一种基于机器视觉的大幅面地板砖检测装置及其检测方法与流程

本发明涉及机器视觉检测领域，尤其是涉及一种基于机器视觉的大幅面地板砖检测装置及其检测方法。

背景技术：

地板砖生产过程中由于工艺技术的客观性因素影响，会造成地板砖表面出现裂纹、异色点、划痕等表面缺陷，传统的检测方法是人工检测，人工检测由于存在判断标准不一、疲劳检测造成漏检、错检等客观因素，随着自动化生产技术的快速发展，越来越多的企业实现自动化生产，产品数量大幅度增加，人工检测成本增加，已经不能适应自动化生产的需求，机器视觉检测具有检测效率高、精度高的优势，成为大多数企业青睐的检测方式。

随着科技的发展与人们生活水平的提升，地板砖的生产工艺不断改进，越来越多的企业和家庭倾向使用大幅面地板砖，传统的人工检测效率远远不能够满足检测要求，因此需要一种检测装置能够实现大幅面地板砖快速、精确检测。

技术实现要素：

为了实现上述检测装置，本发明的目的是提供一种基于机器视觉的大幅面地板砖检测装置及其检测方法，这种检测装置以机器视觉检测技术为基础，选择一定数量的视觉检测组件，使用合适的检测方法，实现大幅面地板砖快速、精确检测，极大地提升了大幅面地板砖的检测效率和检测质量，这种检测装置模块集成化，便于技术人员进行检修和维护。

本发明采用的技术方案是：所述的基于机器视觉的大幅面地板砖检测装置包括：机柜体、传送机构、机器视觉检测组件、控制系统，所述的机柜体为矩形体凹槽结构，所述的传送机构安装在机柜体下方，所述的机器视觉检测组件安装在机柜体内部上方位置，所述的控制系统连接传送机构、机器视觉检测组件。

所述的机柜体由左柜仓、上柜仓、右柜仓、显示器面板、底座构成，所述的机柜体分为左柜仓、上柜仓、右柜仓，所述的上柜仓位于左柜仓右侧上方位置，上柜仓底部为敞开结构，所述的右柜仓位于上柜仓右侧位置，所述的显示器面板安装在左柜仓左侧，所述的底座安装在左柜仓和右柜仓下方。

所述的传送机构包含可调节立柱、输送线、位置传感器、电机、电机控制器，所述的可调节立柱安装在输送线下方，所述的位置传感器安装在输送线上，位于机柜体左侧位置，所述的电机控制器安装在左柜仓内，所述的电机安装在输送线上，连接电机控制器。

所述的机器视觉检测组件包含左立柱、右立柱、相机固定横杆、第一视觉检测组件、第二视觉检测组件、第三视觉检测组件、第四视觉检测组件、第五视觉检测组件、第六视觉检测组件、光源固定横杆、第一光源组、第二光源组、螺栓，所述的左立柱和右立柱分别有前后两个立柱，左立柱安装在上柜仓内左侧位置，右立柱安装在上柜仓内右侧位置，所述的相机固定横杆安装在左立柱和右立柱之间，所述的第一视觉检测组件(340)、第二视觉检测组件(350)、第三视觉检测组件(360)、第四视觉检测组件(370)、第五视觉检测组件(380)、第六视觉检测组件(390)从左到右依次等间距的安装在相机固定横杆(330)上，所述的光源固定横杆安装在左立柱和右立柱之间，位于相机固定横杆下方，所述的第一光源组安装在光源固定横杆的一侧，所述的第二光源组安装在光源固定横杆的另一侧。

所述的控制系统包含计算机、plc可编程逻辑控制器、电机控制器、第一光源控制器、第二光源控制器，所述的计算机连接plc可编程逻辑控制器，所述的plc可编程逻辑控制器连接计算机、电机控制器、传送机构的位置传感器、机器视觉检测组件的第一视觉检测组件、第二视觉检测组件、第三视觉检测组件、第四视觉检测组件、第五视觉检测组件、第六视觉检测组件、第一光源控制器、第二光源控制器，所述的电机控制器连接电机，所述的第一光源控制器连接第一光源组，所述的第二光源控制器连接第二光源组。

进一步地，所述的相机固定横杆包含第一左横杆、第一右横杆、相机安装支架，所述的第一左横杆安装在前后左立柱之间上方位置，所述的第一右横杆安装在前后右立柱之间上方位置，所述的相机安装支架安装在第一左横杆和第一右横杆之间，第一视觉检测组件、第二视觉检测组件、第三视觉检测组件、第四视觉检测组件、第五视觉检测组件、第六视觉检测组件安装在相机安装支架上。

进一步地，所述的光源固定横杆包含第二左横杆、第二右横杆、第一光源安装支架、第二光源安装支架，所述的第二左横杆安装在第一左横杆下方，所述的第二右横杆安装在第一右横杆下方，所述的第一光源安装支架安装在第二左横杆和第二右横杆之间前方位置，所述的第二光源安装支架安装在第一光源安装支架后方位置。

进一步地，所述的第一光源组和第二光源组结构相同，都包含三个长条形视觉光源。

本发明公开的检测方法中，大幅面地板砖被划分为24个检测区域，所述的第一视觉检测组件检测1，7，13，19区域，所述的第二视觉检测组件检测2，8，14，20区域，所述的第三视觉检测组件检测3，9，15，21区域，所述的第四视觉检测组件检测4，10，16，22区域，所述的第五视觉检测组件检测5，11，17，23区域，所述的第六视觉检测组件检测6，12，18，24区域，每组视觉检测组件以固定的时间间隔，连续依次4次进行拍照检测。

本发明的有益效果：

本发明一种基于机器视觉的大幅面地板砖检测装置及其检测方法，其中所述的基于机器视觉的大幅面地板砖检测装置由机柜体、传送机构、机器视觉检测组件、控制系统构成，所述的检测方法为大幅面地板砖被划分为24个检测区域，所述的第一视觉检测组件(340)检测1，7，13，19区域，所述的第二视觉检测组件(350)检测2，8，14，20区域，所述的第三视觉检测组件(360)检测3，9，15，21区域，所述的第四视觉检测组件(370)检测4，10，16，22区域，所述的第五视觉检测组件(380)检测5，11，17，23区域，所述的第六视觉检测组件(390)检测6，12，18，24区域，每组视觉检测组件以固定的时间间隔，连续4次进行拍照检测，本发明实现了大幅面地板砖的自动化检测，取代了人工检测，极大地提升了大幅面地板砖检测效率和检测质量。

本发明一种基于机器视觉的大幅面地板砖检测装置及其检测方法，所述的机柜体为矩形体凹槽结构，所述的传送机构安装在机柜体下方，所述的机器视觉检测组件安装在机柜体内部上方位置，所述的控制系统连接传送机构、机器视觉检测组件，这种结构设计便于地板砖生产线改造升级，用极小的成本就可以实现了地板砖生产线的自动化检测升级改造，可以应用在各种类型的地板砖生产线上。

本发明一种基于机器视觉的大幅面地板砖检测装置及其检测方法，采用机器视觉检测组件作为检测仪器设备，这种机器视觉检测组件用于大幅面地板砖缺陷检测，具有检测精度高，检测效率快的优点，极大的提升了地板砖生产企业的产品质量和降低生产成本。

本发明一种基于机器视觉的大幅面地板砖检测装置及其检测方法，所述的机器视觉检测组件包含左立柱、右立柱、相机固定横杆、第一视觉检测组件、第二视觉检测组件、第三视觉检测组件、第四视觉检测组件、第五视觉检测组件、第六视觉检测组件、光源固定横杆、第一光源组、第二光源组、螺栓，所述的第一视觉检测组件、第二视觉检测组件、第三视觉检测组件、第四视觉检测组件、第五视觉检测组件、第六视觉检测组件、第一光源组、第二光源组可以通过左立柱、右立柱、相机固定横杆、光源固定横杆、螺栓上下前后左右的调节，便于工作和维护人员的调节、使用和维护。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于机器视觉的大幅面地板砖检测装置的三维结构示意图；

图2为本发明提出的一种基于机器视觉的大幅面地板砖检测装置的机器视觉检测组件内部结构示意图；

图3为本发明提出的一种基于机器视觉的大幅面地板砖检测装置及其检测方法的工作示意图。

图4为本发明提出的一种基于机器视觉的大幅面地板砖检测装置及其检测方法控制系统示意图。

附图标记说明：

100-机柜体，110-左柜仓，120-上柜仓，130-右柜仓，140-显示器面板，150-底座，200-传送机构，210-可调节立柱，220-输送线，230-位置传感器，240-电机，300-机器视觉检测组件，310-左立柱，320-右立柱，330-相机固定横杆，331-第一左横杆，332-第一右横杆，333-相机安装支架，340-第一视觉检测组件、350-第二视觉检测组件，360-第三视觉检测组件，370-第四视觉检测组件，380-第五视觉检测组件，390-第六视觉检测组件，410-光源固定横杆，411-第二左横杆，412-第二右横杆，413-第一光源安装支架，414-第二光源安装支架420-第一光源组，430-第二光源组，440-螺栓。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构，比例，大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰，比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”，“下”，“左”，“右”，“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1～4所示，其示出了本发明的具体实施方式；本发明公开的一种基于机器视觉的大幅面地板砖检测装置，包括：机柜体100、传送机构200、机器视觉检测组件300、控制系统。

如图1所示，所述的机柜体100为矩形体凹槽结构，所述的传送机构200安装在机柜体100下方，所述的机器视觉检测组件300安装在机柜体100内部上方位置，所述的控制系统连接传送机构200、机器视觉检测组件300。

在本发明当中，所述的传送机构200用于大幅面地板砖的传送，所述的机器视觉检测组件300用于大幅面地板砖缺陷检测，所述的控制系统用于控制传送机构200和机器视觉检测组件300的工作状态。

如图1所示，所述的机柜体100由左柜仓110、上柜仓120、右柜仓130、显示器面板140、底座150构成，所述的机柜体100分为左柜仓110、上柜仓120、右柜仓130，所述的上柜仓120位于左柜仓110右侧上方位置，上柜仓120底部为敞开结构，所述的右柜仓130位于上柜仓120右侧位置，所述的显示器面板140安装在左柜仓110左侧，所述的底座150安装在左柜仓110和右柜仓130下方。

在本发明当中，所述的左柜仓110用于放置计算机主机、安装电气元件和电路，所述的上柜仓120用于安装机器视觉检测组件300，所述的右柜仓130用于支撑上柜仓120和左柜仓110，所述的显示器面板140用于显示机器视觉检测组件300采集到的大幅面地板砖画面及结果判定显示，所述的底座150用于调整机柜体100的水平度。

如图1所示，所述的传送机构200包含可调节立柱210、输送线220、位置传感器230、电机240、电机控制器，所述的可调节立柱210安装在输送线220下方，所述的位置传感器230安装在输送线220上，位于机柜体100左侧位置，所述的电机控制器安装在左柜仓110内，所述的电机240安装在输送线220上，连接电机控制器。

在本发明当中，所述的可调节立柱210安装在输送线220下方，用于调整输送线水平度及高度，所述的位置传感器230安装在输送线220上，位于机柜体100左侧位置，用于检测输送线220上的被检测物是否到达检测位置，所述的电机控制器安装在左柜仓110内，所述的电机240安装在输送线220上，连接电机控制器，电机控制器控制电机240驱动输送线220运动，电机控制器能够控制输送线220的运动速度和运动状态。

如图2所示，所述的机器视觉检测组件300包含左立柱310、右立柱320、相机固定横杆330、第一视觉检测组件340、第二视觉检测组件350、第三视觉检测组件360、第四视觉检测组件370、第五视觉检测组件380、第六视觉检测组件390、光源固定横杆410、第一光源组420、第二光源组430、螺栓440，所述的左立柱310和右立柱320分别有前后两个立柱，左立柱310安装在上柜仓120内左侧位置，右立柱320安装在上柜仓120内右侧位置，所述的相机固定横杆330安装在左立柱310和右立柱320之间，所述的第一视觉检测组件(340)、第二视觉检测组件(350)、第三视觉检测组件(360)、第四视觉检测组件(370)、第五视觉检测组件(380)、第六视觉检测组件(390)从左到右依次等间距的安装在相机固定横杆(330)上，所述的光源固定横杆410安装在左立柱310和右立柱320之间，位于相机固定横杆330下方，所述的第一光源组420安装在光源固定横杆410的一侧，所述的第二光源组430安装在光源固定横杆410的另一侧。

在本发明当中，所述的左立柱310包含前后两个立柱，右立柱320也包含前后两个立柱，所述的相机固定横杆330安装在左立柱310和右立柱320之间，在左立柱310和右立柱320上能够调节相机固定横杆330上下和前后位置，使用螺栓440固定位置，所述的第一视觉检测组件340、第二视觉检测组件350、第三视觉检测组件360、第四视觉检测组件370、第五视觉检测组件380、第六视觉检测组件390，安装在相机固定横杆330上，第一视觉检测组件340、第二视觉检测组件350、第三视觉检测组件360、第四视觉检测组件370、第五视觉检测组件380、第六视觉检测组件390的视野范围相互连接，完成大幅面地板砖的全面缺陷检测，效率高，精度高，所述的光源固定横杆410安装在相机固定横杆330下方，在左立柱310和右立柱320上进行上下和前后位置的调节，使用螺栓440固定位置，所述的第一光源组420安装在光源固定横杆410的一侧，所述的第二光源组430安装在光源固定横杆410的另一侧，为视觉检测组件检测提供光照，完成大幅面地板砖的视觉检测。

如图4所示，所述的控制系统包含计算机、plc可编程逻辑控制器、电机控制器、第一光源控制器、第二光源控制器，所述的计算机连接plc可编程逻辑控制器，所述的plc可编程逻辑控制器连接计算机、电机控制器、传送机构200的位置传感器230、机器视觉检测组件300的第一视觉检测组件340、第二视觉检测组件350、第三视觉检测组件360、第四视觉检测组件370、第五视觉检测组件380、第六视觉检测组件390、第一光源控制器、第二光源控制器，所述的电机控制器连接电机240，所述的第一光源控制器连接第一光源组420，所述的第二光源控制器连接第二光源组430。

在本发明当中，所述的计算机连接plc可编程逻辑控制器，计算机与plc可编程逻辑控制器之间进行数据接收与发送，所述的plc可编程逻辑控制器连接电机控制器、传送机构200的位置传感器230、机器视觉检测组件300的第一视觉检测组件340、第二视觉检测组件350、第三视觉检测组件360、第四视觉检测组件370、第五视觉检测组件380、第六视觉检测组件390、第一光源控制器、第二光源控制器，所述的电机控制器连接电机240，电机240驱动输送线220运动，plc可编程逻辑控制器接收到位置传感器250的信号，发送信号给第一视觉检测组件340、第二视觉检测组件350、第三视觉检测组件360、第四视觉检测组件370、第五视觉检测组件380、第六视觉检测组件390，进而视觉检测组件完成检测，所述的第一光源控制器连接第一光源组420，所述的第二光源控制器连接第二光源组430，控制视觉光源的亮度及开关状态。

在本发明当中，所述的第一视觉检测组件340、第二视觉检测组件350、第三视觉检测组件360、第四视觉检测组件370、第五视觉检测组件380、第六视觉检测组件390进行对应区域的检测时，视觉检测组件的工业相机连续4次拍照，实现大幅面地板砖的检测。

优选的，如图2所示，所述的相机固定横杆330包含第一左横杆331、第一右横杆332、相机安装支架333，所述的第一左横杆331安装在前后左立柱310之间上方位置，所述的第一右横杆332安装在前后右立柱320之间上方位置，所述的相机安装支架333安装在第一左横杆331和第一右横杆332之间，第一视觉检测组件340、第二视觉检测组件350、第三视觉检测组件360、第四视觉检测组件370、第五视觉检测组件380、第六视觉检测组件390安装在相机安装支架333上，第一左横杆331和第一右横杆332能够在左立柱310和右立柱320进行上下位置调整，位置调整好后，使用螺栓440固定，相机安装支架333在第一左横杆331和第一右横杆332之间进行前后位置的调整，位置调整好后，使用螺栓440固定，第一视觉检测组件340、第二视觉检测组件350、第三视觉检测组件360、第四视觉检测组件370、第五视觉检测组件380、第六视觉检测组件390在相机安装支架333上左右位置进行调整，位置调整好后，使用螺栓440固定，确保检测位置的精度，提升检测精度。

优选的，如图2所示，所述的光源固定横杆410包含第二左横杆411、第二右横杆413、第一光源安装支架413、第二光源安装支架414，所述的第二左横杆411安装在第一左横杆331下方，所述的第二右横杆413安装在第一右横杆332下方，所述的第一光源安装支架413安装在第二左横杆411和第二右横杆412之间前方位置，所述的第二光源安装支架414安装在第一光源安装支架413后方位置，第二左横杆4111和第二右横杆412能够在左立柱310和右立柱320进行上下位置调整，位置调整好后，使用螺栓440固定，第一光源安装支架413和第二光源安装支架414在第二左横杆361和第二右横杆362之间进行前后位置的调整，位置调整好后，使用螺栓440固定，第一视觉检测组件340、第二视觉检测组件350能够在第一光源安装支架363和第二光源安装支架364上进行左右位置的调整，位置调整好后，使用螺栓440固定，确保光源位置的精度，进而提高检测精度。

优选的，如图2所示，所述的第一光源组420和第二光源组430结构相同，都包含三个长条形视觉光源，两组视觉光源组处于同一高度，保证视野范围内的亮度，提高检测精度。

如图3所示，本发明公开的检测方法中，大幅面地板砖被划分为24个检测区域，所述的第一视觉检测组件340检测1，7，13，19区域，所述的第二视觉检测组件350检测2，8，14，20区域，所述的第三视觉检测组件360检测3，9，15，21区域，所述的第四视觉检测组件370检测4，10，16，22区域，所述的第五视觉检测组件380检测5，11，17，23区域，所述的第六视觉检测组件390检测6，12，18，24区域。

上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。