一种皮革隐性缺陷自动检测装置及方法

技术领域

本发明属于检测设备技术领域，尤其涉及一种皮革隐性缺陷自动检测装置及方法。

背景技术

近年来，随着第二、第三产业的迅猛发展，尤其是皮革及其制造业企业的日益增多，鞋包、汽车座椅、沙发等必需商品产量的逐步增长，皮革的缺陷检测便一步步成为了皮革加工生产链的重要组成部分。一般来说，皮革材料在其表面上都会存在裂痕、孔洞、色差不均等表面质量问题，这些缺陷在皮革制品行业中，检测难度不大，属于显性缺陷，识别度较高。但往往会存在隐性缺陷的漏检，比如伤疤、沙眼、血管纹、麻面、皱纹等，需要将皮革绷紧才能便于检测到这些缺陷。

目前，对于皮革的缺陷检测，通常有两种方式。一种是人工检测，检测人员将皮革放入检测台面，先将显性缺陷标注记录下来，再用双手拉紧绷住皮革，在光照下用肉眼一点点观察隐形缺陷，再进行标注；之后随着制造业的发展，检测台面从一开始的普通台面，逐渐变为了张紧滚筒式的台面，并且可使用夹子加紧皮革，但即便如此，人工肉眼的检测效率极为低下，耗时又耗力，且容易形成用眼疲劳，尤其当皮革面积较大时，难以保证整块皮革都能检测到隐形缺陷，容易漏检；并且，皮革缺陷的信息需要凭借检测人员的经验来判断，导致检测结果的主观性较强，没有统一的标准。另一种是利用高端的视觉检测设备代替人眼来进行检测，检测人员将皮革放入检测台面，利用设备中的线阵相机与LED光源对皮革的表面缺陷进行拍照，再利用算法进行识别，这种方式虽然避免了人工带来的效率低的问题，但没有绷皮的环节，会导致隐性缺陷出现漏检的情况，一旦出现漏检，浪费了材料，还得返回人工检测的阶段，又要增加大量的人力成本。

发明内容

本项目组研发的一种皮革隐性缺陷自动检测装置及方法，本发明的目的就是要解决上述背景技术中提到的现有技术的皮革隐性缺陷检测装置与方法存在检测效率低下、检测结果主观性较强、没有绷皮导致隐性缺陷出现漏检等问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明一方面提供一种皮革隐性缺陷自动检测装置，包括绷皮机构、传动输送机构、扫描机构、打标机构、机台、扫描机构支架以及计算机，在所述机台的上部设置有计算机控制的由传动输送机构，所述绷皮机构在传动输送机构的作用下进行传动输送，所述机台的中间位置设置有与所述机台宽度一致的扫描机构支架，在所述扫描机构支架上设置有由计算机控制的扫描机构，在所述机台上部且扫描机构支架的一侧设有由计算机控制的打标机构；所述计算机安装在所述机台上。

作为优选，所述绷皮机构包括绷皮板和绷皮夹，在所述绷皮板上均匀设置有若干孔洞，皮革的四周通过绷皮夹夹在绷皮板的孔洞上。

作为优选，所述传动输送机构包括安装于所述机台上的且由计算机控制的传动电机、由所述传动电机驱动且安装于所述机台起始端的主动滚筒、分布于所述机台上的且由主动滚筒带动传动的多个从动滚筒，所述主动滚筒和从动滚筒的两端均通过轴承连接双齿轮，所述主动滚筒的双齿轮分别与传动电机和与其相邻的从动滚筒的齿轮通过链条连接传动，且各个相邻的从动滚筒之间均两两通过双齿轮和链条进行连接传动。

作为优选，所述扫描机构包括安装在扫描机构支架顶部的且由计算机控制的一排线阵相机、安装在扫描机构支架底部的且由计算机控制的一根线性LED光源；安装在扫描机构支架侧面的且连接计算机的显示器。

作为优选，所述打标机构包括安装在所述机台两侧的且通过轴承与伺服电机Ⅰ连接的直线导轨，在两侧的直线导轨上分别配合套有移动滑块，在两个移动滑块之间的上部安装有由伺服电机Ⅱ驱动旋转的丝杆，在所述丝杆上设有与其配合的丝杠滑块，在所述丝杠滑块上安装由计算机控制的打标装置。

作为优选，所述打标装置包括由计算机控制的气缸，和由气缸驱动的标记笔。

作为优选，在所述机台的单侧安装多个光电传感器，在所述直线导轨的首尾端安装光电传感器。

作为优选，所述计算机通过交流变频器对所述传动电机进行调速换向。

作为优选，在所述从动滚筒的两边设置有挡板。

本发明另一方面提供一种皮革隐性缺陷自动检测方法，包括以下步骤：

1)将整张皮革平铺至绷皮板上；

2)将绷皮夹夹住皮革的四周，使整张皮革呈现拉伸绷紧的状态；

3)通过计算机对传动输送机构中的传动电机进行控制使得主动滚筒、从动滚筒运转；

4)将绷皮板推进传动输送机构中，使得绷皮板均匀通过线阵相机与线性LED光源的下方；

5)线阵相机抓取整张皮革的图像并传入图像数据库进行识别分析；

6)获取完整皮革图像后，传动输送机构使绷皮机构传送到整块皮革能够被打标机构移动位置所覆盖时，计算机会向传动电机发送停止信号，机构停止；

7)传动输送机构停止后，计算机此刻会计算皮革中各个缺陷与打标机构原点的相对位置，打标机构开始工作；

8)通过计算机对两个伺服电机进行控制，使打标装置进行前后左右的移动，并控制气缸使标记笔的落下标记缺陷；

9)标记完毕后，打标机构回归原点，传动输送机构继续将绷皮板传送至机台外，即可取出皮革。

10)至此，一整张皮革的缺陷检测已完成，后续检测重复以上步骤即可。

工作原理：

1)绷皮板上孔洞的作用是利用绷皮夹，来夹住皮革的四周，使其呈现拉伸绷紧的状态；

2)绷皮夹选用的是强力固定夹，四周足以夹住皮革使其不松；

3)传动电机是整个传动输送机构的核心部件，并且可使用计算机通过额外的交流变频器对其进行调速换向；

4)主动滚筒是传动电机通过双齿轮、轴承、链条进行连接，用其来承载绷皮机构的传动运行；

5)从动滚筒是辅助主动滚筒对绷皮机构承载的，并且左右两边设置挡板，防止绷皮机构方向偏置，并且防止绷皮板打滑；

6)在机台单侧安装多个光电传感器，来精确检测定位绷皮板的行进位置；

7)多个线阵相机与一根线性LED光源就能实现覆盖整张皮革的拍摄；

8)计算机是整个检测装置的中心部件，负责传动输送和打标装置的控制、线阵相机的拍摄、光源亮度的调节等，并通过显示器进行实时显示；

9)两个伺服电机通过轴承与直线导轨与丝杠相连接，由计算机串口或总线与伺服电机的驱动器进行通讯控制，使打标平台进行双轴的移动，直线导轨的首尾端可使用光电传感器限位；

10)气缸由计算机控制电磁阀，使标记笔的落下标记缺陷。

本发明的技术方案，是利用人工先将皮革平铺在绷皮板上，将皮绷紧后用绷皮夹夹住四周，再将绷皮板整体送入传送机构，再利用线阵相机与LED光源对皮革的表面缺陷进行拍照，之后利用两个伺服电机实现对所有缺陷的自动标记。相对来说，此方案既弥补了背景技术中设备检测方案没有绷皮而导致隐性缺陷出现漏检的不足，又能大大的减少人力成本，使得皮革的显性和隐性缺陷都能被清楚的检测到，还能实现自动化的标记，为后续的切割步骤节省了时间成本，使得整体的生产效率提升了不少。

本发明的有益效果：

1.本设备自动检测前增加绷皮机构的环节，弥补了背景技术中设备检测方案没有绷皮而导致隐性缺陷出现漏检的不足。

2.为了防止绷皮板打滑，可在机台单侧安装多个光电传感器，来精确检测定位拉皮板的行进位置，从而有效地将打标机构的误差降到最低。

3.在设备自动检测皮革显性与隐性缺陷后增加自动打标的功能，为后续的切割步骤节省了时间成本。

4.本装置的通用性强，可适用于市面上绝大多数种类的皮革缺陷检测，且检测效率高；自动化程度较高，能大大的减少人力成本与时间成本，提高了生产效率。

5.本装置采用绷皮、视觉扫描、打标相结合的方式，有效的将皮革的显性和隐性缺陷都检测出来，减小了原本视觉检测设备的局限性。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见的，对于本领域技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的总装示意图；

图2为本发明绷皮机构示意图；

图3为本发明装置的结构立体图；

图4为本发明装置的结构左视图；

图5为本发明扫描状态的结构图；

图6为本发明打标状态的结构图。

图中：1、绷皮机构；1-1、绷皮板；1-2、绷皮夹；2、传动输送机构；2-1、传动电机；2-2、主动滚筒；2-3、从动滚筒；2-4、链条；3、扫描机构；3-1、线阵相机；3-2、线性LED光源；3-3、显示器；4、打标机构；4-1、伺服电机Ⅰ；4-2、直线导轨；4-3、气缸；4-4、标记笔；4-5、丝杆；4-6、伺服电机Ⅱ；5、机台；6、扫描机构支架；7、计算机；。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护范围。

下面通过实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一：参照附图1-6，本实施例提供一种皮革隐性缺陷自动检测装置，包括绷皮机构1、传动输送机构2、扫描机构3、打标机构4、机台5、扫描机构支架6以及计算机7，在所述机台5的上部设置有计算机7控制的由传动输送机构2，所述绷皮机构1在传动输送机构2的作用下进行传动输送，所述机台5的中间位置设置有与所述机台5宽度一致的扫描机构支架6，在所述扫描机构支架6上设置有由计算机7控制的扫描机构3，在所述机台5上部且扫描机构支架6的一侧设有由计算机7控制的打标机构4；所述计算机7安装在所述机台5上。

本实施例中，所述绷皮机构1包括绷皮板1-1和绷皮夹1-2，在所述绷皮板1-1上均匀设置有若干孔洞，皮革的四周通过绷皮夹1-2夹在绷皮板1-1的孔洞上。

本实施例中，所述传动输送机构2包括安装于所述机台5上的且由计算机7控制的传动电机2-1、由所述传动电机2-1驱动且安装于所述机台5起始端的主动滚筒2-2、分布于所述机台5上的且由主动滚筒2-2带动传动的多个从动滚筒2-3，所述主动滚筒2-2和从动滚筒2-3的两端均通过轴承连接双齿轮，所述主动滚筒2-2的双齿轮分别与传动电机2-1和与其相邻的从动滚筒2-3的齿轮通过链条连接传动，且各个相邻的从动滚筒2-3之间均两两通过双齿轮和链条进行连接传动。

本实施例中，所述扫描机构3包括安装在扫描机构支架6顶部的且由计算机7控制的一排线阵相机3-1、安装在扫描机构支架6底部的且由计算机7控制的一根线性LED光源3-2；安装在扫描机构支架6侧面的且连接计算机7的显示器3-3。

本实施例中，所述打标机构4包括安装在所述机台5两侧的且通过轴承与伺服电机Ⅰ4-1连接的直线导轨4-2，在两侧的直线导轨4-2上分别配合套有移动滑块，在两个移动滑块之间的上部安装有由伺服电机Ⅱ4-6驱动旋转的丝杆4-5，在所述丝杆4-5上设有与其配合的丝杠滑块，在所述丝杠滑块上安装由计算机7控制的打标装置。

本实施例中，所述打标装置包括由计算机7控制的气缸4-3，和由气缸4-3驱动的标记笔4-4。

本实施例中，在所述机台的单侧安装多个光电传感器，在所述直线导轨4-2的首尾端安装光电传感器。

本实施例中，所述计算机7通过交流变频器对所述传动电机2-1进行调速换向。

本实施例中，在所述从动滚筒2-3的两边设置有挡板。

实施例二：参照附图1-6，本实施例提供一种皮革隐性缺陷自动检测方法，包括以下步骤：

1)将整张皮革平铺至绷皮板1-1上；

2)将绷皮夹1-2夹住皮革的四周，使整张皮革呈现拉伸绷紧的状态；

3)通过计算机7对传动输送机构2中的传动电机2-1进行控制使得主动滚筒2-2、从动滚筒2-3运转；

4)将绷皮板1-1推进传动输送机构2中，使得绷皮板均匀通过线阵相机3-1与线性LED光源3-2的下方；

5)线阵相机3-1抓取整张皮革的图像并传入图像数据库进行识别分析；

6)获取完整皮革图像后，传动输送机构2使绷皮机构1传送到整块皮革能够被打标机构移动位置所覆盖时，计算机7会向传动电机2-1发送停止信号，机构停止；

7)传动输送机构2停止后，计算机7此刻会计算皮革中各个缺陷与打标机构4原点的相对位置，打标机构4开始工作；

8)通过计算机7对两个伺服电机进行控制，使打标装置进行前后左右的移动，并控制气缸4-3使标记笔4-4的落下标记缺陷；

9)标记完毕后，打标机构4回归原点，传动输送机构2继续将绷皮板1-1传送至机台外，即可取出皮革。

10)至此，一整张皮革的缺陷检测已完成，后续检测重复以上步骤即可。

工作原理：

1)绷皮板1-1上孔洞的作用是利用绷皮夹1-2，来夹住皮革的四周，使其呈现拉伸绷紧的状态；

2)绷皮夹1-2选用的是强力固定夹，四周足以夹住皮革使其不松；

3)传动电机2-1是整个传动输送机构2的核心部件，并且可使用计算机3-3通过额外的交流变频器对其进行调速换向；

4)主动滚筒2-2是传动电机2-1通过双齿轮、轴承、链条进行连接，用其来承载绷皮机构1的传动运行；

5)从动滚筒2-3是辅助主动滚筒2-2对绷皮机构承载的，并且左右两边设置挡板，防止绷皮机构方向偏置，并且防止绷皮板1-1打滑；

6)在机台单侧安装多个光电传感器，来精确检测定位绷皮板的行进位置；

7)多个线阵相机3-1与一根线性LED光源3-2就能实现覆盖整张皮革的拍摄；

8)计算机7是整个检测装置的中心部件，负责传动输送和打标装置的控制、线阵相机的拍摄、光源亮度的调节等，并通过显示器3-3进行实时显示；

9)两个伺服电机通过轴承与直线导轨与丝杠相连接，由计算机7串口或总线与伺服电机的驱动器进行通讯控制，使打标平台进行双轴的移动，直线导轨4-2的首尾端可使用光电传感器限位；

10)气缸4-3由计算机7控制电磁阀，使标记笔4-4的落下标记缺陷。

本发明的技术方案，是利用人工先将皮革平铺在绷皮板上，将皮绷紧后用绷皮夹夹住四周，再将绷皮板整体送入传送机构，再利用线阵相机与LED光源对皮革的表面缺陷进行拍照，之后利用两个伺服电机实现对所有缺陷的自动标记。相对来说，此方案既弥补了背景技术中设备检测方案没有绷皮而导致隐性缺陷出现漏检的不足，又能大大的减少人力成本，使得皮革的显性和隐性缺陷都能被清楚的检测到，还能实现自动化的标记，为后续的切割步骤节省了时间成本，使得整体的生产效率提升了不少。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。