石材表面色差检测装置及控制系统制造方法及图纸

石材表面色差检测装置及控制系统，石材表面色差检测装置包括驱动单元、传送单元、检测单元、定位传感器模块、控制台和支撑架，驱动单元包括步进电机、联轴器、轴、轴承和螺栓；步进电机通过联轴器与轴连接；传送单元包括同步主动轮，同步传送带，对中限位导轮，旋转编码器和旋转盘，旋转编码器设在同步主动轮轴上；检测单元包括升降体、导向导柱、驱动电机、滑块、控制面板、安装盘、CCD工业摄像机、电缆线和照明装置；升降体与导向导柱固定连接，驱动电机设在升降体上，滑块和CCD工业摄像机均设在导向导柱上。本发明专利技术可在线检测石材表面颜色，自动完成石材色号分类，解决人工检测对结果影响较大的缺陷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于石材表面质量检测
，具体涉及一种石材表面色差在线检测装置及控制系统。技术背景近年来，随着国内建筑行业的发展以及人们对低碳环保意识的不断提高，天然石材在建筑装饰中得到越来越广泛的应用；由于我国石材生产工艺水平的限制，导致产品质量不稳定，使得石材检测变得极为重要。传统的检测方法即人工检测，基本是将石材设置在人工视觉范围内，工人将其与标准的石材进行对比，然后根据自己的判断结果进行标记属于哪个色号，受主观因素和熟练程度因素影响较大，难以满足高精度、高效率及其稳定的检测要求；除此之外，操作复杂，所以有必要专利技术一种新型装置，以此来解决现有技术中存在的不足之处。
技术实现思路
本专利技术提供一种石材表面色差在线检测装置及控制系统，以此来解决现有技术中存在的操作人员手工操作、操作复杂、受主观因素和熟练程度因素影响较大，难以满足高精度、高效率及其稳定的检测要求等问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种石材表面色差在线检测装置，包括：包括驱动单元、传送单元、检测单元、定位传感器单元、控制台和支撑装置：所述驱动单元，包括步进电机、联轴器、轴、轴承、螺栓和旋转转盘；所述步进电机通过联轴器与轴连接，所述轴上带有轴承，所述螺栓将轴固定在支撑架上；所述旋转转盘设置在轴上；所述传送单元，包括同步主动轮，同步传送皮带，对中限位导轮，旋转编码器；所述对中限位导轮安装在支架台上，所述旋转编码器安装在轴上；所述同步主动轮与所述同步传送皮带连接；所述检测单元，包括升降体、导向导柱、滑块、驱动电机、控制面板、安装盘、CCD工业摄像机、电缆线、照明装置；所述升降体与导向导柱固定连接，所述驱动电机安装在所述升降体上端，所述驱动电机连接所述滑块，所述滑块和所述CCD工业摄像机均设置在导向导柱上，所述安装盘一端连接有滑块，所述安装盘的另一端设置有CCD工业摄像机，所述升降体的一端安装有控制面板，所述照明装置设置在导向导柱的上端，所述驱动电机、所述照明装置和所述安装盘通过电缆线与控制面板连接；所述电缆线的一端连接有控制面板，所述电缆线的另一端连接有所述控制台；所述定位传感器单元，包括定位传感器和横向连接杆；所述横向连接杆安装在所述升降体的两侧，所述定位传感器设置在横向连接杆的下面；所述定位传感器通过电缆线与控制面板相连接；所述控制台通过电缆线与控制面板连接，控制台内部设有接线端子、图像采集卡、输入/输出卡、显示器，所述控制台上面安装有计算机；所述支撑装置包括支架台和支撑柱；所述支架台设置在支撑柱上；所述支撑架固定传送单元。作为一种优选的技术方案：所述驱动单元采用行星减速步进电机，以及与之配套的控制器、驱动器。作为一种优选的技术方案：所述控制器选用JJ01型号的PLC控制器，使用AC220V电源供电，可任意编程，最大编程条数可达99条，最高输出频率为40KHZ，且输入输出点都有光耦隔离。作为一种优选的技术方案：所述驱动器选用MB450A型号，采用直流24V～50V供电。作为一种优选的技术方案：所述步进电机，做匀速转动且转速连续可调。作为一种优选的技术方案：所述编码器选用ELCO-2500线编码器。作为一种优选的技术方案：所述控制台带有控制台开关。石材表面色差检测装置的控制系统：包括图像采集模块、图像处理模块、图像分析模块、显示器模块：石材表面色差在线检测装置的控制系统，包括图像采集模块、图像处理模块、图像分析模块、显示器模块：所述图像采集模块是指在图像采集的过程中，旋转编码器17对同步主动轮14的角速度以及对同步传送带15的速度进行实时反馈，并产生TTL外部信号，此TTL外部信号提供给CCD工作摄像机7作为外部触发时序信号进行图像采集，图像通过图像采集卡传输至计算机1内部，同时计算机1内部开始分配和释放图像，并通过图像输出卡输出至控制面板5，此时控制面板5通过显示器显示出拍摄的原始石材图像；所述图像处理模块是指当图像采集完成后，计算机1内部自动读取拍摄的原始石材图像并采用中值滤波算法对该图像进行去噪声处理，去除因噪声干扰而导致的图像失真现象，去噪声完成后的图像再进行平场校正处理得到灰度值均匀一致的图像，此后再采用Sobel检测算子对图像进行边缘检测，即将石材边缘刻画出来，石材图像边缘检测完成后采用动态阈值分割法将一幅图像中的石材图片与背景图片分离开来，只留下含有石材图片信息的二值化图像；图像分析模块是指将处理完成的得到二值化图像采用灰度门限法确定一个阈值门限将石材图像的斑点，色斑等杂质点的像素排除，只留下含有石材特征值的像素点，然后计算石材图像的特征值红色分量R、绿色分量G、蓝色分量B的均值，下面为计算过程：即设原始特征向量为f＝[f1,f2,…fn]，其中f1、f2、…fn分别表示点1、点2、…点n的向量；其中f1＝[r1,g1,b1]，r1,g1,b1表示点1的向量分量；f2＝[r2,g2,b2]，r2,g2,b2表示点2的向量分量；fn＝[rn,gn,bn]，rn,gn,bn表示点n的向量分量；μ＝(f1+f2+…fn)/n,μ为红色分量R、绿色分量G、蓝色分量B的均值，即图像色差值，n表示个数，以此计算并输出红色分量R、绿色分量G、蓝色分量B的均值μ,将得到的红色分量R、绿色分量G、蓝色分量B的均值与标准石材样品进行匹配，即对每一类的标准石材样品进行重复性实验，确定代表该类的一个特征向量，然后将该类的特征向量与待测石材的特征向量进行最小距离公式计算如公式(1)所述：Dk＝(X-Uk)T(X-UK)，其中X为每一个待分类的数据元素，Uk为代表该类的一个中心向量，k＝1,2....m；m为类的个数，即可确定该待测石材属于哪类色号；显示器模块是指在VisualC++6.0编程软件下设计图像采集模块的程序、图像处理模块的程序、图像分析模块的程序，编写人机交互界面，将检测结果实时显示出来，同时方便工人及时修改检测参数。作为一种优选的技术方案：所述定位传感器发射信号给CCD工业摄像机，所述CCD工业摄像机接收信号后开始采集图像。作为一种优选的技术方案：所述对中限位导轮(16)提供对中限位功能。本专利技术设置有编码器，编码器可以实时反馈步进电机转速，为CCD工业摄像机提供外部驱动时序脉冲。本专利技术设置有对中限位机构，对中限位机构为被测石材进入拍摄区域前提供对中、限位功能。本专利技术设置有CCD工业摄像机，CCD工业摄像机能够实时采集高清图像。本专利技术设置有定位传感器，定位传感器会发射信号给CCD工业摄像机，CCD工业摄像机接收信号后开始采集图像。与现有技术相比较，本专利技术的有益效果在于：(1)以视觉技术为开发平台，设计出一套石材表面色差在线检测装置，装置结构简单、操作方便；(2)本专利技术克服了因主观因素和熟练程度因素的影响，所造成的精度低、检测不稳定等问题；(3)本专利技术集应用光学技术、计算机技术、数字图象处理技术、在线精密测量技术于一体的石材表面色差在线检测装置，可以在线检测石材表面颜色，将检测结果实时反馈给检测系统，自动完成石材色号的分类，解决了石材企业大批量生产时人工检测对结果影响较大的缺陷。附图图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的驱动器的框图；图3为本专利技术的图像采集模块的流程图；图4为本专利技术的图像处理模块的流程图；图5为本专利技术的图本文档来自技高网...

【技术保护点】
石材表面色差检测装置，其特征在于：包括驱动单元(23)、传送单元、检测单元、定位传感器单元、控制台(3)和支撑装置：所述驱动单元(23)，包括步进电机(22)、联轴器(21)、轴(19)、轴承(20)、螺栓(25)和旋转转盘(18)；所述步进电机(22)通过联轴器(21)与轴(19)连接，所述轴(19)上带有轴承(20)，所述螺栓(25)将轴承(20)固定在支撑台(24)上；所述旋转盘(18)设置在轴(19)上；所述传送单元，包括同步主动轮(14)，同步传送带(15)，对中限位导轮(16)和旋转编码器(17)；所述对中限位导轮(16)安装在支架台(26)上，所述旋转编码器(17)安装在同步主动轮(14)上；所述同步主动轮(14)与所述同步传送带(15)连接；所述检测单元，包括升降体(10)、导向导柱(11)、滑块(12)、驱动电机(28)、控制面板(5)、安装盘(13)、CCD工业摄像机(7)、电缆线(4)、照明装置(6)；所述升降体(10)与导向导柱(11)固定连接，所述滑块(12)和所述CCD工业摄像机(7)均设置在导向导柱(11)上，所述驱动电机(28)安装在升降体上，所述驱动电机(28)驱动滑块(12)，所述安装盘(13)一端连接有滑块(12)，所述安装盘(13)的另一端设置有CCD工业摄像机(7)，所述升降体(10)的一端安装有控制面板(4)，所述照明装置(6)设置在导向导柱(11)的上端，所述驱动电机(28)、照明装置(6)和所述安装盘(13)通过电缆线(4)与控制面板(5)连接，所述电缆线(4)的一端连接有控制面板(5)，所述电缆线(4)的另一端连接有所述控制台(3)；所述定位传感器单元，包括定位传感器(8)和横向连接杆(9)；所述横向连接杆(9)安装在所述升降体(10)的两侧，所述定位传感器(8)设置在横向连接杆(9)的下面；所述定位传感器(8)通过电缆线(4)与控制面板(5)相连接；所述控制台(3)通过电缆线(4)与控制面板(5)连接，控制台(3)内部设有接线端子、图像采集卡、输入/输出卡、显示器，所述控制台(3)上面安装有计算机(1)；所述支撑装置包括支架台(26)和支撑柱(29)；所述支架台(26)设置在支撑柱(29)上；所述支架台(26)固定传送单元。...

【技术特征摘要】
1.石材表面色差检测装置，其特征在于：包括驱动单元(23)、传送单元、检测单元、定位传感器单元、控制台(3)和支撑装置：所述驱动单元(23)，包括步进电机(22)、联轴器(21)、轴(19)、轴承(20)、螺栓(25)和旋转转盘(18)；所述步进电机(22)通过联轴器(21)与轴(19)连接，所述轴(19)上带有轴承(20)，所述螺栓(25)将轴承(20)固定在支撑台(24)上；所述旋转盘(18)设置在轴(19)上；所述传送单元，包括同步主动轮(14)，同步传送带(15)，对中限位导轮(16)和旋转编码器(17)；所述对中限位导轮(16)安装在支架台(26)上，所述旋转编码器(17)安装在同步主动轮(14)上；所述同步主动轮(14)与所述同步传送带(15)连接；所述检测单元，包括升降体(10)、导向导柱(11)、滑块(12)、驱动电机(28)、控制面板(5)、安装盘(13)、CCD工业摄像机(7)、电缆线(4)、照明装置(6)；所述升降体(10)与导向导柱(11)固定连接，所述滑块(12)和所述CCD工业摄像机(7)均设置在导向导柱(11)上，所述驱动电机(28)安装在升降体上，所述驱动电机(28)驱动滑块(12)，所述安装盘(13)一端连接有滑块(12)，所述安装盘(13)的另一端设置有CCD工业摄像机(7)，所述升降体(10)的一端安装有控制面板(4)，所述照明装置(6)设置在导向导柱(11)的上端，所述驱动电机(28)、照明装置(6)和所述安装盘(13)通过电缆线(4)与控制面板(5)连接，所述电缆线(4)的一端连接有控制面板(5)，所述电缆线(4)的另一端连接有所述控制台(3)；所述定位传感器单元，包括定位传感器(8)和横向连接杆(9)；所述横向连接杆(9)安装在所述升降体(10)的两侧，所述定位传感器(8)设置在横向连接杆(9)的下面；所述定位传感器(8)通过电缆线(4)与控制面板(5)相连接；所述控制台(3)通过电缆线(4)与控制面板(5)连接，控制台(3)内部设有接线端子、图像采集卡、输入/输出卡、显示器，所述控制台(3)上面安装有计算机(1)；所述支撑装置包括支架台(26)和支撑柱(29)；所述支架台(26)设置在支撑柱(29)上；所述支架台(26)固定传送单元。2.根据权利要求1所述的石材表面色差在线检测装置，其特征在于：所述驱动单元(23)采用行星减速步进电机(22)，以及与之配套的控制器、驱动器。3.根据权利要求2所述的石材表面色差在线检测装置，其特征在于：所述控制器选用JJ01型号的PLC控制器，使用AC220V电源供电，可任意编程，最大编程条数可达99条，最高输出频率为40KHZ，且输入输出点都有光耦隔离。4.根据权利要求2所述的石材表面色差在线检测装置，其特征在于：所述驱动器选用MB450A型号，采用直流24V～50V供电。5.根据权利要求1所述的石材表面色差在线检测装置，其特征在于：所述步进电机(22)，做匀速转动且转速连续可调。6.根据权利要1所述的石材表面色差在线检测装置，其特征在于：所述编码器(17)选用ELCO-2500线编码器。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵民，郭家伟，武晓龙，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21