一种砂轮混料均匀性图像检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种砂轮混料均匀性图像检测方法及装置，利用单色光源照射混料机内的混合料表面，并利用CCD相机采集混合料表面彩色图像；进而对彩色图像进行像素点提取，将满足单色光源颜色RGB值范围的像素点作为对比料分布点，通过标准差法或中心偏离法计算对比料分布点的离散度指标值，进而判断对比料在混合料内是否均匀分布，并以此表示混料是否均匀，能够针对混料均匀性做出定量的评价指标，进而保证砂轮产品的磨削性和稳定性，确保了砂轮产品的质量。

Image detection method and device for mixing uniformity of grinding wheel

The invention provides an image detection method and device for grinding wheel mixing uniformity, which illuminates the mixing material surface in the mixer with a monochrome light source, and collects the color image of the mixing material surface with a CCD camera, and then extracts the pixel points of the color image, and takes the pixel points satisfying the color RGB value range of the monochrome light source as the contrast material. Distribution point, through standard deviation method or center deviation method to calculate the dispersion index value of contrast material distribution point, and then judge whether the contrast material is uniformly distributed in the mixture, and to indicate whether the mixture is uniform, can make quantitative evaluation index for the uniformity of the mixture, thereby ensuring the grinding and stability of the grinding wheel products. Ensure the quality of grinding wheel products.

【技术实现步骤摘要】
一种砂轮混料均匀性图像检测方法及装置
本专利技术涉及砂轮磨具制造及其检测领域，尤其涉及一种砂轮混料均匀性图像检测方法及装置。
技术介绍
超硬磨料砂轮广泛应用于航空航天、军工等领域，对于砂轮的磨削性和稳定性要求很高，而砂轮的混料均匀性是影响磨削性和稳定性的重要因素之一。砂轮制备工艺包括原材料准备、混料、压制、烧结几个基本工序。制备砂轮需要3-5种原料，含结合剂、磨料、填料等，制备砂轮时需要将不同粒径尺寸的粉料混合均匀后(混料工序)才能进行压制工序。在混料工序中，若混料不均将导致砂轮品质参差不齐，甚至同一砂轮不同径向和周向位置的性能完全不同，严重降低砂轮产品的质量。目前，混料工艺多采用人工混料和混料机结合的方式，混料机由料筒、传动系统、机座等组成，筒体在电机的带动下做匀速旋转运动，物料沿着桶壁做环向运动，形成物料上下方向的运动，加之料筒内保留的剩余空间和料筒的合理旋转速度，使参与混合的不同原料尽可能的相对运动，混合均匀。现有技术中，评价是否混料均匀主要通过眼睛和经验判断，无实时监测的数据，这样就将导致不同操作者的判断存在差异，从而使同一批次产品的性能存在差异，且当结合剂、磨料和填料粒径、密度极差较大时，不能很好的掌握混料时间，最终导致混料不均匀，进而影响砂轮性能；进一步的，由于不同砂轮的配方和原材料不一，在缺少混料均匀性定量检测方法的条件下，无论是混料机混料还是人工混料都无法保证混合均匀，而混料不均匀将直接影响砂轮的磨削性能，并降低砂轮的稳定性等指标。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种砂轮混料均匀性图像检测方法及装置，可以针对砂轮混料均匀性做出定量评价指标，并判断混料是否均匀，以控制混料机继续混料或者停止混料。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种砂轮混料均匀性图像检测方法，包括以下步骤：步骤1：选择单色光源，进入下一步；步骤2：启动混料机，控制混料机运行T时段后暂停混料机，进入下一步；步骤3：使用步骤1中选择的单色光源照射混料机内混合料表面，并利用CCD相机采集混合料表面彩色图像P1，进入下一步；步骤4：对P1进行彩色图像离散化处理，进入下一步；步骤5：提取P1中每个像素点的RGB值，进入下一步；步骤6：根据单色光源的RGB值范围，提取P1中满足单色光源的RGB值范围的像素点，其中，P1中满足单色光源的RGB值范围的像素点定义为Ni，i＝1、2、……、n，i表示第i个像素点，进入下一步；步骤7：根据Ni的实际位置定义Ni的坐标Ni(xi,yi)，并利用离散趋势分析法对Ni(xi,yi)进行离散趋势分析，获得Ni的离散度指标值，进入下一步；步骤8：根据步骤7中获得的Ni离散度指标值，判断混料机内混料是否均匀，进入下一步；步骤9：若步骤8的判断结果为“是”，则停止混料机；若步骤8的判断结果为“否”，则进入步骤2，直至步骤8的判断结果为“是”后停止混料机。步骤8中所述判断混料机内混料是否均匀的方法可采用绝对判断法或相对判断法；所述绝对判断法为：将步骤7中获得的Ni的离散度指标值与理论值相比较，若Ni的离散度指标值大于理论值，则判断混料机内混料均匀；反之，则判断混料机内混料不均匀；理论值可参考混合料中各成分体积分数，根据具体需要并结合实际检测经验设置。所述相对判断法为：连续重复多次所述步骤2至步骤7，得到多个Ni的离散度指标值，计算两两相邻的Ni的离散度指标值的差值，若最后连续两个差值均在差值阈限内，则判断混料机内混料均匀；反之，则判断混料机内混料不均匀。差值阈限可根据具体需要并结合实际检测经验设置。步骤7中所述离散趋势分析法可采用标准差法或中心偏离法。步骤3中所述标准差法包括以下步骤：步骤A1：计算Ni的分布中心的坐标，Ni的分布中心的坐标记为分别为Ni的坐标Ni(xi,yi)中横坐标、纵坐标的平均值；其中步骤A2：分别计算Ni的坐标Ni(xi,yi)中横坐标、纵坐标的标准差值Sx和Sy，并将Sx和Sy作为Ni离散度指标值；其中步骤3中所述中心偏离法包括以下步骤：步骤B1：计算Ni的分布中心的坐标，Ni的分布中心的坐标记为分别为Ni的坐标Ni(xi,yi)中横坐标、纵坐标的平均值；其中步骤B2：分别计算Ni中不同的像素点相对于像素点分布中心的偏移距离，其中，第i个像素点相对于像素点分布中心的偏移距离记为Lxyi；其中步骤B3：计算Ni相对于Ni的分布中心的平均偏移距离其中，步骤B4：计算偏移距离的标准差值SL，并将SL作为Ni离散度指标值；其中步骤1中所述选择单色光源的办法为：将混合料中体积分数在2％-10％范围内的非黑色、非白色、且不透明的原料的颜色作为对比色，并选择与该对比色颜色相同的光源作为单色光源；若混合料中的原料均不符合，则可向混合原料中加入体积分数在2％-5％之间的非黑色、非白色、且不透明颜料，颜料的颜色与混合料中原料的颜色均不相同，并将该颜料的颜色作为对比色，选择与对比色颜色相同的光源作为单色光源。一种砂轮混料均匀性图像检测装置，其特征在于：包括混料机，用于在控制器的控制下混料；CCD相机，设置在混料机料筒端盖下，用于在控制器的控制下采集混料机内混合料表面彩色图像，并将采集到的混合料表面彩色图像发送给控制器；单色光源，设置在混料机料筒端盖下，用于在控制器的控制下照射混料机内混合料表面，以使CCD相机采集混料机内混合料表面彩色图像；控制器，用于控制混料机、CCD相机、单色光源动作，并用于接收、分析CCD相机采集到的混合料表面彩色图像，并显示分析结果。根据权利要求7所述的一种砂轮混料均匀性图像检测装置，其特征在于：所述控制器采用工业计算机。所述混料机内壁附着有遮光图层。本专利技术的有益效果：本专利技术所述的一种砂轮混料均匀性图像检测方法，利用单色光源照射混料机内的混合料表面，并利用CCD相机采集混合料表面彩色图像；进而对彩色图像进行像素点提取，将满足单色光源颜色RGB值范围的像素点作为对比料分布点，通过标准差法或中心偏离法计算对比料分布点的离散度指标值，进而判断对比料在混合料内是否均匀分布，并以此表示混料是否均匀，能够针对混料均匀性做出定量的评价指标，进而保证砂轮产品的磨削性和稳定性，确保了砂轮产品的质量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的方法流程图；图2为本专利技术的装置结构图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示：本专利技术所述的一种砂轮混料均匀性图像检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：选择单色光源，进入下一步；其中，选择单色光源的方法为：将混合料中体积分数在2％-10％范围内的非黑色、非白色、且不透明的原料的颜色作为对比色，并选择与该对比色颜色相同的光源作为单色光源；若混合料中的原料均不符合，则可向混合原料中加入体积分数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种砂轮混料均匀性图像检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：选择单色光源，进入下一步；步骤2：启动混料机，控制混料机运行T时段后暂停混料机，进入下一步；步骤3：使用步骤1中选择的单色光源照射混料机内混合料表面，并利用CCD相机采集混合料表面彩色图像P1，进入下一步；步骤4：对P1进行彩色图像离散化处理，进入下一步；步骤5：提取P1中每个像素点的RGB值，进入下一步；步骤6：根据单色光源的RGB值范围，提取P1中满足单色光源的RGB值范围的像素点，其中，P1中满足单色光源的RGB值范围的像素点定义为Ni，i＝1、2、……、n，i表示第i个像素点，进入下一步；步骤7：根据Ni的实际位置定义Ni的坐标Ni(xi,yi)，并利用离散趋势分析法对Ni(xi,yi)进行离散趋势分析，获得Ni的离散度指标值，进入下一步；步骤8：根据步骤7中获得的Ni的离散度指标值，判断混料机内混料是否均匀，进入下一步；步骤9：若步骤8的判断结果为“是”，则停止混料机；若步骤8的判断结果为“否”，则进入步骤2，直至步骤8的判断结果为“是”后停止混料机。

【技术特征摘要】
1.一种砂轮混料均匀性图像检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：选择单色光源，进入下一步；步骤2：启动混料机，控制混料机运行T时段后暂停混料机，进入下一步；步骤3：使用步骤1中选择的单色光源照射混料机内混合料表面，并利用CCD相机采集混合料表面彩色图像P1，进入下一步；步骤4：对P1进行彩色图像离散化处理，进入下一步；步骤5：提取P1中每个像素点的RGB值，进入下一步；步骤6：根据单色光源的RGB值范围，提取P1中满足单色光源的RGB值范围的像素点，其中，P1中满足单色光源的RGB值范围的像素点定义为Ni，i＝1、2、……、n，i表示第i个像素点，进入下一步；步骤7：根据Ni的实际位置定义Ni的坐标Ni(xi,yi)，并利用离散趋势分析法对Ni(xi,yi)进行离散趋势分析，获得Ni的离散度指标值，进入下一步；步骤8：根据步骤7中获得的Ni的离散度指标值，判断混料机内混料是否均匀，进入下一步；步骤9：若步骤8的判断结果为“是”，则停止混料机；若步骤8的判断结果为“否”，则进入步骤2，直至步骤8的判断结果为“是”后停止混料机。2.根据权利要求1所述的一种砂轮混料均匀性图像检测方法，其特征在于，步骤8中判断混料机内混料是否均匀的方法可采用绝对判断法或相对判断法；所述绝对判断法为：将步骤7中获得的Ni的离散度指标值与理论值相比较，若Ni的离散度指标值大于理论值，则判断混料机内混料均匀；反之，则判断混料机内混料不均匀；所述相对判断法为：连续重复多次所述步骤2至步骤7，得到多个Ni的离散度指标值，计算两两相邻的Ni的离散度指标值的差值，若最后连续两个差值均在差值阈限内，则判断混料机内混料均匀；反之，则判断混料机内混料不均匀。3.根据权利要求2所述的一种砂轮混料均匀性图像检测方法，其特征在于：步骤7中所述离散趋势分析法可采用标准差法或中心偏离法。4.根据权利要求1所述的一种砂轮混料均匀性图像检测方法，其特征在于，步骤3中所述标准差法包括以下步骤：步骤A1：计算Ni的分布中心的坐标，Ni的分布中心的坐标记为分别为Ni的坐标Ni(x...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建辉，惠珍，师超钰，赵延军，包华，赵登科，李学仁，
申请(专利权)人：郑州磨料磨具磨削研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41