一种陶瓷砖平整度在线检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种陶瓷砖平整度检测装置及方法，检测装置包括机架、安装在机架上的结构光图像发射器、面阵相机和计算机组成；机架主要用于承载结构光图像发射器、面阵相机，结构光图像发射器主要用于发送出照射到陶瓷砖表面的结构光图案，面阵相机用于拍摄线结构光图像发射器打在陶瓷砖上的图案，并传送给计算机进行分析。计算机接收相机采集的图片，计算出陶瓷砖表面测量点的高度信息并根据陶瓷砖平整度计算方法判定是否合格，并对陶瓷砖进行分类。本发明专利技术稳定、准确，与现有技术相比，设备采用的元件成本较低、稳定性好，在测量过程中没有机械移动，设备寿命长，可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷砖平整度在线检测装置及检测方法
本专利技术涉及陶瓷砖生产
，尤其是一种陶瓷砖平整度在线检测装置及方法。
技术介绍
目前对陶瓷砖平整度的检测方法主要还是手工检测，检测方法主要使用塞尺法、千分表法等接触式方法，对于大量的陶瓷砖只能进行抽检，检测效率底下，工人工作环境恶劣。国内在陶瓷平面度的自动化检测方面也做了很多的工作，在一些方向出现了一批专利技术。但这些技术都存在一些问题和不足，检测功能较为单一。如申请号为201410017941.6的中国专利技术专利，公开一种滑动式瓷砖表面平整度检测装置及其方法，其使用3个激光测距仪，瓷片通过激光测距仪后获取距离偏差，并由此计算出瓷砖表面平面度，但该方法无法解决陶瓷片在移动过程中出现跳动和位移而导致测量结果不稳定的问题。再如申请号为20150646060.5的中国专利技术专利，公开一种瓷片平整度检测方法及装置，其使用若干个沿直线导轨移动的激光位移传感器测量瓷砖到传感器的间距，计算出瓷砖平面度，但该方法需要陶瓷片停止移动并进行检测，检测时间较长，效率底下。再如申请号为201520647768.8的中国技术专利，公开一种基于机器视觉的瓷砖平整度检测装置，其使用了结构光源和面阵相机，通过检测结构光在瓷片上反射的形状判定瓷片的平整度，可以进行移动过程中的动态检测，但只能检测到平面横向（X轴方向）的曲面变形，不能检测到平面纵向（Y轴方向）的曲面变形。针对陶瓷砖质量检测，国家在2006年出台的GB/T3810《陶瓷砖试验方法》国家标准，其中第2部分：尺寸和表面质量的检测对陶瓷砖的平面度测量（弯曲度和翘曲度）检测内容和检测方法做了详细的规定，以此作为陶瓷砖质量保障的标准。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种结构简单、检测稳定且准确、非接触性的陶瓷砖平整度在线检测装置及检测方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种陶瓷砖平整度快速检测装置，其特征在于：包括机架、两个结构光图像发射器、面阵相机、陶瓷砖上下料装置和计算机；在机架上设有检测工位，所述面阵相机和两个结构光图像发射器分别安装在检测工位上方，安装后2个线激光发射器成90度夹角，面阵相机通过数据线与所述计算机相连；所述结构光图像发射器为结构光激光发射器或投影机。进一步地，所述结构光激光发射器为线激光发射器或编码激光发射器。进一步地，所述计算机上还连接有一标签打印机。进一步地，所述所述陶瓷砖上下料装置为机械手装置和/或输送带装置。本专利技术还公开一种陶瓷砖平整度快速检测方法，采用上述陶瓷砖平整度快速检测装置进行检测，包括如下步骤：步骤一、在计算机内安装检测软件系统，启动测量后，通过陶瓷砖上下料装置将送料区域的陶瓷砖送到测量区域；步骤二、线激光发射器发一条或多条通过陶瓷砖边缘和中心线的线激光，在陶瓷砖表面形成线结构光图案；步骤三、面阵相机拍摄陶瓷砖表面结构光图像，并将图像传送给计算机计算；步骤四、计算机根据线结构光图像计算出个点高度位置，从中提取若干个测量点高度数值，并计算出中心弯曲度、边弯曲度和翘曲度三个测量值；步骤五、根据步骤五计算出来的中心弯曲度、边弯曲度和翘曲度三个测量值和标准数据相比较，判定被测量陶瓷砖是否合格；步骤六、根据步骤五判定的结果，陶瓷砖上下料装置将被检测的陶瓷砖送出检测工位并进行分类。本专利技术的有益效果是：检测装置采用比较廉价部件，生产成本低，能通过非接触式的方式进行检测，检测过程中没有机械移动，设备寿命长，可靠性高，结果准确，在测量过程设备的检测过程和结果符合在2006年出台的GB/T3810《陶瓷砖试验方法》国家标准要求。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。图1本专利技术中检测装置的结构图。图2结构光工作原理。图3陶瓷砖中心弯曲度测量原理。图4陶瓷砖边弯曲度测量原理。图5陶瓷砖翘曲度测量原理。图6线激光扫描位置和测量点位置示意图。图7系统工作流程图。具体实施方式如图1所示，本专利技术一种陶瓷砖平整度快速检测装置，包括机架1、两个结构光图像发射器2、面阵相机3、陶瓷砖上下料装置和计算机。在机架1上设有检测工位，所述面阵相机和两个结构光图像发射器分别安装在检测工位上方，安装后2个线激光发射器成90度夹角，面阵相机3通过数据线与所述计算机相连；陶瓷砖上下料装置的动作由所述计算机控制。当然，实际应用时，面阵相机也可以通过无线网络与计算机相连。所述结构光图像发射器2为结构光激光发射器，所述结构光激光发射器可以为线激光发射器，也可以采用编码激光发射器。当然，实际应用时，还可以采用投影机作为结构光图像发射器，发射结构光图像。进一步地，所述所述陶瓷砖上下料装置可为机械手装置4和输送带装置5。输送带装置5安装在机架1上，用于待检测瓷砖的传送，当传输带将陶瓷砖输送到测量工位时，触发安装在输送带上的光电传感器，停止传输带继续向前移动。经系统检测后，判定是否合格。合格的瓷砖则继续传送，不合格的则通过机械手装置抓取离开输送带，进行产品分类。进一步地，所述计算机上还连接有一标签打印机。使本专利技术在完成陶瓷砖的平整度测量以后，可以将“合格”或“不合格”标签直接打印在陶瓷砖上，方便后面的工序识别。下面通过采用线激光发射器作为结构光图像发射器2，进行进一步说明。如图2-7所示，本专利技术优选采用两个线激光发射器发射结构光，用于测量瓷砖表面三维高度，具体的单个线结构光测量高度工作原理见图2，两个线结构光可以使测量精度更加精确，同时避免单个结构光导致测量“盲区”的问题。线激光发射器将线结构光图像投射到瓷砖表面，从另一角度可以观察到由于受物体高度的调制而变形的条纹，这种变形可解释为相位和振幅均被调制的空间载波信号。面阵相机3采集变形条纹并对其进行解调，恢复出相位信息，进而由相位确定出高度，这就是基于相位的结构光方法的基本原理。线激光成一定夹角照射在陶瓷砖表面后，陶瓷砖表面是平整时面阵相机会拍摄到一条直线。如果陶瓷砖表面有凸起或者弯曲时直线就会变成一条曲线，通过计算曲线上点偏离原始直线位置的距离可以获取为陶瓷砖表面实际高度。通过两组相互垂直的线结构光可以获取瓷砖表面横向和纵向两个方向的表面高度。作为本专利技术的一种优化，可扩大检测覆盖范围，测量工程中将激光线覆盖范围的瓷砖表面高度计算并拟合高度曲线，并将各个位置的三维坐标代入中心弯曲度、边弯曲度和翘曲度测量公式。加大测量的覆盖范围，提高不合格产品的检出率。下面再详述利用上述陶瓷砖平整度快速检测装置对陶瓷砖平整度进行检测的检测方法为了更好的实现该检测方法和展示测量结果。所述检测系统使用VisualStudio.net2013程序框架开发，使用OpenCV进行图像分析和处理，检测结果通过OpenGL合成点云数据进行三维显示。陶瓷砖平整度的检测流程如下：步骤一、通过上下料装置将送料区域的陶瓷砖送到测量区域。步骤二、2个线激光发射器分别发3条分别通过陶瓷砖边缘和中心线的线激光，在陶瓷砖表面形成结构光曲线。步骤三、安装在顶端的面阵相机拍摄陶瓷砖表面结构光曲线图像，并将图像传送给计算机。步骤四、计算机根据线结构光曲线图像计算出个点高度位置，从中提取9个测量点高度数值计算出中心弯曲度、边弯曲度和翘曲度三个测量值。步骤五、根据步骤五计算出来的中心弯曲度、边弯曲度和翘曲度三个测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷砖平整度快速检测装置，其特征在于：包括机架、两个结构光图像发射器、面阵相机、陶瓷砖上下料装置和计算机；在机架上设有检测工位，所述面阵相机和两个结构光图像发射器分别安装在检测工位上方，安装后2个线激光发射器成90度夹角，面阵相机通过数据线或无线网络与所述计算机相连；所述结构光图像发射器为结构光激光发射器或投影机。

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷砖平整度快速检测装置，其特征在于：包括机架、两个结构光图像发射器、面阵相机、陶瓷砖上下料装置和计算机；在机架上设有检测工位，所述面阵相机和两个结构光图像发射器分别安装在检测工位上方，安装后2个线激光发射器成90度夹角，面阵相机通过数据线或无线网络与所述计算机相连；所述结构光图像发射器为结构光激光发射器或投影机。2.根据权利要求1权利要求所述的陶瓷砖平整度快速检测装置，其特征在于：所述结构光激光发射器为线激光发射器或编码激光发射器。3.根据权利要求2所述的陶瓷砖平整度快速检测装置，其特征在于：所述计算机上还连接有一标签打印机。4.根据权利要求1-3所述的陶瓷砖平整度快速检测装置，其特征在于：所述陶瓷砖上下料装置为机械手装置和/或输送带装置。5.一种陶瓷砖平整度快速...

【专利技术属性】
技术研发人员：何晓昀，邓斌攸，陈丹，潘云峰，池志强，苏真伟，
申请(专利权)人：广东理工学院，
类型：发明
国别省市：广东,44