表面缺陷信息，N≥2；所述风扇与激光位移传感器一一对应，用来吹走相应激光位移传感器测量位置的杂物。实际工作时，开启风扇，激光位移传感器与待检测大幅面瓷砖之间进行相对运动，这样，一边测量一边清除待测位置的灰尘等杂物，能适应大多数国内陶瓷生产环境，且通过相对运动就能实现整个瓷砖平整度数据的采集，测量速度快。

Description

一种大幅面瓷砖检测数据采集分析系统

技术领域

本实用新型涉及瓷砖表面检测技术领域，尤其涉及一种大幅面瓷砖检测数据采集分析系统。

背景技术

近年来，我国陶瓷装备制造业发展迅速，十几年前的所采用的生产设备都是全部进口的，而现在，所采用的生产设备有进口的，也有国产的，并逐渐一步一步的实现陶瓷装备自主化生产，尤其在陶瓷墙地砖的成型、烧制以及后续的生产工艺深加工方面，很多陶瓷机械产品(如科达、立本、捷成工等)已经打入国际市场。但是，在瓷砖表面质量的检测领域，至今仍是我国陶瓷机械行业的一个空白和一个需要继续研究发展的未知空间。目前国内陶瓷企业的瓷砖质量检测工作环节还是处于人工检测的阶段。

在上世纪90年代以来，伴随着中国陶瓷行业的迅速崛起和国外瓷砖自动在线检测设备的出现，国内引入了大批的先进生产设备，在对这些生产设备进行消化分析与吸收精髓的过程中，逐渐为我国陶瓷装备制造业的发展的壮大提供了基础，在产品质量的自动化检测方面越来越受到人们的重视。

近年来，瓷砖的在线检测技术逐渐引起国内各大院校的关注。天津大学的刘会朴通过现场调研，以墙地砖的平整度检测方法为研究对象进行研究，提出了一种可行性的解决方法，并发表了相关论文。山东理工大学的科研人员在墙地砖的几何尺寸、色差方面进行深入研究，提出了陶瓷墙地砖色差识别的基本算法。西安交通大学的赵海洋利用三维配准技术实现了墙地砖缺陷识别，提出了相对有效的实施方案。华中科技大学的罗玮对墙地砖的色差分类分级器的设计问题进行了研究。

但上述提及的研究成果尚未在实际生产中大规模使用，仍停留在实验或小规模测试阶段，大部分研究还没有推出样机，在墙地砖的实际生产过程中尚不能替代人工测量。另外一些国内知名的套机生产企业也一直不断地尝试开发能够适应中国陶瓷企业的产品。如广东科信达科技有限公司近年来通过与清华大学、中国地质大学联合攻关，制造出了具有自主知识产权的、价格在30万元人民币以下的多功能陶瓷检测装置，并且申请了相关专利。但由于该产品采用高分辨率工业数字摄像机、高速图像处理设备、成熟的图像处理技术和独立稳定的照明系统，虽然对陶瓷砖表面质量缺陷、几何尺寸和外观色差能够进行即时在线高速检测、处理、识别和分类。但是由于国内陶瓷企业生产环境恶劣，以及工人操作素质较低等综合因素的影响，最终并没有在陶瓷企业推广开来。科达也曾经试图开发过平整度尺寸一体化自动检测设备，但效果并不理想。国内某公司开发的瓷砖平整度的检测设备，该设备的检测基本原理与意大利APPEL公司的相仿，在使用过程中，操作人员需要输入关键的经验参数，这使得检测数据极易受到人为因素影响而变得不稳定。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种能适应国内陶瓷生产环境、平整度数据采集速度快的大幅面瓷砖检测数据采集分析系统。

为达到以上目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种大幅面瓷砖检测数据采集分析系统，其特征在于，包括：上位机、数据采集卡、激光位移传感器和风扇，所述数据采集卡采集激光位移传感器反馈的信号并送到上位机中；所述激光位移传感器的数量为2+N个，2个激光位移传感器用来测量瓷砖侧面的平面度和直线度，另外N个激光位移传感器用来采集瓷砖正面的平面度、直线度、表面缺陷信息，N≥2；所述风扇与激光位移传感器一一对应，用来吹走相应激光位移传感器测量位置的杂物。

作为改进地，所述激光位移传感器与待检测大幅面瓷砖之间能进行相对运动，激光位移传感器的激光发射口和反射激光接收口之间的连线与相对运动的运动方向垂直。

作为改进地，所述上位机为研华I5工控机。

作为改进地，所述激光位移传感器为松下HG-C1030激光位移传感器。

作为改进地，所述数据采集卡为PCI-1710、PCI-1710L、PCI-1710HG、PCI-1710HGL、PCI-1711、PCI-1711L、PCI-1716或PCI-1716L多功能卡。

作为改进地，所述激光位移传感器和风扇活动安装在一支架上、并由电机驱动，一PLC控制器与电机连接控制激光位移传感器、风扇相对于待测大幅面瓷砖的垂直度及高度；所述上位机与PLC控制器连接。

作为改进地，在上位机中内嵌有数据处理程序，采集到的原始数据经滤波预处理、基准化运算处理、静态误差消除、动态误差消除、缺陷分析、平整度分析、质量分析后输出结果。

本实用新型的有益效果是：

一、实际工作时，开启风扇，激光位移传感器与待检测大幅面瓷砖之间进行相对运动，这样，一边测量一边清除待测位置的灰尘等杂物，能适应大多数国内陶瓷生产环境，且通过相对运动就能实现整个瓷砖平整度数据的采集，测量速度快。

二、采用松下HG-C1030激光位移传感器、并结合研华I5工控机、PCI-1710系列数据采集卡，使得整个系统的性能十分可靠、测量精度高，无论被测表面是明是暗、粗糙还是光滑、透明与否都能获得非常高的线性度与分辨率，确保能为大中型瓷砖生产企业在瓷砖成品上提供精准、高效的平面度检测工作。

三、在测量过程中，激光位移传感器的激光发射口和反射激光接收口之间的连线与相对运动的运动方向一直垂直，有效提高测量精度。

附图说明

图1所示为本实用新型提供的数据采集分析系统结构示意图。

图2所示为本实用新型提供的数据采集分析系统工作原理图。

附图标记说明：

1：上位机， 2：数据采集卡， 3：激光位移传感器， 4：风扇，5：支架， 6：PLC控制器。

具体实施方式

为方便本领域技术人员更好地理解本实用新型的实质，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细阐述。

如图1所示，一种大幅面瓷砖检测数据采集分析系统，包括：上位机1、数据采集卡2、激光位移传感器3和风扇4，所述数据采集卡2采集激光位移传感器3反馈的信号并送到上位机1中；所述激光位移传感器3的数量为2+N个，2个激光位移传感器3用来测量瓷砖侧面的平面度和直线度，另外N个激光位移传感器3用来采集瓷砖正面的平面度、直线度、表面缺陷信息，N≥2；所述风扇4与激光位移传感器3一一对应，用来吹走相应激光位移传感器3测量位置的杂物。

其中，所述上位机1优选为研华I5工控机，所述激光位移传感器2优选为松下HG-C1030激光位移传感器，所述数据采集卡优选为PCI-1710多功能卡。在其他实施方式中，所述数据采集卡用PCI-1710L、PCI-1710HG、PCI-1710HGL、PCI-1711、PCI-1711L、PCI-1716或PCI-1716L多功能卡。通过对上位机、激光位移传感器和数据采集卡的型号进行搭配，使得整个系统的性能十分可靠、测量精度高，无论被测表面是明是暗、粗糙还是光滑、透明与否都能获得非常高的线性度与分辨率，确保能为大中型瓷砖生产企业在瓷砖成品上提供精准、高效的平面度检测工作。

具体地，激光位移传感器3和风扇4的具体安装结构为：两者活动安装在一支架5上、并由电机驱动，一PLC控制器6与电机连接控制激光位移传感器3、风扇4相对于待测大幅面瓷砖的垂直度及高度；所述上位机1与PLC控制器6连接，以便采集PLC控制器6的控制信号。至于如何通过电机来控制激光位移传感器3、风扇4在支架5上的高度及角度都为常规技术，这里不再赘述。

实际工作时，开启风扇4，激光位移传感器3与待检测大幅面瓷砖之间进行相对运动，这样，一边测量一边清除待测位置的灰尘等杂物，能适应大多数国内陶瓷生产环境，且通过相对运动就能实现整个瓷砖平整度数据的采集，测量速度快。特别地，在测量过程中，激光位移传感器的激光发射口和反射激光接收口之间的连线与相对运动的运动方向一直垂直，有效提高测量精度。

如图2所示，在上位机1中内嵌有数据处理程序，采集到的原始数据经滤波预处理、基准化运算处理(与存储的测量基准比对，剔除明显的误差项)、静态误差消除、动态误差消除、缺陷分析、平整度分析、质量分析后输出结果，可以在短时间内识别出大幅面瓷砖表面的细小瑕疵，并给每块检测过的瓷砖生成一份独一无二的详细检测报告。

生成的检测报告如下表所示。

表1、陶瓷砖检测报告

以上具体实施方式对本实用新型的实质进行了详细说明，但并不能以此来对本实用新型的保护范围进行限制。显而易见地，在本实用新型实质的启示下，本技术领域普通技术人员还可进行许多改进和修饰，需要注意的是，这些改进和修饰都落在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种大幅面瓷砖检测数据采集分析系统，其特征在于，包括：上位机、数据采集卡、激光位移传感器和风扇，所述数据采集卡采集激光位移传感器反馈的信号并送到上位机中；所述激光位移传感器的数量为2+N个，2个激光位移传感器用来测量瓷砖侧面的平面度和直线度，另外N个激光位移传感器用来采集瓷砖正面的平面度、直线度、表面缺陷信息，N≥2；所述风扇与激光位移传感器一一对应，用来吹走相应激光位移传感器测量位置的杂物。

2.根据权利要求1所述的一种大幅面瓷砖检测数据采集分析系统，其特征在于，所述激光位移传感器与待检测大幅面瓷砖之间能进行相对运动，激光位移传感器的激光发射口和反射激光接收口之间的连线与相对运动的运动方向垂直。

3.根据权利要求1所述的一种大幅面瓷砖检测数据采集分析系统，其特征在于，所述上位机为研华I5工控机。

4.根据权利要求1所述的一种大幅面瓷砖检测数据采集分析系统，其特征在于，所述激光位移传感器为松下HG-C1030激光位移传感器。

5.根据权利要求1所述的一种大幅面瓷砖检测数据采集分析系统，其特征在于，所述数据采集卡为PCI-1710、PCI-1710L、PCI-1710HG、PCI-1710HGL、PCI-1711、PCI-1711L、PCI-1716或PCI-1716L多功能卡。

6.根据权利要求1所述的一种大幅面瓷砖检测数据采集分析系统，其特征在于，所述激光位移传感器和风扇活动安装在一支架上、并由电机驱动，一PLC控制器与电机连接控制激光位移传感器、风扇相对于待测大幅面瓷砖的垂直度及高度；所述上位机与PLC控制器连接。