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机电一体化

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lbssqh
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发表于:2014/12/9 9:46:08
#0楼
                                      瓷砖在线测量机实验
前几年接触到陶瓷地砖生产厂的朋友,当时他们在探讨瓷砖在线测量问题。这引起了我的浓厚兴趣。因为它可以节约不少的人力,降低人工成本,并且提高检测的准确度。在后来的时间里,我查阅了大量的资料,做了一些实验,现在把实验的过程和结果总结出来,和大家共享,请各位指正。
一 、陶瓷地砖能够并且有必要在线检测的指标。这主要包括边长误差、平整度误差、直角度误差、色彩误差。这些指标对于比较正规的厂家来说,是逐片检验的,也就是在生产线上,有不同的工位,用人工或者机器的方式,对每一片砖的以上各项指标进行检验,对不合格的瓷砖做出标记,进行分选,以保证出厂的每一片砖都是合格的产品。
  当然,现在比较大的厂家的内孔指标要远远好于国家标准,所以各个厂家的指标也有所不同。例如色差指标,抛光砖就对色差要求比较严,喷墨砖基本放弃了色差的概念,对色差指标不再检验。
   以下是几个指标的含义和工厂测量方法
1) 边长是指方形瓷砖四条边的长度。
      2) 直角度是相临边的垂直度。
   3) 平整度是指瓷砖正面的平整程度。
   4) 色差是一方面是指全部产品和标准砖之间的色彩差别,另一方面是指同一块砖的正面色彩的均匀性。
    5) 边直度是指瓷砖每条边的直线度。
   以上这五项指标是瓷砖最在观感上最容易观察的指标,对瓷砖铺设效果的影响也最大。所以,生产厂会对这些指标进行严格的检验。
一般情况下,观察色差是一个工位,平整度是一个工位,边长、平整度是一个工位。由于大部分大规格瓷砖有切边工序,边直度一般不逐片检验。
   对瓷砖进行人工检测的方法是:
   色差一般是日光灯照明,人工目测;
边长和直角度是钢卷尺测量对角线;
平整度和边直度是平尺加塞尺。
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fywsch
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三菱电机活动(三)
西门子logo体验(三)
英威腾PLC体验(二)
发表于:2014/12/9 10:39:09
#1楼
楼主设备做起来没?做起来传上来看下啊。
匿名用户
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发表于:2014/12/9 10:46:36
#2楼
该用户被锁定,回复内容不予显示!
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wenquan753
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发表于:2014/12/9 10:48:30
#3楼
这里面应该数色差检测难一些吧!楼主最后结果如何?
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zrx517697809
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三菱电机活动(三)
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发表于:2014/12/9 12:36:04
#4楼
若这台机器做成功了,楼主就发了
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致力于自动化
伺服 PLC HMI
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lbssqh
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发表于:2014/12/9 14:05:58
#5楼
二、对瓷砖进行检测的方法
   平整度指标示意图







   在瓷砖的正面有A~I  9个点。除E点外,另外8个点的位置与离他最近的边的垂直距离是5毫米;E点是对角线的交点。
   国标的测量方法是:以A、G、C三点为支撑点,把砖片放在测量平台上,调整三个支撑点的高低,使A、G、C三个点处于与平台平行的平面上,用百分表测量D、B、E点与A、G、C点的高度差,就可以计算出平整度、翘曲度等指标。当然还要变换不同的边进行测量,并且是检验10片。
    边长直角度直角度示意

              A                             B
         C                                        D





          E                                      F
               G                             H
   边长的检测点有A~H  8个点,要求每个点离砖片的角的距离是5毫米,每条边选取两个检测点。这样,AG、BH、CD、EF的距离,就代表了四条边的边长。
   直角度的检测,则是以一条边为基准边,检测临边与它的垂直度。例如以CE边为基准边,视A点为零,检测B点偏离CE边过A点垂线的距离。
   目前检测的方法从是否自动化区分,可分为人工检测和机器自动检测。
  (一)人工检测
   1、色差一般是日光灯照明,人工目测;
2、边长和直角度是钢卷尺测量对角线;
3、平整度和边直度是平尺加塞尺。
   经过检测,合格的砖片不做任何标记。有问题的砖片在规定位置画上标记。在以后的工序,一般到包装工序是,把有标记的砖片分选出来。
  (二)机器检测
  目前能够进对瓷砖行在线检测机器已经不少,但主要是检测边长和平整度指标,对于直角度和色差进行检测的比较少。


                      图片传不上来
[此贴子已经被作者于2014/12/9 14:09:10编辑过]
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lbssqh
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发表于:2014/12/9 15:23:08
#6楼
    三、当前机器检测的大致情况
    从我掌握的情况看,目前机器检测的发展大致如下
   (一)色差检测
    色差检测曾经有过商品机型,但是到现在也没能发展起来。我曾经请教过建陶厂,为什么不用这种机器。得到的答案是不好用,主要表现是:
   1、当时样机的检测原理是,把样砖拍照,上传到机器,然后机器在生产线上对瓷砖进行检测,色彩误差难以调节,严一点就全部超差,宽一点就全部合格。
   2、机器对局部色差检测不出。瓷砖在烧结过程中,因为窑炉的内部温度有所不同,所以有时候有的砖片会出现一边黄,另一边白的情况,这种机器没法检测出这种问题。
   3、现在大量生产的中高档砖,许多都向喷墨砖发展,根据厂家讲,喷墨砖基本不需要检测色差。当然,这具体的原因我不清楚。
    那么现在基于以上的检测原理,我们就不难理解这种检测方法为什么会有现在的结果:
    首先,瓷砖的表面花色特征由纹理和色彩组成,如果不把这两者区分开来,根本就不会得到正确的色彩信息,也就无法进行色差比较。
    其次,自动检测的对象,一般是边长600毫米以上的瓷砖,表面光洁度很高,这样,用照相机进行正确的色彩还原本身就比较困难,所以进行色彩比较也就比较困难。
    第三,由于是对砖片整个表面进行比较,所以对于偏烧、色斑等问题,由于在整个面积中占得比重太小,所以无法检出。
    第四,瓷砖在生产线上要经过很多的工序,行进很长的距离,它的方向是会改变的对于已经旋转的图案,机器检测出错的概率就大大增加了,越精密,越容易出错。
    所以我觉得根据目前技术水平,对于瓷砖存在的局部色斑、疵点、图案断线等问题,还没有有效地自动检测方法。虽然一些论文提供了一些方案,但是非常难以实现。
   比较现实的方法是:色差自动检测作为辅助工具,只检测特定区域的总体模糊色差。
   (二)边长检测
     边长检测的种类
     1、多个线阵CCD检测。这种检测方法是用多个线阵CCD,通过光学系统取得瓷砖的投影信息,用计算机进行处理,换算为边长信息,和理论值进行比较,得出砖片边长是否合格的结论。
    2、单个面阵CCD相机拍照取得瓷砖信息,用软件方法分析图像数据,转换为边长信息。
   (三)直角度检测
    这个指标,在人工检测中是和边长检测合一的,也就是检测瓷砖的两条对角线的误差,目前有些机器也引用了对角线长度的概念和指标。我觉得这是错误的:因为国标里面没有对角线这个概念,对角线是在实际生产过程中的一种简化和替代指标,例如检测对角线,对于正梯形变形是无能为力的。
   因此,对直角度必须按照国标的检测方法进行。
  (四)平整度检测
   对于这个指标,机器检测分为接触检测和非接触检测。接触检测的方法是用电阻尺等接触型位移传感器进行测量。
   非接触检测是用激光位移传感器等非接触位移传感器进行测量。
   目前商品化的机器基本是非接触测量,大多用的是激光位移传感器。
   从传感器数据传输是否同步看,有分时测量,也有同步测量。
[此贴子已经被作者于2014/12/9 15:27:16编辑过]
1564
lbssqh
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发表于:2014/12/9 15:34:33
#7楼
    前面说了一些认识,后面就是实验过程
[此贴子已经被作者于2014/12/9 15:34:56编辑过]
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gzg_00
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发表于:2014/12/9 16:04:30
#8楼
发图吧
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发表于:2014/12/9 16:31:43
#9楼
                                     第一部分     边长的测量
    要进行测量,首先就是选择和确定测量方法、测量仪器。对于边长,我一开始是选择的线阵CCD,结果学习了一阵子发现,线阵CCD的驱动非常复杂,而且它和后面的运算电路接口也很复杂,我作为一个外行,显然短时间内无法驾驭它。简单的线阵CCD,满足不了测量精度的需要,因为许多企业的内控标准是±0.5mm,国标要求测量精度是0.1mm,那么这个测量传感器的精度要在0.05mm以内,所以我最后选择用光电池投影测量的方法,在检测点的选取上,采用了多点同步测量的方法。

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