CN209336091U - 一种采用视觉技术的同步对花在线检测与控制装置 - Google Patents
一种采用视觉技术的同步对花在线检测与控制装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型属于地板制造领域，涉及一种采用视觉技术的同步对花在线检测与控制装置。通过CCD摄像机获取压花成型机花纹辊筒表面图像为基准，并利用计算机所采集到的图像进行分析和处理，自动判断PVC彩膜上图案是否“错花”并判断需要进行相应调整的放膜的速度、放膜位置、送片机的速度和位置，最后将检测结果发送到电控箱进行调整。由于它能够实时检测出人眼不易发现的缺陷，并可对全部产品进行全方位自动质量监控，完全克服了人工目视抽检方式所带来的不足，因此这种系统为PVC地板对花在线检测与控制提供了理想的解决方案。
Description
技术领域
本实用新型属于地板制造领域，涉及一种采用视觉技术的同步对花在线检测与控制装置。
背景技术
PVC地板压花与对花是极强的应用性工程技术，辊筒压花与对花具有效率高、质量好的优点。但在实际生产过程中会出现传动机构零部件磨损、位置的偏离或者是覆膜材料的放卷速度与印花辊筒的速度不协调以及覆膜材料的图案在对花导辊上的变形、电气传动、等众多因素造成的图案偏离现象，因此连续压花和对花精度上还不是很高，需要在出现“错花”时进行人工干预。当前对花调整方法主要是依靠人工目测方法来判断调节的。现有对花的电气控制为开环系统，人工目视检测到缺陷后，每隔一段时间周期进行手动调整。由于仅依靠人力很难在如此高速的生产中进行调整，而且人工调节易受到经验和精神状况等的主观因素的影响，具有一定的随意性，因而判别误差大，对花精度低。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型公开了一种采用视觉技术的同步对花在线检测与控制装置，采用的技术方案是：包括PVC彩膜1、放卷机2、放卷电动XY轴移动滑台3、张力检测辊4、CCD相机Ⅰ5、CCD相机II6，送片机7、送片机电动X轴移动滑台8、旋转编码器9、花纹辊筒10、照明光源11、防尘镜头15、霍尔传感器18，电控箱19、吊架20、网格辊21；其中放卷电动XY轴移动滑台3安装放卷平台上部，其上安装有放卷机2，PVC彩膜1卷在放卷机2上；张力检测辊4位于印花机右侧，送片机电动X轴移动滑台8位于张力检测辊4正下方，其上放置有送片机7；花纹辊筒10和网格辊21位于印花机中部，两个位于同一水平面且相向转动；PVC彩膜1经过放卷机2、张力检测辊4和送片机7绕至网格辊21上；吊架20安装在放卷平台上部，吊架下部左右两侧分别安装有CCD相机Ⅰ5和CCD相机II6，CCD相机Ⅰ5和CCD相机II6右侧各安装有一个照明光源11，防尘镜头15分别安装在两个CCD相机上，两个CCD相机均向下方拍摄，CCD相机Ⅰ对花纹辊筒10上表面进行拍摄，CCD相机II6对网格辊21上表面进行拍摄；旋转编码器9安装在花纹辊筒10的轴头上，花纹辊筒10转动带动旋转编码器9转动；霍尔传感器18安装在旋转编码器9的下方，可用来触发CCD相机的拍照；电控箱19位于印花机左侧，放卷机2、张力检测辊4、CCD相机Ⅰ5、CCD相机II6，送片机7、旋转编码器9、霍尔传感器18均连接至电控箱19。
所述电控箱19包括图像采集卡12、微处理器13，控制模块14，图像处理器16，DA转换模块17；其中图像采集卡12与图像处理器16连接，图像处理器16与微处理器13连接；微处理器13与控制模块14，DA转换模块17连接；DA转换模块17与张力检测辊4、旋转编码器9和霍尔传感器18连接；控制模块14与放卷机2和送片机7连接。
所述微处理器13为STM32或ARM11为控制器。
所述图像处理器16的工作方式为离线或在线模式，离线模式将CCD相机Ⅰ5预先采集到的图像进行保存，只开启CCD相机II6与保存的图像对比；在线模式为实时检测，将CCD相机Ⅰ5和CCD相机II6采集到的图像进行实时对比。所述照明光源11为LED线阵灯，可采用常亮模式或周期照明方式，周期照明方式的照明周期与CCD相机Ⅰ5拍摄频率相同。
本实用新型的有益效果：基于视觉技术的对花在线监测与控制装置，是通过摄像机获取压花成型机花纹辊筒表面图像为基准，并利用计算机所采集到的图像进行分析和处理，自动判断PVC彩膜上图案是否“错花”并判断需要进行相应调整的放膜的速度、放膜位置、送片机的速度和位置，最后将检测结果发送到电控箱进行调整。由于它能够实时检测出人眼不易发现的缺陷，并可对全部产品进行全方位自动质量监控，完全克服了人工目视抽检方式所带来的不足，因此这种系统为PVC地板对花在线检测与控制提供了理想的解决方案。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的电控箱结构示意图；
图3为本实用新型的电控箱连接示意图；
图中：1-PVC彩膜、2-放卷机、3-放卷电动XY轴移动滑台、4-张力检测辊、5-CCD相机Ⅰ、6-CCD相机II、7-送片机、8-送片机电动X轴移动滑台、9-旋转编码器、10-花纹辊筒、11-照明光源、12-图像采集卡、13-中央处理器、14-控制单元、15-防尘镜头、16-图像处理器、17-监视单元、18-霍尔传感器、19-电气控制柜、20-吊架、21-网格辊。
具体实施方式
实施例1
如图1、图2、图3所示，包括PVC彩膜1、放卷机2、放卷电动XY轴移动滑台3、张力检测辊4、CCD相机Ⅰ5、CCD相机II6，送片机7、送片机电动X轴移动滑台8、旋转编码器9、花纹辊筒10、照明光源11、防尘镜头15、霍尔传感器18，电控箱19、吊架20、网格辊21；其中放卷电动XY轴移动滑台3安装在放卷平台上部，其上安装有放卷机2，PVC彩膜1卷在放卷机2上；张力检测辊4位于印花机右侧，送片机电动X轴移动滑台8位于张力检测辊4正下方，其上放置有送片机7；花纹辊筒10和网格辊21位于印花机中部，两个位于同一水平面且相向转动；PVC彩膜1经过放卷机2、张力检测辊4和送片机7绕至网格辊21上；吊架20安装在放卷平台上部，吊架下部左右两侧分别安装有CCD相机Ⅰ5和CCD相机II6，CCD相机Ⅰ5和CCD相机II6右侧各安装有一个照明光源11，防尘镜头15分别安装在两个CCD相机上，两个CCD相机均向下方拍摄，CCD相机Ⅰ对花纹辊筒10上表面进行拍摄，CCD相机II6对网格辊21上表面进行拍摄；旋转编码器9安装在花纹辊筒10的轴头上，花纹辊筒10转动带动旋转编码器9转动；霍尔传感器18安装在旋转编码器9的下方，可用来触发CCD相机的拍照；电控箱19位于印花机左侧，放卷机2、张力检测辊4、CCD相机Ⅰ5、CCD相机II6，送片机7、旋转编码器9、霍尔传感器18均连接至电控箱19。所述电控箱19包括图像采集卡12、微处理器13，控制模块14，图像处理器16，DA转换模块17；其中图像采集卡12与图像处理器16连接，图像处理器16与微处理器13连接；微处理器13与控制模块14，DA转换模块17连接；DA转换模块17与张力检测辊4、旋转编码器9和霍尔传感器18连接；控制模块14与放卷机2和送片机7连接。
所述微处理器13为STM32或ARM11为控制器。
所述图像处理器16的工作方式为离线或在线模式，离线模式将CCD相机Ⅰ5预先采集到的图像进行保存，只开启CCD相机II6与保存的图像对比；在线模式为实时检测，将CCD相机Ⅰ5和CCD相机II6采集到的图像进行实时对比在线模式为实时对比。
所述照明光源11为LED线阵灯，可采用常亮模式或周期照明方式，周期照明方式的照明周期与CCD相机Ⅰ5拍摄频率相同。
本实用新型的工作原理：旋转编码器9安装在花纹辊筒10的轴头上，花纹辊筒10开始转动时，微处理器13启动旋转编码器9，将旋转编码器9输出的脉冲信号送入微处理器13中并换算成速度信号来控制送片机7的速度使其与花纹辊筒10的速度达到同步，霍尔传感器18根据设置触发单个或两个CCD相机的拍摄，送片机7牵引PVC彩膜1经过张力检测辊4时，张力传感器输出一个毫伏信号，毫伏信号通过功率放大器放大，然后将放大后的信号输入微处理器13中换算成速度控制放卷速度，以达到恒张力放卷。光源11对准PVC彩膜1，CCD相机Ⅰ5拍摄频率设置与CCD相机II6相同，进行持续的拍摄，从而捕捉花纹辊筒10的图案和网格辊21上PVC彩膜1的图案，当PVC地板印花机开始对花时通过相机采集图像，将两个相机拍摄的图像通过图像处理单元17得到在线检测的结果并做计较，最后将处理偏移数据传送给控制模块对放卷机2和放片机7进行相应的调整。
启动离线模式前，压花成型机正常运行且对花效果比较理想，CCD相机Ⅰ5可预先按照设定频率拍摄压花成型机花纹辊筒10相应的图像并保存，根据拍摄图像的顺序依次设定相应的特征并保存模板。例如在第一个图像拍摄图案，则在该图像具有特征鲜明处画一个框作为特征模板。依次按顺序对每一个对应的形状图案进行模板设定，并保存相应的模板中心位置横坐标X1，X2，X3…X10与纵坐标Y1，Y2，Y3…Y10。当处于离线模式时，CCD相机Ⅰ5停止拍摄，仅将CCD相机II6采集到的图像与保存的模版进行对比，CCD相机II6拍摄的图像与在离线模板设定时保存的模板中心位置横纵坐标相比较，记录当前图像中心位置所在的横坐标x1，x2，x3…x10与纵坐标y1，y2，y3…y10。此时各模板纵坐标之间的相对距离与离线设定时各模板纵坐标的相对距离相比较便可以球的对花偏差结果d1，d2，d3….d9与l1，l2，l3…l9，以此控制放卷机2和放片机7的速度。
启动在线模式时，花纹辊筒10每转动一圈，CCD相机I5拍摄若干幅图像，因为有霍尔传感器18触发，使每幅图像的起始位置及间隔都是相同的，因此不要需要模版定位搜索区域，将CCD相机II6拍摄的频率设置和CCD相机I5一样，拍摄PVC彩膜1的图像。根据当前两个相机拍摄的图片进行特征对比，可以求的对花偏差结果以便对放卷机2和放片机7进行相应的调整。
电控箱19的电源由地板印花机的总电源提供。
采用STM32或ARM11采集图像或数据并对电机进行控制，属于广泛使用的现有技术，本领域技术人员通过查阅技术手册可轻易得知微控制器的接口类型及功能，并根据实际需求通过有限次试验得出电路的具体连接方法。
上述虽然对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
Claims (5)
1.一种采用视觉技术的同步对花在线检测与控制装置，其特征在于：包括PVC彩膜(1)、放卷机(2)、放卷电动XY轴移动滑台(3)、张力检测辊(4)、CCD相机Ⅰ(5)、CCD相机II(6)，送片机(7)、送片机电动X轴移动滑台(8)、旋转编码器(9)、花纹辊筒(10)、照明光源(11)、防尘镜头(15)、霍尔传感器(18)，电控箱(19)、吊架(20)、网格辊(21)；其中放卷电动XY轴移动滑台(3)安装放卷平台上部，其上安装有放卷机(2)，PVC彩膜(1)卷在放卷机(2)上；张力检测辊(4)位于印花机右侧，送片机电动X轴移动滑台(8)位于张力检测辊(4)正下方，其上放置有送片机(7)；花纹辊筒(10)和网格辊(21)位于印花机中部，两个位于同一水平面且相向转动；PVC彩膜(1)经过放卷机(2)、张力检测辊(4)和送片机(7)绕至网格辊(21)上；吊架(20)安装在放卷平台上部，吊架下部左右两侧分别安装有CCD相机Ⅰ(5)和CCD相机II(6)，CCD相机Ⅰ(5)和CCD相机II(6)右侧各安装有一个照明光源(11)，防尘镜头(15)分别安装在两个CCD相机上，两个CCD相机均向下方拍摄，CCD相机Ⅰ对花纹辊筒(10)上表面进行拍摄，CCD相机II(6)对网格辊(21)上表面进行拍摄；旋转编码器(9)安装在花纹辊筒(10)的轴头上，花纹辊筒(10)转动带动旋转编码器(9)转动；霍尔传感器(18)安装在旋转编码器(9)的下方，可用来触发CCD相机的拍照；电控箱(19)位于印花机左侧，放卷机(2)、张力检测辊(4)、CCD相机Ⅰ(5)、CCD相机II(6)，送片机(7)、旋转编码器(9)、霍尔传感器(18)均连接至电控箱(19)。
2.根据权利要求1所述的一种采用视觉技术的同步对花在线检测与控制装置，其特征在于：所述电控箱(19)包括图像采集卡(12)、微处理器(13)，控制模块(14)，图像处理器(16)，DA转换模块(17)；其中图像采集卡(12)与图像处理器(16)连接，图像处理器(16)与微处理器(13)连接；微处理器(13)与控制模块(14)，DA转换模块(17)连接；DA转换模块(17)与张力检测辊(4)、旋转编码器(9)和霍尔传感器(18)连接；控制模块(14)与放卷机(2)和送片机(7)连接。
3.根据权利要求2所述的一种采用视觉技术的同步对花在线检测与控制装置，其特征在于：所述微处理器(13)为STM32或ARM11为控制器。
4.根据权利要求2所述的一种采用视觉技术的同步对花在线检测与控制装置，其特征在于：所述图像处理器(16)的工作方式为离线或在线模式，离线模式将CCD相机Ⅰ(5)预先采集到的图像进行保存，只开启CCD相机II(6)与保存的图像对比；在线模式为实时检测，将CCD相机Ⅰ(5)和CCD相机II(6)采集到的图像进行实时对比。
5.根据权利要求1所述的一种采用视觉技术的同步对花在线检测与控制装置，其特征在于：所述照明光源(11)为LED线阵灯，可采用常亮模式或周期照明方式，周期照明方式的照明周期与CCD相机Ⅰ(5)拍摄频率相同。
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| CN113715229A (zh) * | 2021-09-07 | 2021-11-30 | 健大电业制品（昆山）有限公司 | 一种注塑制品质量检测的方法和系统 |
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