本發(fā)明涉及瓷磚表面檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種大幅面瓷磚檢測(cè)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，我國(guó)陶瓷裝備制造業(yè)發(fā)展迅速，十幾年前的所采用的生產(chǎn)設(shè)備都是全部進(jìn)口的，而現(xiàn)在，所采用的生產(chǎn)設(shè)備有進(jìn)口的，也有國(guó)產(chǎn)的，并逐漸一步一步的實(shí)現(xiàn)陶瓷裝備自主化生產(chǎn)，尤其在陶瓷墻地磚的成型、燒制以及后續(xù)的生產(chǎn)工藝深加工方面，很多陶瓷機(jī)械產(chǎn)品(如科達(dá)、立本、捷成工等)已經(jīng)打入國(guó)際市場(chǎng)。但是，在瓷磚表面質(zhì)量的檢測(cè)領(lǐng)域，至今仍是我國(guó)陶瓷機(jī)械行業(yè)的一個(gè)空白和一個(gè)需要繼續(xù)研究發(fā)展的未知空間。目前國(guó)內(nèi)陶瓷企業(yè)的瓷磚質(zhì)量檢測(cè)工作環(huán)節(jié)還是處于人工檢測(cè)的階段。

在上世紀(jì)90年代以來(lái)，伴隨著中國(guó)陶瓷行業(yè)的迅速崛起和國(guó)外瓷磚自動(dòng)在線(xiàn)檢測(cè)設(shè)備的出現(xiàn)，國(guó)內(nèi)引入了大批的先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備，在對(duì)這些生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行消化分析與吸收精髓的過(guò)程中，逐漸為我國(guó)陶瓷裝備制造業(yè)的發(fā)展的壯大提供了基礎(chǔ)，在產(chǎn)品質(zhì)量的自動(dòng)化檢測(cè)方面越來(lái)越受到人們的重視。

近年來(lái)，瓷磚的在線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)逐漸引起國(guó)內(nèi)各大院校的關(guān)注。天津大學(xué)的劉會(huì)樸通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，以墻地磚的平整度檢測(cè)方法為研究對(duì)象進(jìn)行研究，提出了一種可行性的解決方法，并發(fā)表了相關(guān)論文。山東理工大學(xué)的科研人員在墻地磚的幾何尺寸、色差方面進(jìn)行深入研究，提出了陶瓷墻地磚色差識(shí)別的基本算法。西安交通大學(xué)的趙海洋利用三維配準(zhǔn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了墻地磚缺陷識(shí)別，提出了相對(duì)有效的實(shí)施方案。華中科技大學(xué)的羅瑋對(duì)墻地磚的色差分類(lèi)分級(jí)器的設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行了研究。

但上述提及的研究成果尚未在實(shí)際生產(chǎn)中大規(guī)模使用，仍停留在實(shí)驗(yàn)或小規(guī)模測(cè)試階段，大部分研究還沒(méi)有推出樣機(jī)，在墻地磚的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中尚不能替代人工測(cè)量。另外一些國(guó)內(nèi)知名的套機(jī)生產(chǎn)企業(yè)也一直不斷地嘗試開(kāi)發(fā)能夠適應(yīng)中國(guó)陶瓷企業(yè)的產(chǎn)品。如廣東科信達(dá)科技有限公司近年來(lái)通過(guò)與清華大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)聯(lián)合攻關(guān)，制造出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、價(jià)格在30萬(wàn)元人民幣以下的多功能陶瓷檢測(cè)裝置，并且申請(qǐng)了相關(guān)專(zhuān)利。但由于該產(chǎn)品采用高分辨率工業(yè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、高速圖像處理設(shè)備、成熟的圖像處理技術(shù)和獨(dú)立穩(wěn)定的照明系統(tǒng)，雖然對(duì)陶瓷磚表面質(zhì)量缺陷、幾何尺寸和外觀(guān)色差能夠進(jìn)行即時(shí)在線(xiàn)高速檢測(cè)、處理、識(shí)別和分類(lèi)。但是由于國(guó)內(nèi)陶瓷企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境惡劣，以及工人操作素質(zhì)較低等綜合因素的影響，最終并沒(méi)有在陶瓷企業(yè)推廣開(kāi)來(lái)?？七_(dá)也曾經(jīng)試圖開(kāi)發(fā)過(guò)平整度尺寸一體化自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備，但效果并不理想。國(guó)內(nèi)某公司開(kāi)發(fā)的瓷磚平整度的檢測(cè)設(shè)備，該設(shè)備的檢測(cè)基本原理與意大利appel公司的相仿，在使用過(guò)程中，操作人員需要輸入關(guān)鍵的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，這使得檢測(cè)數(shù)據(jù)極易受到人為因素影響而變得不穩(wěn)定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種能適應(yīng)國(guó)內(nèi)陶瓷生產(chǎn)環(huán)境、平整度數(shù)據(jù)采集速度快的大幅面瓷磚檢測(cè)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

一種大幅面瓷磚檢測(cè)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，其特征在于，包括：上位機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、激光位移傳感器和風(fēng)扇，所述數(shù)據(jù)采集卡采集激光位移傳感器反饋的信號(hào)并送到上位機(jī)中；所述激光位移傳感器的數(shù)量為2+n個(gè)，2個(gè)激光位移傳感器用來(lái)測(cè)量瓷磚側(cè)面的平面度和直線(xiàn)度，另外n個(gè)激光位移傳感器用來(lái)采集瓷磚正面的平面度、直線(xiàn)度、表面缺陷信息，n≥2；所述風(fēng)扇與激光位移傳感器一一對(duì)應(yīng)，用來(lái)吹走相應(yīng)激光位移傳感器測(cè)量位置的雜物。

作為改進(jìn)地，所述激光位移傳感器與待檢測(cè)大幅面瓷磚之間能進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)，激光位移傳感器的激光發(fā)射口和反射激光接收口之間的連線(xiàn)與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方向垂直。

作為改進(jìn)地，所述上位機(jī)為研華i5工控機(jī)。

作為改進(jìn)地，所述激光位移傳感器為松下hc-g030激光位移傳感器。

作為改進(jìn)地，所述數(shù)據(jù)采集卡為pci-1710、pci-1710l、pci-1710hg、pci-1710hgl、pci-1711、pci-1711l、pci-1716或pci-1716l多功能卡。

作為改進(jìn)地，所述激光位移傳感器和風(fēng)扇活動(dòng)安裝在一支架上、并由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，一plc控制器與電機(jī)連接控制激光位移傳感器、風(fēng)扇相對(duì)于待測(cè)大幅面瓷磚的垂直度及高度；所述上位機(jī)與plc控制器連接。

作為改進(jìn)地，在上位機(jī)中內(nèi)嵌有數(shù)據(jù)處理程序，采集到的原始數(shù)據(jù)經(jīng)濾波預(yù)處理、基準(zhǔn)化運(yùn)算處理、靜態(tài)誤差消除、動(dòng)態(tài)誤差消除、缺陷分析、平整度分析、質(zhì)量分析后輸出結(jié)果。

本發(fā)明的有益效果是：

一、實(shí)際工作時(shí)，開(kāi)啟風(fēng)扇，激光位移傳感器與待檢測(cè)大幅面瓷磚之間進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這樣，一邊測(cè)量一邊清除待測(cè)位置的灰塵等雜物，能適應(yīng)大多數(shù)國(guó)內(nèi)陶瓷生產(chǎn)環(huán)境，且通過(guò)相對(duì)運(yùn)動(dòng)就能實(shí)現(xiàn)整個(gè)瓷磚平整度數(shù)據(jù)的采集，測(cè)量速度快。

二、采用松下hc-g030激光位移傳感器、并搭載研華i5工控機(jī)、pci-1710系列數(shù)據(jù)采集卡，使得整個(gè)系統(tǒng)的性能十分可靠、測(cè)量精度高，無(wú)論被測(cè)表面是明是暗、粗糙還是光滑、透明與否都能獲得非常高的線(xiàn)性度與分辨率，確保能為大中型瓷磚生產(chǎn)企業(yè)在瓷磚成品上提供精準(zhǔn)、高效的平面度檢測(cè)工作。

三、在測(cè)量過(guò)程中，激光位移傳感器的激光發(fā)射口和反射激光接收口之間的連線(xiàn)與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方向一直垂直，有效提高測(cè)量精度。

四、通過(guò)在上位機(jī)中內(nèi)嵌數(shù)據(jù)處理程序，采集到的原始數(shù)據(jù)經(jīng)濾波預(yù)處理、基準(zhǔn)化運(yùn)算處理、靜態(tài)誤差消除、動(dòng)態(tài)誤差消除、缺陷分析、平整度分析、質(zhì)量分析后輸出結(jié)果，可以在短時(shí)間內(nèi)識(shí)別出大幅面瓷磚表面的細(xì)小瑕疵，并給每塊檢測(cè)過(guò)的瓷磚生成一份獨(dú)一無(wú)二的詳細(xì)檢測(cè)報(bào)告。

附圖說(shuō)明

圖1所示為本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2所示為本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)工作原理圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1：上位機(jī)，2：數(shù)據(jù)采集卡，3：激光位移傳感器，4：風(fēng)扇，5：支架，6：plc控制器。

具體實(shí)施方式

為方便本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的實(shí)質(zhì)，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)闡述。

如圖1所示，一種大幅面瓷磚檢測(cè)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，包括：上位機(jī)1、數(shù)據(jù)采集卡2、激光位移傳感器3和風(fēng)扇4，所述數(shù)據(jù)采集卡2采集激光位移傳感器3反饋的信號(hào)并送到上位機(jī)1中；所述激光位移傳感器3的數(shù)量為2+n個(gè)，2個(gè)激光位移傳感器3用來(lái)測(cè)量瓷磚側(cè)面的平面度和直線(xiàn)度，另外n個(gè)激光位移傳感器3用來(lái)采集瓷磚正面的平面度、直線(xiàn)度、表面缺陷信息，n≥2；所述風(fēng)扇4與激光位移傳感器3一一對(duì)應(yīng)，用來(lái)吹走相應(yīng)激光位移傳感器3測(cè)量位置的雜物。

其中，所述上位機(jī)1優(yōu)選為研華i5工控機(jī)，所述激光位移傳感器2優(yōu)選為松下hc-g030激光位移傳感器，所述數(shù)據(jù)采集卡優(yōu)選為pci-1710多功能卡。在其他實(shí)施方式中，所述數(shù)據(jù)采集卡用pci-1710l、pci-1710hg、pci-1710hgl、pci-1711、pci-1711l、pci-1716或pci-1716l多功能卡。通過(guò)對(duì)上位機(jī)、激光位移傳感器和數(shù)據(jù)采集卡的型號(hào)進(jìn)行搭配，使得整個(gè)系統(tǒng)的性能十分可靠、測(cè)量精度高，無(wú)論被測(cè)表面是明是暗、粗糙還是光滑、透明與否都能獲得非常高的線(xiàn)性度與分辨率，確保能為大中型瓷磚生產(chǎn)企業(yè)在瓷磚成品上提供精準(zhǔn)、高效的平面度檢測(cè)工作。

具體地，激光位移傳感器3和風(fēng)扇4的具體安裝結(jié)構(gòu)為：兩者活動(dòng)安裝在一支架5上、并由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，一plc控制器6與電機(jī)連接控制激光位移傳感器3、風(fēng)扇4相對(duì)于待測(cè)大幅面瓷磚的垂直度及高度；所述上位機(jī)1與plc控制器6連接，以便采集plc控制器6的控制信號(hào)。至于如何通過(guò)電機(jī)來(lái)控制激光位移傳感器3、風(fēng)扇4在支架5上的高度及角度都為常規(guī)技術(shù)，這里不再贅述。

實(shí)際工作時(shí)，開(kāi)啟風(fēng)扇4，激光位移傳感器3與待檢測(cè)大幅面瓷磚之間進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這樣，一邊測(cè)量一邊清除待測(cè)位置的灰塵等雜物，能適應(yīng)大多數(shù)國(guó)內(nèi)陶瓷生產(chǎn)環(huán)境，且通過(guò)相對(duì)運(yùn)動(dòng)就能實(shí)現(xiàn)整個(gè)瓷磚平整度數(shù)據(jù)的采集，測(cè)量速度快。特別地，在測(cè)量過(guò)程中，激光位移傳感器的激光發(fā)射口和反射激光接收口之間的連線(xiàn)與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方向一直垂直，有效提高測(cè)量精度。

如圖2所示，在上位機(jī)1中內(nèi)嵌有數(shù)據(jù)處理程序，采集到的原始數(shù)據(jù)經(jīng)濾波預(yù)處理、基準(zhǔn)化運(yùn)算處理(與存儲(chǔ)的測(cè)量基準(zhǔn)比對(duì)，剔除明顯的誤差項(xiàng))、靜態(tài)誤差消除、動(dòng)態(tài)誤差消除、缺陷分析、平整度分析、質(zhì)量分析后輸出結(jié)果，可以在短時(shí)間內(nèi)識(shí)別出大幅面瓷磚表面的細(xì)小瑕疵，并給每塊檢測(cè)過(guò)的瓷磚生成一份獨(dú)一無(wú)二的詳細(xì)檢測(cè)報(bào)告。

生成的檢測(cè)報(bào)告如下表所示。

表1、陶瓷磚檢測(cè)報(bào)告

以上具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但并不能以此來(lái)對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍進(jìn)行限制。顯而易見(jiàn)地，在本發(fā)明實(shí)質(zhì)的啟示下，本技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員還可進(jìn)行許多改進(jìn)和修飾，需要注意的是，這些改進(jìn)和修飾都落在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。