本发明涉及一种基于同步原理的人造板表面缺陷在线检测装置，属于木材检测设备技术领域。
技术背景
表面质量是人造板出厂前检测的重要关节之一，用于剔除存在胶斑、划痕、崩边等缺陷板材，以保证人造板生产经济效益。目前人造板表面缺陷检测主要靠人工肉眼识别，但人眼在长时间的工作中识别效率会逐渐下降，准确度也会严重降低，容易出现漏涂。该问题在连续压机生产人造板过程中尤为突出，已影响到经济效益。随着计算机技术的发展，一些学者应用机器视觉和图像处理技术对表面图像进行提取并处理，以实现自动化检测及产品分类。例如中国专利201611160059.2公开了一种木材板的表面缺陷检测装置，利用ccd工业相机对传送带上木材板进行拍摄，随后送入计算机进行处理。但生产流水线上人造板运动速度较快，而相机拍摄需要一定曝光时间，导致生成图像的运动模糊，影响图像处理可靠性，该问题是机器视觉技术在人造板在线检测领域应用的一大难题。针对图像运动模糊，目前已有一些解决方案，如中国专利201110099458.3公开了一种消除图像运动模糊的方法，通过计算图像中目标区域亮度分量频谱的方式估计运动方向及速度，并通过反卷积得到重构图像；中国专利201210125697.6公开了一种高速ccd图像序列的任意运动模糊图像复原方法，利用高速ccd传感器获得曝光时间内的图像序列来构建点扩散函数(psf)，从而通过逆运算求出复原图像，但类似的方法基本基于对图像点扩散函数的估计，计算量大，严重减缓了图像处理算法的效率，不能胜任高移动速率的人造板在线检测。
技术实现要素：
本发明的目的是提出一种基于同步原理的人造板表面缺陷在线检测装置，通过机械传动的方式驱动相机与人造板同向、同速运动，用以消除运动模糊，达到获取清晰图像的目的，从而有效的对板材表面缺陷特征加以识别。
本发明提出的基于同步原理的人造板表面缺陷在线检测装置，包括传送带、编码器、控制器、计算机、电机、机架、支撑架、作台、凸轮、滚轮、弹簧、滑块和相机；所述的传送带安装在机架的下部，待测人造板置于传送带上，传送带上设有触发开关，触发开关通过信号线与所述的控制器相连；所述的编码器安装在传送带的内部，用以测量皮带瞬时速度并将该皮带瞬时速度发送至控制器；
所述的电机通过信号线与控制器相连，电机通过支撑架安装在机架的下部，所述的电机安装在支撑架上；
所述的相机通过信号线与计算机相连，相机安装在工作台上，工作台安装在滑块上，滑块架设在导轨上，导轨固定在机架的上部，且导轨与待测人造板运动方向一致，起到导向作用；
所述的滚轮安装在工作台的下部，滚轮与凸轮的转轴水平，滚轮与凸轮为线接触；
所述的弹簧置于工作台与机架之间，用于在工作台在沿导轨的运动的回程阶段借助弹簧的恢复力使相机复位。
本发明提出的基于同步原理的人造板表面缺陷在线检测装置，其特点和优点是：
1、本发明提出的在线检测装置，利用机械传动方式驱动相机，达到相机与待测人造板同向、同速运动的目的，以从根本上消除图像运动模糊，解决传统模糊图像恢复处理算法复杂、耗时长的问题，从而实现待测人造板表面缺陷的机器视觉在线检测。采用凸轮机构，只要合理的设计凸轮轮廓线，就可实现凸轮匀速转动向从动件匀速直线运动的转换，达到相机与待测人造板“同步”的效果；同时，借助弹簧的恢复力，可在凸轮回程阶段使相机自动复位，准备对下一张板材的拍摄，在不改变电机转向条件下达到相机往复运动的效果。
2、本发明提出的在线检测装置，利用编码器对传送带上人造板进行速度实时检测，因而可以及时调整电机转速，在传送带速度发生变化情况下，仍能保持相机与待测人造板的同步运动。
3、本发明提出的在线检测装置，在传送带合适的位置安装触发开关，用以判断待测人造板是否进入拍摄区，控制器根据触发开关的触发信号来启动电机，可实现电机启动以及停转的精准控制，因此最终效果为，只有当待测人造板进入拍摄区时电机才会启动，驱动相机与待测人造板同步运动并完成拍摄，同时相机运动速度随待测人造板速度变化而变化，因此提高了表面缺陷的检测精度。
附图说明
图1为本发明提出的基于同步原理的人造板表面缺陷在线检测装置的结构示意图。
图2是本发明机械传动机构示意图；
图3为本发明中凸轮机构工作原理图。
图1-图3中，1是传送带，2待测人造板，3是触发开关，4是编码器，5是控制器，6是计算机，7是导轨，8是滑块，9是相机，10是工作台，11是滚轮，12是弹簧，13是机架，14是凸轮，15是电机，16支撑架。
具体实施方式
本发明提出的基于同步原理的人造板表面缺陷在线检测装置，其结构如图1所示，包括传送带1、编码器4、控制器5、计算机6、电机15、机架13、支撑架16、工作台10、凸轮14、滚轮11、弹簧12、滑块8和相机9；
所述的传送带1安装在机架13的下部，待测人造板2置于传送带1上，传送带1上设有触发开关3，触发开关3通过信号线与所述的控制器5相连；所述的编码器4安装在传送带1的内部，用以测量皮带瞬时速度并将该皮带瞬时速度发送至控制器5；
所述的电机15通过信号线与控制器5相连，电机15通过支撑架16安装在机架13的下部，如图2中所示，所述的凸轮14与电机15安装在支撑架16上，
所述的相机9通过信号线与计算机6相连，相机9安装在工作台10上，工作台10安装在滑块8上，滑块8架设在导轨7上，导轨7固定在机架13的上部，且导轨7与待测人造板2运动方向一致，起到导向作用；
所述的滚轮11安装在工作台10的下部，滚轮11与凸轮14与的转轴水平，滚轮11与凸轮14为线接触，在转动过程中滚轮11与凸轮14无相对滑移，用以降低与凸轮14接触过程的摩擦力。
所述的弹簧12置于工作台10与机架13之间，用于在工作台10在沿导轨7的运动的回程阶段借助弹簧12的恢复力使相机9复位。
下面结合附图，详细介绍本发明的在线检测装置内容：
本发明在线检测装置中的电机15由控制器5对其控制，每次启动后保持匀速转动并旋转一周，且所用时间小于单张待测人造板2完全通过某固定点所需时间，以确保能及时复位。电机15可以为多种形式电机，如交流电机、直流电机、步进电机或伺服电机，根据电机形式不同，所采用的控制方式也应有所不同，对于实现各类控制方式所需的各种额外部件本专利不一一例举，但都属于本专利保护范围之内。
相机9与工作台10固连，工作台10又分别与滑块8、滚轮11连接，它们共同形成凸轮机构的从动件；所述滚轮11固定在工作台10的一端，可在工作台10上自由转动，用以降低工作台10与凸轮14接触过程中的摩擦力；所述导轨7与机架13和传送带1相对固定，且导轨7与待测人造板2运动方向一致，起到导向作用；所述凸轮14与滚轮11的转轴水平，二者呈线接触且二者在转动过程中无相对滑移；所述电机15与凸轮14连接，可带动凸轮14做圆周运动，同时电机15与机架13通过支撑架16固连；所述工作台10与机架13通过弹簧12连接，以便于在回程阶段借助弹簧12恢复力使相机9复位。
图3显示了装置中凸轮机构工作原理：整个机构共一个原动件，当电机15转动时可借助凸轮14的升程段驱动相机9向远离电机15方向运动，此时弹簧12被拉伸；当进入回程阶段，由于受到弹簧12拉力，相机9便自动回到初始位置，按如此方式，电机15每旋转一周，相机9均经历与待测人造板2同向移动和复位的往复过程，如图3中的粗线箭头所示。
导轨7有长度相同的两根，分别位于相机9的两侧，以确保相机9不发生转动，同时不干涉相机9对待测人造板2的拍摄。滑块8也有两个，分别固定在相机9的左右两侧，可在上述导轨7上滑移，与导轨7形成移动副。凸轮14与机架13、滚轮11与工作台10分别形成转动副，电机15为驱动装置。凸轮14与滚轮15形成高副，其中凸轮14为主动件，其轮廓线包含升程、远休、回程和近休四个阶段，其中升程阶段用以推送从动件与待测人造板2同向运动，在回程阶段可借助弹簧12复位，而远休和近休阶段中从动件速度保持为零。凸轮14轮廓线的具体形式根据相机9曝光时间、从动件加速和减速方式而定，其中升程阶段的某区间内相机9保持与待测人造板2同速运动且时间要大于曝光时间，以确保拍摄图像清晰。
本实施例中凸轮14转轴与待测人造板2表面垂直，但也可以与之水平安装，其具体形式需根据实际空间大小以及机构受力条件而定；
编码器4安装在传送带1内部，用以测量皮带瞬时速度。触发开关3安装在传送带1上表面的某位置，用以检测待测人造板2是否进入拍摄区。实施例中触发开关3可以为多种形式的传感器，如光敏传感器、红外传感器，其作用是根据待测人造板2的位置输出“无”或“有”的信号。
在本实施例中对单张待测人造板表面缺陷检测的过程如下：
首先，安装在传送带1上的编码器4获取皮带速度，该速度可视为待测人造板2的移动速度，并送给控制器5；当待测人造板移2动至相机拍摄区时触发开关4向控制器5发送信号，此时控制器5根据待测人造板2速度对电机15发送指令，驱动相机9以和待测人造板2相同的速度移动，同时相机9完成对待测人造板2的拍摄；随后图像被送至计算机6，并根据处理算法对获取的图像进行缺陷判别；最后相机9在弹簧拉12力作用下复位，准备进行下一次拍摄。
综上所述，本发明提出的在线监测装置，待测人造板传送带上编码器获取待测人造板瞬时速度并送给控制器，并通过触发开关判断待测人造板是否进入拍摄区，控制器根据检测信号对电机发送指令，驱动包括相机在内的从动件以和待测人造板相同的速度移动，其间相机完成对待测人造板的拍摄，图像随后被送至计算机，并根据处理算法对获取的图像进行缺陷判别，同时在弹簧恢复力下作用下相机可自动复位，准备进行下一次拍摄。
本发明的一个实施例中，所用的编码器的型号为欧姆龙e6b2-cwz6c，所用的控制器的型号为西门子plc-s1200，所用的电机为松下msme022g1s。
该实施例仅描述了本发明技术原理，并不能限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何改动、替换，均应包含在本发明保护范围之内。