[發明專利]PVC建材表面質量在線檢測系統

無效

• 申請號: 201110421765.9
• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN102519981A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 龍曉薇;蔡葉菁;龍永紅;肖習雨;王兵;林亞
• 申請（專利權）人: 湖南工業大學
• 主分類號: G01N21/89
• 分類號: G01N21/89
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于圖像處理技術和計算機控制技術領域，特別涉及PVC建材表面質量在線檢測系統。

背景技術

公知，PVC（Polyvinylchloride）建材產品具有抗紫外線、抗酸堿腐蝕、防霉防蛀、阻燃防火、防靜電等特質，產品主要包括管材、門窗、異型材等。近年來，PVC建材的需求量不斷增加，并要求具有較高的表面質量。影響PVC建材表面質量的因素多種多樣，主要是物料受潮、定型設備、生產工藝等原因。生產工藝包括加工規程、溫度、速度、操作方法等。當配方設計、設備模具及儀器合理正常后，加工工藝參數成為解決質量問題的主導因素。在擠出成型的工藝控制中，要控制好每個過程及環節的溫度和速度，以保證建材表面質量的穩定。因此需要設計能夠控制工藝參數的在線檢測系統。

目前國內生產線外觀檢測主要采用成型產品人工抽檢的方法，而人工檢測費時費力，不但檢測的準確度不高、缺乏實時性，而且使其人力成本相應增加。國內、外已有很多自動視覺檢測系統(AVI)進行產品表面檢測，但是這些設備主要面向全自動化生產線，并作為生產線的一部分，需要特殊硬件的支持，造價昂貴而且維護困難，缺乏靈活性。在中國專利文獻中公開了基于機器視覺系統的PVC圓形管材表面瑕疵在線檢測方法（公開號：CN101832951A），主要是針對采集的PVC圓形管材表面圖像進行圖像的修正和預處理，然后在通過判斷異類像素的個數辨別管材表面的缺陷大小。這種方法主要是對采集圖像進行算法研究，沒有對檢測結果進行反饋控制。

發明內容

針對上述的問題，本發明的目的在于提供一種能夠實現自動化檢測的PVC建材表面質量在線檢測系統，該系統不僅能夠快速檢測PVC表面質量，而且能夠實時檢測系統的加工工藝參數。

?為了達到上述目的，本發明的構思是：利用專業光源照明待測PVC建材表面，利用工業攝像機采集PVC建材表面的圖像信息，將采集的圖像信息傳送到圖像處理系統，圖像處理系統快速判別采集的圖像信息后輸出控制信號，控制系統的工藝參數，工藝參數的數值顯示在計算機的顯示器中，方便后續的系統檢查和設備調整工作。

?根據上述的發明構思，本發明采用以下技術方案：

第一，提供一種能夠實現自動化檢測的PVC建材表面質量在線檢測系統，該系統包括包括用于采集PVC建材表面圖像的圖像采集裝置，用于快速判別PVC建材表面質量的圖像處理裝置，以及用于控制系統加工工藝參數的系統控制裝置；其中：所述圖像采集裝置包括線陣工業攝像機、圖像采集卡、光電開關和LED光源，線陣工業攝像機和LED光源安裝在牽引機傳送帶的正上方，LED光源與傳送帶呈45度夾角放置，光電開關安裝在牽引機的一側，光電開關為線陣工業攝像機和LED光源提供觸發信號；所述圖像處理裝置與線陣工業相機通過圖像采集卡連接；所述系統控制裝置包括可編程邏輯控制器、速度傳感器和溫度傳感器；其中第一速度傳感器安裝在擠出機的螺桿上、第一速度傳感器的模擬信號輸入到可編程邏輯控制器的I/O口，第二速度傳感器安裝在牽引機的傳送帶的一側、第二速度傳感器的模擬信號輸入到可編程邏輯控制器的I/O口，第一溫度傳感器安裝在擠出機的機筒上、第一溫度傳感器的模擬信號輸入到可編程邏輯控制器的I/O口，第二溫度傳感器安裝在模具末端的上游和下游、第二溫度傳感器的模擬信號輸入到可編程邏輯控制器的I/O口，第三溫度傳感器安裝在定形臺的水箱中、第三溫度傳感器的模擬信號輸入到可編程邏輯控制器的I/O口，可編程邏輯控制器的數字信號通過數據線輸出到圖像處理裝置中。

???第二、提供一種能夠快速判斷PVC建材表面質量的圖像檢測方法，所述圖像檢測方法步驟為：

步驟S1：根據表面檢測的質量標準，設定檢測灰度變化閾值；

步驟S2：對采集圖像進行平滑；

步驟S3：將預處理的圖像分成若干個300×300像素塊；

步驟S4：計算每個圖像塊的灰度變化范圍，其基本原理是通過計算出相鄰像素灰度的差值，由差值計算出像素的梯度值，由梯度值表征灰度的變化范圍；

步驟S5：當灰度變化范圍大于閾值時，視為不合格產品，揚聲器發出報警聲，啟動系統控制裝置；當灰度變化范圍小于閾值時，視為合格產品，產品復膜、切割。

???與現有技術相比，本發明的優點在于：

該方法能夠對PVC建材表面質量進行快速檢測，檢測效率較高；并能根據檢測結果啟動控制系統，實時監控系統的加工工藝參數，實現系統的閉環控制；該系統可以附加安裝在現有的生產線上，實現邊生產邊檢測的在線檢測。本發明適用于PVC建材產品的自動化生產線上PVC建材產品表面質量的高速檢測。