一種玻璃幾何參數(shù)測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于塊狀玻璃的幾何測(cè)量，具體的說是一種玻璃幾何參數(shù)測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，玻璃加工行業(yè)中，所用的鋼化設(shè)備一般都需要配置檢測(cè)待鋼化玻璃外形參數(shù)的系統(tǒng)，以達(dá)到在生產(chǎn)過程中實(shí)施監(jiān)控的目的，常規(guī)的方法及設(shè)備利用高強(qiáng)度光源照射在被測(cè)玻璃表面，相機(jī)通過接受反射的光強(qiáng)度信號(hào)來分析相關(guān)的數(shù)據(jù)，該方法所具有的缺點(diǎn)是:其一、在使用過程中對(duì)光的入射角度和檢測(cè)面的角度有特殊要求，當(dāng)安裝角度存在偏差時(shí)，測(cè)量所得到的數(shù)據(jù)也存在較大誤差，因此安裝調(diào)試較為繁瑣；其二、該測(cè)量過程中易受到環(huán)境光的影響，這將導(dǎo)致測(cè)量的數(shù)據(jù)不精確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種玻璃幾何參數(shù)測(cè)量方法，該方法僅需要利用固定測(cè)量尺和移動(dòng)測(cè)量尺，在固定測(cè)量尺和移動(dòng)測(cè)量尺上均勻分布有光電傳感器對(duì)玻璃輸送通道進(jìn)行間隔采樣，可快速并精確的測(cè)量出玻璃外形幾何參數(shù)。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:一種玻璃幾何參數(shù)測(cè)量方法，利用橫跨玻璃輸送通道的固定測(cè)量尺上分布的光電傳感器對(duì)玻璃輸送通道進(jìn)行間隔采樣，根據(jù)光電傳感器檢測(cè)信號(hào)的變化以及光電傳感器的采樣頻率確定玻璃前部邊緣和后部邊緣經(jīng)過固定測(cè)量尺的時(shí)間差，之后利用該時(shí)間差與玻璃的輸送速度得出玻璃的長(zhǎng)度尺寸；
利用沿玻璃輸送通道寬度方向往復(fù)移動(dòng)的移動(dòng)測(cè)量尺上分布的光電傳感器對(duì)玻璃輸送通道進(jìn)行間隔采樣，根據(jù)光電傳感器檢測(cè)信號(hào)的變化確定在移動(dòng)測(cè)量尺移動(dòng)過程中分別經(jīng)過玻璃兩側(cè)邊緣的兩個(gè)光電傳感器，之后根據(jù)確定的兩個(gè)光電傳感器之間的距離、移動(dòng)測(cè)量尺的移動(dòng)速度以及兩個(gè)光電傳感器從開始運(yùn)動(dòng)到檢測(cè)信號(hào)變化所用的時(shí)間得出玻璃的寬度尺寸。
[0005]進(jìn)一步優(yōu)化該方案，還包括利用數(shù)據(jù)處理單元提取數(shù)據(jù)并處理的步驟，由數(shù)據(jù)處理單元實(shí)時(shí)調(diào)取固定測(cè)量尺測(cè)得的玻璃長(zhǎng)度參數(shù)和移動(dòng)測(cè)量尺測(cè)得玻璃寬度參數(shù)，并處理后得到玻璃的外形幾何參數(shù)。
[0006]進(jìn)一步優(yōu)化該方案，所述的數(shù)據(jù)處理單元為PLC或工業(yè)計(jì)算機(jī)。
[0007]進(jìn)一步優(yōu)化該方案，在測(cè)量之前，還包括一個(gè)校正步驟，將一個(gè)具有標(biāo)準(zhǔn)尺寸的玻璃通過所述的固定測(cè)量尺和移動(dòng)測(cè)量尺，根據(jù)測(cè)量的玻璃參數(shù)和實(shí)際的玻璃參數(shù)推算出位于每一個(gè)坐標(biāo)上的光電傳感器的實(shí)際安裝位置與設(shè)定的安裝位置差值，將該差值作為偏移量設(shè)定到上述方法內(nèi)以得出正確的玻璃幾何參數(shù)。
[0008]進(jìn)一步優(yōu)化該方案，所述的固定測(cè)量尺測(cè)量時(shí)靜止不動(dòng)，在固定測(cè)量尺上均勻分布有多個(gè)光電傳感器，每個(gè)光電傳感器具有固定的坐標(biāo)并能實(shí)時(shí)檢測(cè)有無玻璃通過的信號(hào)。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)化該方案，所述的移動(dòng)測(cè)量尺由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)沿玻璃寬度方向往復(fù)移動(dòng)，在移動(dòng)測(cè)量尺上均勾分布有多個(gè)光電傳感器。
[0010]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具備如下有益效果:
其一、首次采用動(dòng)靜相結(jié)合的固定測(cè)量尺和移動(dòng)測(cè)量尺完成測(cè)量玻璃外形的過程，實(shí)現(xiàn)玻璃的尺寸、面積、開孔、開槽、最小角度等幾何參數(shù)的實(shí)時(shí)測(cè)量，提高了測(cè)量的精確度。
[0011]其二、固定測(cè)量尺和移動(dòng)測(cè)量尺均采用反射式光電傳感器獲取玻璃信號(hào)，不再考慮光源的設(shè)置和采集圖像角度的設(shè)置，且不受被檢物的形狀、顏色和材質(zhì)影響，提高玻璃外形識(shí)別的正確率。
[0012]其三、該方法所用的測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，制造成本低，且操作簡(jiǎn)便，利于商業(yè)化推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明中移動(dòng)測(cè)量尺和固定測(cè)量尺設(shè)置位置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為實(shí)施例一的檢測(cè)示意圖。
[0015]圖3為實(shí)施例二的檢測(cè)示意圖。
[0016]附圖標(biāo)記:1、移動(dòng)測(cè)量尺，2、固定測(cè)量尺，3、玻璃輸送棍道，4、被檢測(cè)玻璃。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例描述該方法；一種玻璃幾何參數(shù)測(cè)量方法，包括如下步驟:利用橫跨玻璃輸送通道的固定測(cè)量尺上分布的光電傳感器對(duì)玻璃輸送通道進(jìn)行間隔采樣，根據(jù)光電傳感器檢測(cè)信號(hào)的變化以及光電傳感器的采樣頻率確定玻璃前部邊緣和后部邊緣經(jīng)過固定測(cè)量尺的時(shí)間差，之后利用該時(shí)間差與玻璃的輸送速度得出玻璃的長(zhǎng)度尺寸；
利用沿玻璃輸送通道寬度方向往復(fù)移動(dòng)的移動(dòng)測(cè)量尺上分布的光電傳感器對(duì)玻璃輸送通道進(jìn)行間隔采樣，根據(jù)光電傳感器檢測(cè)信號(hào)的變化確定在移動(dòng)測(cè)量尺移動(dòng)過程中分別經(jīng)過玻璃兩側(cè)邊緣的兩個(gè)光電傳感器，之后根據(jù)確定的兩個(gè)光電傳感器之間的距離、移動(dòng)測(cè)量尺的移動(dòng)速度以及兩個(gè)光電傳感器從開始運(yùn)動(dòng)到檢測(cè)信號(hào)變化所用的時(shí)間得出玻璃的寬度尺寸。
[0018]需要說明的是:由于保證該方法檢測(cè)數(shù)據(jù)的精度，其中所用到的每一個(gè)傳感器均具有確定的坐標(biāo)，考慮到安裝的誤差和固定架的配合精度，為了進(jìn)一步的得到精確的測(cè)量結(jié)果，在檢測(cè)之前還包括一個(gè)校正步驟，將一個(gè)具有標(biāo)準(zhǔn)尺寸的玻璃通過所述的固定測(cè)量尺和移動(dòng)測(cè)量尺，根據(jù)測(cè)量的玻璃參數(shù)和實(shí)際的玻璃參數(shù)相比較從而推算出位于每一個(gè)坐標(biāo)上的光電傳感器的實(shí)際安裝位置與設(shè)定的安裝位置差值，將該差值作為偏移量設(shè)定到上述方法內(nèi)以得出正確的玻璃幾何參數(shù)。
[0019]該方法一般應(yīng)用到玻璃鋼化設(shè)備中，用于對(duì)玻璃鋼化前的監(jiān)控，所述的玻璃鋼化設(shè)備包括加熱段、鋼化冷卻段、玻璃輸送裝置及用于控制加熱段和鋼化冷卻段工作過程的控制系統(tǒng)，在加熱段一側(cè)設(shè)有爐門，待處理的玻璃經(jīng)爐門進(jìn)入加熱段加熱，如圖1所示，所述玻璃輸送裝置由機(jī)架、玻璃輸送輥道3及驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成，驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)輥道旋轉(zhuǎn)，被檢測(cè)玻璃4通過輥道進(jìn)行輸送，該方法所用的固定測(cè)量尺2用于測(cè)量玻璃的長(zhǎng)度尺寸，所用的移動(dòng)測(cè)量尺I用于測(cè)量玻璃寬度尺寸，并將上述數(shù)據(jù)傳輸至控制系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)對(duì)玻璃鋼化設(shè)備的自動(dòng)控制。此處所描述的長(zhǎng)度是指玻璃沿其運(yùn)動(dòng)方向上的縱向距離，寬度即為垂直于玻璃運(yùn)動(dòng)方向上的橫向距離。
[0020]本方案中，還包括利用數(shù)據(jù)處理單元提取數(shù)據(jù)并處理的步驟，由數(shù)據(jù)處理單元實(shí)時(shí)調(diào)取固定測(cè)量尺測(cè)得的玻璃長(zhǎng)度參數(shù)和移動(dòng)測(cè)量尺測(cè)得玻璃寬度參數(shù)，并處理后得到玻璃的外形幾何參數(shù)，此處所述的數(shù)據(jù)處理單元可以采用PLC或工業(yè)計(jì)算機(jī)。數(shù)據(jù)處理單元通過數(shù)據(jù)重組及結(jié)構(gòu)識(shí)別，實(shí)現(xiàn)玻璃的幾何參數(shù)測(cè)量，依據(jù)玻璃輸送裝置尺寸設(shè)置玻璃分布的空間域，以固定測(cè)量尺獲取的空間位置為空間域的X軸，以移動(dòng)測(cè)量尺獲取的空間位置為Y軸，重建玻璃分布圖像。進(jìn)一步通過圖像處理、圖像識(shí)別和測(cè)量，實(shí)現(xiàn)玻璃的幾何參數(shù)測(cè)量。
[0021]本方案中，所述的固定測(cè)量尺測(cè)量時(shí)靜止不動(dòng)，在固定測(cè)量尺上均勻分布有多個(gè)光電傳感器，每個(gè)光電傳感器具有固定的坐標(biāo)并能實(shí)時(shí)檢測(cè)有無玻璃通過的信號(hào)。
[0022]本方案中，所述的移動(dòng)測(cè)量尺由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)沿玻璃寬度方向往復(fù)移動(dòng)。
[0023]本文所述的光電傳感器為反射式光電傳感器，行業(yè)內(nèi)也稱之為光電頭，其為現(xiàn)有成熟的技術(shù)，此處不再過多描述。
[0024]實(shí)施例一:
如圖2所示，首先確定移動(dòng)測(cè)量尺I和固定測(cè)量尺2中每個(gè)光電傳感器的坐標(biāo)，舉例說明:當(dāng)移動(dòng)測(cè)量尺上均布10光電傳感器時(shí)，A代表動(dòng)尺，動(dòng)尺上各個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，單位0.1mm,依次為 Al (O, O)，A2 (1983，O)，A3 (3985，O)，A4 (5991，O)，A5 (7987，O)，A6 (9992，O)，A7 (11981，O)，A8 (13987，O)，A9 (15951，O)，AlO (17979，O)；
確定固定測(cè)量尺上傳感器的坐標(biāo)，S代表固定尺，以設(shè)置11個(gè)為例，依次為:SI (O, 920)，S2 (2000，920)，S3 (4000，920)，S4 (6000，920)，S5 (8000，920)，S6 (10000，920)，S7(12000，920)，S8(14000, 920)，S9 (16000，920)，SlO (18000，920)，Sll (20000，920)；從上述坐標(biāo)可以看出，設(shè)定移動(dòng)測(cè)量尺上第一個(gè)光電傳感器的坐標(biāo)為(0，O)，方便后續(xù)的數(shù)據(jù)計(jì)算，其次，保證固定測(cè)量尺上位于最外側(cè)的兩個(gè)光電傳感器之間的寬度與玻璃輸送通道的寬度大致相同，同時(shí)還可以看出，移動(dòng)測(cè)量尺上的每個(gè)傳感器的位置基本上與固定測(cè)量尺上的傳感器位置一一對(duì)應(yīng)，在檢測(cè)過程中，移動(dòng)測(cè)量尺僅僅需要移動(dòng)兩個(gè)傳感器之間的距離即可完成測(cè)量，在移動(dòng)過程中至少會(huì)有兩個(gè)傳感器能采集到玻璃的信號(hào)；
考慮到各個(gè)光電頭的機(jī)械安裝誤差，在測(cè)量之前，需要對(duì)固定測(cè)量尺和移動(dòng)測(cè)量尺各個(gè)光電頭的位置進(jìn)行校核，校核的步驟如下:將一個(gè)具有標(biāo)準(zhǔn)尺寸的玻璃通過所述的固定測(cè)量尺和移動(dòng)測(cè)量尺，例如30 cm X 30 cm的玻璃在上片臺(tái)上走一遍，由于玻璃的尺寸事先是知道的，測(cè)量得出的玻璃參數(shù)如果與玻璃的實(shí)際數(shù)據(jù)是相同的，那說明各個(gè)光電頭的安裝位置是精確的，如果測(cè)得的數(shù)據(jù)與玻璃實(shí)際尺寸存在一定的偏差，通過該偏差數(shù)值反向推算出位于每一個(gè)坐標(biāo)上的光電傳感器的實(shí)際安裝位置與設(shè)定的安裝位置差值，并將該差值作為偏移量設(shè)定到程序中；
上述坐標(biāo)確定后，當(dāng)某點(diǎn)坐標(biāo)上的光電傳感器對(duì)應(yīng)有玻璃時(shí)，該點(diǎn)坐標(biāo)上的傳感器輸出1，若沒有輸出0，并將該數(shù)據(jù)傳送至計(jì)算機(jī)內(nèi)處理，并事先確定玻璃的移動(dòng)速度和移動(dòng)測(cè)量尺的移動(dòng)速度，玻璃的移動(dòng)速度的可通過輸送輥輪的轉(zhuǎn)速推出，本實(shí)施例中，設(shè)定固定測(cè)量尺上光電傳感器采樣頻率為2ms/次，移動(dòng)測(cè)量尺上的光電傳感器的采樣頻率為0.5ms/ 次； 檢測(cè)開始，單片機(jī)采集原始數(shù)據(jù)，發(fā)送給電腦的格式為:動(dòng)尺的信息A(Pos，Inf), Pos和Inf的格式為4位16進(jìn)制的數(shù)，不足前面補(bǔ)0，Pos表示的是動(dòng)尺從原點(diǎn)向X軸正方向運(yùn)動(dòng)的距離，單位為0.1mm，Inf表示的是動(dòng)尺10個(gè)光電頭的綜合信息，并將16進(jìn)制的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為2進(jìn)制輸入至計(jì)算機(jī)內(nèi)，為了更清楚的解釋該測(cè)量方法，我們可以從計(jì)算機(jī)得出數(shù)據(jù)中分析長(zhǎng)度尺寸和寬度只存，由于計(jì)算機(jī)測(cè)得數(shù)據(jù)量非常大，因此我們?yōu)榱饲逦慕忉屧摲桨?，僅僅摘出部分并列表如下:
PosS:OInfS:0000000000;行坐標(biāo):1;PosA: 338InfA:0000000000 ；
PosS:0.297929InfS:0000000000;行坐標(biāo):2; PosA: 344 InfA: 0000000000 ；
PosS:47.370711InfS:0000000000 ;行坐標(biāo):160;PosA: 1134InfA:0111100000 ；
PosS:48.562427InfS:0111100000;行坐標(biāo):164;PosA: 1153InfA:0111100000 ；
PosS:48.860356InfS:0111100000;行坐標(biāo):165;PosA: 1158InfA:0111100000 ；
PosS:49.158285InfS:0111100000;行坐標(biāo):166;PosA: 1162InfA:0111100000 ；
PosS:49.456214InfS:0111100000;行坐標(biāo):167;PosA: 1167InfA:0111100000 ；
PosS:49.754143InfS:0111100000;行坐標(biāo):168;PosA: 1171 InfA:0111100000 ；PosS:50.052072InfS:0111100000;行坐標(biāo):169;PosA: 1176InfA:0111100000 ；PosS:50.350001InfS:0111100000;行坐標(biāo):170;PosA: 1180InfA:0111100000 ；PosS:50.64793InfS: 0111100000;行坐標(biāo):171 ;PosA: 1185InfA:0111100000 ；PosS:50.945859InfS:01