一種石材大板表面廓形尺寸測量裝置及其測量方法，涉及建筑石材的測量裝置及其測量方法。測量裝置包括有攝像系統(tǒng)、鏡頭控制系統(tǒng)和機(jī)械運(yùn)動(dòng)及支撐機(jī)構(gòu)在內(nèi)的硬件部分和軟件部分，硬件部分包括石材大板工作臺(tái)、攝像頭支撐立住、攝像頭橫向運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、攝像頭橫向運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)；該方法包括：石材大板放在工作臺(tái)上，調(diào)整攝像機(jī)高度和中心位置，對石材大板進(jìn)行拍照，將圖像傳輸?shù)接?jì)算機(jī)內(nèi)通過ＶＣ＋＋軟件對其進(jìn)行圖像處理，得到石材大板形貌和邊緣輪廓，最終計(jì)算大板的尺寸。本發(fā)明專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)了石材大板在線測量，可以方便工廠對板材的科學(xué)管理，簡化生產(chǎn)步驟，節(jié)約時(shí)間，提高原材料的使用率，同時(shí)可以提高質(zhì)量，降低成本。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種建筑石材的測量裝置及其測量方法，特別是涉及一種石材大板在 生產(chǎn)過程中優(yōu)化加工的石材大板表面廓形測量裝置及其測量方法。
技術(shù)介紹
現(xiàn)有的石材大板加工測量中，一般采用人工測量的方式，對磨光后的石材板材表 面形貌和廓形尺寸測量，對石材大板后續(xù)的切割進(jìn)行采樣測量，工作非常繁瑣，測量的誤差 較大，并使得石材的利用率降低。同時(shí)，這種人工的測量方式也不便于石材加工工廠的連續(xù) 作業(yè)和科學(xué)化管理。目前，意大利布萊頓公司已開發(fā)出石材橋式切機(jī)專用軟件，在橋式切機(jī)上安裝了 攝像頭，用攝像頭采集圖像，然后再進(jìn)行圖像采集及后續(xù)處理，對板材最優(yōu)化排板，實(shí)現(xiàn)了 集設(shè)計(jì)及加工為一體的石材大板自動(dòng)控制和智能選擇系統(tǒng)，但構(gòu)造復(fù)雜。而國內(nèi)相關(guān)研究 還較少，浙江大學(xué)和天津大學(xué)研究了瓷磚幾何尺寸在線檢測系統(tǒng)，但在石材大板在線表面 測量系統(tǒng)及相關(guān)裝置國內(nèi)至今還未見相關(guān)報(bào)導(dǎo)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種石材大板在生產(chǎn)過程中優(yōu)化加工的石材大板表面廓 形測量裝置及其測量方法。本專利技術(shù)對石材大板后續(xù)的切割進(jìn)行計(jì)算機(jī)圖形采樣、板材庫存 計(jì)算機(jī)管理、板材圖形排板、板材優(yōu)化下料提供原始數(shù)據(jù)，同時(shí)對石材鋪設(shè)設(shè)計(jì)和加工提供 原始資料。可以方便工廠對板材的科學(xué)管理，簡化生產(chǎn)步驟，節(jié)約時(shí)間，提高原材料的使用 率，同時(shí)可以提高質(zhì)量，降低成本。本專利技術(shù)的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種石材大板表面廓形尺寸測量裝置，包括有攝像系統(tǒng)、鏡頭控制系統(tǒng)和機(jī)械運(yùn) 動(dòng)及支撐機(jī)構(gòu)在內(nèi)的硬件部分和軟件部分，其硬件部分包括石材大板工作臺(tái)、攝像頭支撐 立住、攝像頭橫向運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、攝像頭橫向運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)；攝像 系統(tǒng)包括CCD攝像機(jī)、CCD攝像控制電路；軟件基于C++語言編制單片機(jī)控制程序、攝像機(jī) 控制程序、圖像處理控制程序、圖像采集和尺寸測量控制程序；該裝置由橫向進(jìn)給系統(tǒng)(X 向)、垂直進(jìn)給系統(tǒng)(Z向)、工作臺(tái)、攝像系統(tǒng)和控制系統(tǒng)五部分構(gòu)成工作臺(tái)底座上安裝有 螺栓與地基基礎(chǔ)連接，橫向?qū)к壷误w通過螺栓與基礎(chǔ)體固定在一起，并保持平行度和水 平度；橫梁支撐件為鑄鐵整體鑄出，在其內(nèi)部裝有兩個(gè)滾輪與縱向?qū)к壪嗯浜希浑姍C(jī)軸伸 出端在支撐件內(nèi)部，橫梁支撐件與橫梁之間用螺栓聯(lián)接，橫梁是用鑄鐵整體鑄出，橫梁的導(dǎo) 軌由燕尾槽型導(dǎo)軌和矩形導(dǎo)軌組合而成的，橫梁上有動(dòng)導(dǎo)軌與其相配合，動(dòng)導(dǎo)軌與橫向?qū)?塊鑄為一體，橫向?qū)K與橫向滾珠絲杠連接，同時(shí)又通過垂直絲杠與垂直導(dǎo)塊連接，C⑶攝 像機(jī)與垂直導(dǎo)塊連接，具有CCD攝像機(jī)橫向和垂直方向運(yùn)動(dòng)的垂直導(dǎo)塊和橫向?qū)K分別與 步進(jìn)電機(jī)連接驅(qū)動(dòng)，并調(diào)整CXD攝像機(jī)與石材大板的高度和中心位置。所述的一種石材大板表面廓形尺寸測量裝置，其所述的CCD攝像機(jī)橫向(X方向)的運(yùn)動(dòng)是由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，滾珠絲杠上連接橫向?qū)K，橫向?qū)K在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)；步 進(jìn)電機(jī)與橫向滾珠絲杠通過聯(lián)軸器連接，滾珠絲杠通過兩端軸承支承固定在橫梁上，橫梁 與垂直支架連接，支架通過螺栓與地基基礎(chǔ)連接，工作臺(tái)通過地角螺栓與地基基礎(chǔ)連接，工 作臺(tái)上放有輥?zhàn)樱拇蟀宸旁诠ぷ髋_(tái)上。所述的一種石材大板表面廓形尺寸測量裝置，其橫向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)塊與橫向滾珠絲杠連 接，在橫向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)塊上裝有垂直運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)與垂直滾珠絲杠連接，垂直導(dǎo) 塊與垂直滾珠絲杠連接，CXD攝像頭與垂直導(dǎo)塊實(shí)現(xiàn)測量頭上下運(yùn)動(dòng)。一種石材大板表面廓形尺寸測量方法，該方法包括以下步驟石材大板放在工作臺(tái)上，攝像機(jī)高度和中心位置由計(jì)算機(jī)控制程序進(jìn)行調(diào)整；選 好攝像機(jī)后，首先要對其內(nèi)外參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定是準(zhǔn)確測量目標(biāo)物體的必要過程，每個(gè)鏡 頭的畸變程度各不相同，通過攝像機(jī)標(biāo)定校正這種鏡頭畸變；標(biāo)定結(jié)束后對石材大板進(jìn)行 拍照，然后將圖像傳輸?shù)接?jì)算機(jī)內(nèi)通過VC++軟件對其進(jìn)行圖像處理，得到石材大板形貌和 邊緣輪廓，最終計(jì)算大板的尺寸。所述的一種石材大板表面廓形尺寸測量方法，其所述的VC++軟件對其進(jìn)行圖像 處理包括采集模塊、預(yù)處理模塊、分割模塊、輪廓提取模塊、尺寸測量模塊、形貌擬合模塊、 輸出模塊。所述的一種石材大板表面廓形尺寸測量方法，其所述的圖像處理為首先傳送帶 將石材大板送到CCD攝像機(jī)視場內(nèi)，然后圖像采集卡將圖像采集到計(jì)算機(jī)內(nèi)部，再運(yùn)用圖 像處理技術(shù)對采集到的原始圖像進(jìn)行處理，然后提取石材的輪廓，并計(jì)算出石材大板尺寸。本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與效果是本專利技術(shù)通過對基于CXD石材大板在線測量系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，可以方便工廠對板材的科 學(xué)管理，簡化生產(chǎn)步驟，節(jié)約時(shí)間，提高原材料的使用率，同時(shí)可以提高質(zhì)量，降低成本。該 裝置能夠在線測量出板材的實(shí)際尺寸和表面形貌。本專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)了石材大板在線測量，解決了石材大板在線測量問題。本裝置采用CCD 攝像機(jī)、圖像采集卡和計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)石材大板的在線測量，軟件主要采用VC++來實(shí)現(xiàn)。該 裝置同時(shí)實(shí)現(xiàn)了硬件和軟件的結(jié)合，具有較高自動(dòng)化、智能化、集成化水平，由此可以實(shí)現(xiàn) 石材加工數(shù)控化。該系統(tǒng)為后續(xù)的石材大板缺陷檢測、優(yōu)化排板、自動(dòng)切割提供了一個(gè)基礎(chǔ) 平臺(tái)，最終可以解決石材大板在生產(chǎn)過程中優(yōu)化加工問題，提高了石材的利用率，降低加工 成本，提高了加工效率，對利用礦山資源，節(jié)能減排具有重要意義，同時(shí)為石材加工設(shè)備邁 向一個(gè)新臺(tái)階做好前期準(zhǔn)備工作。本專利技術(shù)可以提高我國石材設(shè)計(jì)和加工水平，滿足于國內(nèi) 市場的需求。具有廣泛的應(yīng)用前景。附圖說明圖1為本專利技術(shù)的石材大板表面廓形測量裝置示意圖；圖2為本專利技術(shù)的主傳動(dòng)升降系統(tǒng)簡圖；圖3為本專利技術(shù)的圖像采集系統(tǒng)方框圖。具體實(shí)施例方式下面參照附圖對本專利技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說明。本專利技術(shù)為用于天然石材磨光后表面廓形和形貌的測量裝置，主要構(gòu)成有CCD攝像 系統(tǒng)、鏡頭控制系統(tǒng)和機(jī)械運(yùn)動(dòng)及支撐機(jī)構(gòu)。該裝置包括有硬件部分和軟件部分。硬件部 分包括石材大板工作臺(tái)、攝像頭支撐立住、攝像頭橫向運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、攝像頭橫向運(yùn) 動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)。攝像系統(tǒng)包括C⑶攝像機(jī)、C⑶攝像控制電路等。軟件主要 基于C++語言編制單片機(jī)控制程序、攝像機(jī)控制程序、圖像處理控制程序、圖像采集和尺寸 測量控制程序。本專利技術(shù)主要應(yīng)用在石材磨光生產(chǎn)線上，同時(shí)也可以單獨(dú)使用，完成對磨光后的石 材板材表面形貌和廓形尺寸實(shí)施在線測量。對石材大板后續(xù)的切割進(jìn)行計(jì)算機(jī)圖形采樣、 板材庫存計(jì)算機(jī)管理、板材圖形排板、板材優(yōu)化下料提供原始數(shù)據(jù)，同時(shí)對石材鋪設(shè)設(shè)計(jì)和 加工提供原始資料。本專利技術(shù)裝置整體結(jié)構(gòu)的主要零部件有工作臺(tái)、橫向?qū)K、橫梁支撐件、垂直導(dǎo)塊、 CCD攝像機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、控制箱等。其中工作臺(tái)底座上安裝有螺栓與地基基礎(chǔ)連接，橫向?qū)к?支撐體通過螺栓與基礎(chǔ)體固定在一起，并保持一定的平行度和水平度。橫梁支撐件為鑄鐵 整體鑄出，在其內(nèi)部裝有兩個(gè)滾輪與縱向?qū)к壪嗯浜稀ｋ姍C(jī)軸伸出端在支撐件內(nèi)部。橫梁支 撐件與橫梁之間用螺栓聯(lián)接。橫梁是用鑄鐵整體鑄出，橫梁的導(dǎo)軌由燕尾槽型導(dǎo)軌和矩形 導(dǎo)軌組合而成的。橫梁上有動(dòng)導(dǎo)軌與其相配合，動(dòng)導(dǎo)軌與橫向?qū)K鑄為一體。橫向?qū)K與 橫向滾珠絲杠連接，同時(shí)又通過垂直絲杠與垂直導(dǎo)塊連接，CCD攝像機(jī)與垂直導(dǎo)塊連接。垂 直導(dǎo)塊和橫向?qū)K分別由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，使CXD攝像機(jī)具有橫向和垂直方向運(yùn)動(dòng)，調(diào)整CXD 攝像機(jī)與石材大板的高度和中心位置。該裝置主要由橫向進(jìn)給系統(tǒng)(X向)、垂直進(jìn)給系統(tǒng) (Z向)、工作臺(tái)、攝像系統(tǒng)和控制系統(tǒng)五大部分所構(gòu)成本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種石材大板表面廓形尺寸測量裝置，包括有攝像系統(tǒng)、鏡頭控制系統(tǒng)和機(jī)械運(yùn)動(dòng)及支撐機(jī)構(gòu)在內(nèi)的硬件部分和軟件部分，其特征在于硬件部分包括石材大板工作臺(tái)、攝像頭支撐立住、攝像頭橫向運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、攝像頭橫向運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)；攝像系統(tǒng)包括ＣＣＤ攝像機(jī)、ＣＣＤ攝像控制電路；軟件基于Ｃ＋＋語言編制單片機(jī)控制程序、攝像機(jī)控制程序、圖像處理控制程序、圖像采集和尺寸測量控制程序；該裝置由橫向進(jìn)給系統(tǒng)（Ｘ向）、垂直進(jìn)給系統(tǒng)（Ｚ向）、工作臺(tái)、攝像系統(tǒng)和控制系統(tǒng)五部分構(gòu)成：工作臺(tái)底座上安裝有螺栓與地基基礎(chǔ)連接，橫向?qū)к壷误w通過螺栓與基礎(chǔ)體固定在一起，并保持平行度和水平度；橫梁支撐件為鑄鐵整體鑄出，在其內(nèi)部裝有兩個(gè)滾輪與縱向?qū)к壪嗯浜希浑姍C(jī)軸伸出端在支撐件內(nèi)部，橫梁支撐件與橫梁之間用螺栓聯(lián)接，橫梁是用鑄鐵整體鑄出，橫梁的導(dǎo)軌由燕尾槽型導(dǎo)軌和矩形導(dǎo)軌組合而成的，橫梁上有動(dòng)導(dǎo)軌與其相配合，動(dòng)導(dǎo)軌與橫向?qū)K鑄為一體，橫向?qū)K與橫向滾珠絲杠連接，同時(shí)又通過垂直絲杠與垂直導(dǎo)塊連接，ＣＣＤ攝像機(jī)與垂直導(dǎo)塊連接，具有ＣＣＤ攝像機(jī)橫向和垂直方向運(yùn)動(dòng)的垂直導(dǎo)塊和橫向?qū)K分別與步進(jìn)電機(jī)連接驅(qū)動(dòng)，并調(diào)整ＣＣＤ攝像機(jī)與石材大板的高度和中心位置。...
【技術(shù)特征摘要】
一種石材大板表面廓形尺寸測量裝置，包括有攝像系統(tǒng)、鏡頭控制系統(tǒng)和機(jī)械運(yùn)動(dòng)及支撐機(jī)構(gòu)在內(nèi)的硬件部分和軟件部分，其特征在于硬件部分包括石材大板工作臺(tái)、攝像頭支撐立住、攝像頭橫向運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、攝像頭橫向運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)；攝像系統(tǒng)包括CCD攝像機(jī)、CCD攝像控制電路；軟件基于C++語言編制單片機(jī)控制程序、攝像機(jī)控制程序、圖像處理控制程序、圖像采集和尺寸測量控制程序；該裝置由橫向進(jìn)給系統(tǒng)(X向)、垂直進(jìn)給系統(tǒng)(Z向)、工作臺(tái)、攝像系統(tǒng)和控制系統(tǒng)五部分構(gòu)成工作臺(tái)底座上安裝有螺栓與地基基礎(chǔ)連接，橫向?qū)к壷误w通過螺栓與基礎(chǔ)體固定在一起，并保持平行度和水平度；橫梁支撐件為鑄鐵整體鑄出，在其內(nèi)部裝有兩個(gè)滾輪與縱向?qū)к壪嗯浜希浑姍C(jī)軸伸出端在支撐件內(nèi)部，橫梁支撐件與橫梁之間用螺栓聯(lián)接，橫梁是用鑄鐵整體鑄出，橫梁的導(dǎo)軌由燕尾槽型導(dǎo)軌和矩形導(dǎo)軌組合而成的，橫梁上有動(dòng)導(dǎo)軌與其相配合，動(dòng)導(dǎo)軌與橫向?qū)K鑄為一體，橫向?qū)K與橫向滾珠絲杠連接，同時(shí)又通過垂直絲杠與垂直導(dǎo)塊連接，CCD攝像機(jī)與垂直導(dǎo)塊連接，具有CCD攝像機(jī)橫向和垂直方向運(yùn)動(dòng)的垂直導(dǎo)塊和橫向?qū)K分別與步進(jìn)電機(jī)連接驅(qū)動(dòng)，并調(diào)整CCD攝像機(jī)與石材大板的高度和中心位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石材大板表面廓形尺寸測量裝置，其特征在于，所述的 CCD攝像機(jī)橫向(X方向)的運(yùn)動(dòng)是由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，滾珠絲杠上連接橫向?qū)K，橫 向?qū)K在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)；步進(jìn)電機(jī)與橫向滾珠絲杠通過聯(lián)軸器連接，滾珠絲杠通過兩端軸承...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙民，那麗紅，李洪飛，閔莉，
申請(專利權(quán))人：沈陽建筑大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：89[中國|沈陽]
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