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基于虛擬儀器技術(shù)的木板自動(dòng)分選系統(tǒng)

作者: 時(shí)間:2017-01-12 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
  隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速增長,家具、地板等木制品消費(fèi)量將急速上升。2003 年,中國木地板銷量已躍居世界第一[1]。雖然我國是地板生產(chǎn)大國,但還不是強(qiáng)國。中國的地板生產(chǎn)企業(yè)普遍存在問題,如設(shè)備落后,人員素質(zhì)不高,管理不到位,產(chǎn)品質(zhì)量檔次低且不穩(wěn)定,及在國際市場中沒有著名品牌產(chǎn)品。而木板顏色分選是影響木板生產(chǎn)質(zhì)量的重要工序 [2] 。經(jīng)調(diào)查,國內(nèi)木板分選主要利用人工根據(jù)顏色依靠經(jīng)驗(yàn)判斷或者利用濾光片觀測進(jìn)行分選地板,不僅需要耗用大量的人力而且由于人工判斷,容易疲勞、花眼,使分選精度低,板色不均勻,所生產(chǎn)的地板質(zhì)量不高。另外,由于成本的制約,難以增加較多的分選層次。因此,有必要研究一種木板(如竹材、人造板、木材、裝飾單板等)顏色自動(dòng)分選的系統(tǒng),以滿足市場對地板質(zhì)量的要求。

  1 系統(tǒng)測色原理和方案

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201701/337664.htm

  1.1 測色原理和色差

  1.1.1 測色原理

  國際照明委員會(huì) CIE 認(rèn)為在一定的照明條件下,可由三個(gè)接受器來接受物體的反射(或透射)光測試物體的顏色,而這三個(gè)接受器(測量值稱為三刺激值:(X、Y、Z)的光譜條件如圖1 所示。根據(jù)CIE 所推薦的測色原理,儀器的光譜特性的總體響應(yīng)(儀器光源、光學(xué)系統(tǒng)和探測器三者的綜合響應(yīng))等價(jià)于被測物體在CIE 標(biāo)準(zhǔn)照明D65 及10℃視場色匹配函數(shù)下的三刺激值。

  圖1 三刺激值的光譜曲線圖

  1.1.2 色差

  色差△E 是指兩種顏色之間的差異。顏色包含色調(diào)、飽和度和高度三個(gè)特征,而色差△E就是這三個(gè)因素的綜合差異[2]。CIE 在1967 年推薦使用L*·a*·b*均勻空間的概念,用以更好地*價(jià)色差,L*稱為米制明度而a*·b*為米制色度。求得L*·a*·b*后,可求得色差△E。相關(guān)公式如下:

  其中,下標(biāo)2 為被測物的測量值,下標(biāo)1 為參考物的測量值。本系統(tǒng)中參考值是使用了標(biāo)準(zhǔn)白板的色差值L*=100,a*=0,b*=0。

  1.2 總體方案

  隨著測試技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟硬件的發(fā)展,虛擬儀器應(yīng)運(yùn)而生,為自動(dòng)化測試系統(tǒng)的研發(fā)開辟了一條新途徑[3-6]。本文采用虛擬儀器技術(shù)構(gòu)建了一個(gè)木板自動(dòng)分選系統(tǒng)。系統(tǒng)利用具有三個(gè)接受器的探測器采集被測物(木板)的顏色,并輸出電壓,信號(hào)經(jīng)過調(diào)理后,經(jīng)過數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)入PC 機(jī)。通過電壓與顏色刺激值的標(biāo)定關(guān)系計(jì)算出相應(yīng)的刺激值,然后再與設(shè)定值進(jìn)行比較,推算得到色差。最后,根據(jù)色差大小和范圍進(jìn)行分成8 類,輸出相應(yīng)的開關(guān)控制信號(hào)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。


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