PL229341B1

PL229341B1 - Station for the non-contact detection of structural defects of examined object, preferably of tanned natural leathers

Info

Publication number: PL229341B1
Application number: PL417565A
Authority: PL
Inventors: Stanisław Chudzik; Sebastian Dudzik
Original assignee: Politechnika Czestochowska
Priority date: 2016-06-12
Filing date: 2016-06-12
Publication date: 2018-07-31
Also published as: PL417565A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest stanowisko do bezdotykowego wykrywania defektów struktury badanego przedmiotu, zwłaszcza wygarbowanych skór naturalnych. Stanowisko to posiada nieruchome źródło ciepła, które stanowi stół roboczy (1) z jednolicie podgrzewaną powierzchną od strony badanego przedmiotu, a nad stołem roboczym (1) zamocowana jest suwliwie rama jezdna (4), która od strony wyładowczej badanego przedmiotu wyposażona jest w wałek dociskowy (7) badanego przedmiotu przed którym zamocowana jest płyta podawcza 161 badanego przedmiotu nachylona pod kątem ostrym w stosunku do stołu roboczego (1).The subject of the application is a stand for non-contact detection of defects in the structure of the examined item, especially tanned natural leather. This station has a stationary heat source, which is a work table (1) with a uniformly heated surface on the side of the tested object, and a sliding frame (4) is mounted above the work table (1), which is equipped with a pressure roller on the unloading side of the tested object. (7) of the tested object in front of which is mounted a feed plate 161 of the tested object, inclined at an acute angle in relation to the work table (1).

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest stanowisko do bezdotykowego wykrywania defektów struktury badanego przedmiotu, zwłaszcza wygarbowanych skór naturalnych mające zastosowanie w liniach produkcyjnych branży meblarskiej i odzieżowej.The subject of the invention is a stand for non-contact detection of defects in the structure of the tested object, especially tanned natural leathers, used in production lines in the furniture and clothing industry.

Defekty mogą wynikać z uszkodzeń skóry powstałych za życia zwierzęcia oraz powstałych w procesie garbowania i wykańczania skóry.Defects can result from damage to the skin caused by the animal's lifetime and from the tanning and finishing process.

Znany jest sposób wykrywania defektów skóry naturalnej, w którym badaną próbkę skóry rozkłada się na stole lub wieszaku i za pomocą zmysłów wzroku i dotyku człowieka dokonuje się subiektywnej oceny wykrywającej defekty naruszające jednorodną strukturę budowy wygarbowanej skóry naturalnej. Znany jest również sposób, w którym badaną próbkę skóry rozkłada się na płaskim stole a następnie rozciąga się ją we wszystkich kierunkach tak, aby na powierzchni skóry można było zaobserwować jej niejednorodną strukturę budowy pod jej powierzchnią. Następnie za pomocą cyfrowego aparatu fotograficznego dokonuje się rejestracji obrazu powierzchni skóry w zakresie pasma widzialnego promieniowania elektromagnetycznego. Zarejestrowany obraz w postaci cyfrowej poddawany jest cyfrowemu przetwarzaniu zarejestrowanych sygnałów w celu wyraźnego wyeksponowania i oznaczenia tych obszarów powierzchni skóry, które mogą nie spełniać norm jakościowych pod względem jednorodności budowy badanej struktury skóry naturalnej.There is a known method of detecting natural leather defects, in which the tested leather sample is placed on a table or a hanger, and a subjective assessment is made using the senses of sight and touch to detect defects that violate the homogeneous structure of tanned natural leather. There is also a known method in which the test sample of the skin is spread on a flat table and then stretched in all directions so that on the surface of the skin it is possible to observe its heterogeneous structure under its surface. Then, using a digital camera, the image of the skin surface is recorded in the range of visible electromagnetic radiation. The recorded digital image is subjected to digital processing of the recorded signals in order to clearly display and mark those areas of the skin surface that may not meet the quality standards in terms of the homogeneity of the structure of the tested natural leather structure.

Znane jest z polskiego opisu patentowego nr 190809 stanowisko do bezdotykowego wykrywania wad struktury materiału oraz wad powierzchni przedmiotów wyposażone w zespół transportowy do przemieszczania sprawdzanego przedmiotu, w umieszczone nad badaną powierzchnią prostopadle do kierunku ruchu sprawdzanego przedmiotu nieruchome, liniowe źródło ciepła oraz w skierowaną na powierzchnię sprawdzanego przedmiotu kamerę termowizyjną, połączoną z komputerem, zaopatrzonym w monitor tworzący obraz cieplny przedmiotu. W rozwiązaniu tym zarówno liniowe źródło ciepła jak i kamera termowizyjna, generująca obraz powierzchniowy utworzony z kolejnych linii obrazu, prostopadłych do kierunku przesuwu sprawdzanego przedmiotu są umieszczone ponad płaszczyzną zespołu transportowego nad obszarem pomiarowym nie podpartego na tym obszarze sprawdzanego przedmiotu.There is known from the Polish patent specification No. 190809 a station for non-contact detection of material structure defects and defects in the surface of objects, equipped with a transport unit for moving the tested object, with a stationary, linear heat source located above the tested surface perpendicular to the direction of movement of the checked object, and a stationary linear heat source directed at the surface of the tested object of the object with a thermal imaging camera connected to a computer equipped with a monitor creating a thermal image of the object. In this solution, both the linear heat source and the thermal imaging camera generating a surface image made of consecutive image lines perpendicular to the direction of movement of the inspected object are placed above the plane of the transport unit over the measurement area of the object being inspected unsupported in this area.

Znane jest z amerykańskiego opisu patentowego US5959737 urządzenie do wykrywania wad struktury materiału współpracujące z zespołem wytwórczym, stanowiące walcarkę z dwoma ogrzewanymi walcami oraz z zespołem układającym badane przedmioty, a także z zespołem transportowym złożonym z dwóch szeregowo ustawionych przenośników taśmowych, przy czym urządzenie do wykrywania wad składa się z usytuowanego pod badanym przedmiotem źródłem światła oraz z umieszczonego nad badanym przedmiotem odbiornikiem, przekazującego obraz podświetlonego badanego przedmiotu na ekran monitora. Rama, w której jest umieszczany badany przedmiot jest zaopatrzona w okno, obejmujące prawie całkowicie jego powierzchnię i przesłonięte warstwą przepuszczającą światło bez jego rozpraszania.A device for detecting defects in the structure of the material cooperating with a production unit is known from the American patent description US5959737, which is a rolling mill with two heated rolls and a unit for placing the tested objects, and also with a transport unit consisting of two belt conveyors arranged in series, the device for detecting defects It consists of a light source located under the tested object and a receiver placed above the tested object, transmitting the image of the illuminated object to the monitor screen. The frame in which the test object is placed is provided with a window that covers almost its entire surface and is covered with a layer that transmits light without light scattering.

Znane jest również z polskiego opisu zgłoszeniowego wynalazku nr P399531 stanowisko do oceny stanu technicznego powierzchni przedmiotów składające się z generatora temperatury, detektora temperatury, interfejsu, analizatora obrazu oraz układu decyzyjnego charakteryzujące się tym, że ma detektor podczerwieni umieszczony nad badanym przedmiotem w odpowiedniej odległości (h) i w osłonie antyrefleksyjnej, przy czym wymuszenie równomiernego gradientu temperatur na całej powierzchni badanego przedmiotu umożliwia generator temperatury, za którym umieszczone są czujniki temperatury.Also known from the Polish application description No. P399531 is a stand for assessing the technical condition of the surface of objects, consisting of a temperature generator, temperature detector, interface, image analyzer and decision system, characterized by the fact that it has an infrared detector located above the tested object at an appropriate distance (h ) and in an anti-reflective shield, while forcing a uniform temperature gradient over the entire surface of the tested object is possible thanks to a temperature generator, behind which temperature sensors are placed.

Celem wynalazku jest opracowanie stanowiska do bezdotykowego wykrywania defektów struktury materiału, które umożliwi znacznie skuteczniejszą kontrolę sprawdzanych przedmiotów, zwłaszcza niewidocznych na zewnątrz zmian w strukturze skóry.The aim of the invention is to develop a stand for non-contact detection of defects in the structure of the material, which will enable much more effective control of the inspected items, especially invisible changes in the skin structure.

Stanowisko do bezdotykowego wykrywania defektów struktury badanego przedmiotu według wynalazku ma nieruchome źródło ciepła w postaci stołu roboczego z jednolicie podgrzewaną powierzchną od strony badanego przedmiotu. Nad stołem roboczym zamocowana jest suwliwie rama jezdna, która od strony wyładowczej badanego przedmiotu wyposażona jest w wałek dociskowy badanego przedmiotu przed którym zamocowana jest płyta podawcza badanego przedmiotu nachylona pod kątem ostrym w stosunku do stołu roboczego.The station for non-contact detection of structural defects of the tested object according to the invention has a stationary heat source in the form of a working table with a uniformly heated surface on the side of the tested object. Above the work table, a sliding frame is slidably mounted, which on the unloading side of the tested object is equipped with a pressure roller of the tested object, in front of which the feeding plate of the tested object is attached, inclined at an acute angle in relation to the working table.

Korzystnym jest gdy stół roboczy na powierzchni od strony badanego przedmiotu wyposażony jest w otwory wlotowe kanałów odpowietrzających.It is advantageous if the work table on the surface from the side of the tested object is equipped with inlet openings for venting channels.

PL 229 341 Β1PL 229 341 Β1

Korzystnym jest jeśli rama jezdna zamocowana jest suwliwie na prowadnicach umieszczonych wzdłuż stołu roboczego.It is advantageous if the mobile frame is slidably mounted on the guides placed along the working table.

Stanowisko według wynalazku umożliwia wykrywanie defektów w budowie wewnętrznej struktury skóry naturalnej, które nie są dobrze widoczne poprzez obserwację jedynie powierzchni skóry. W przeciwieństwie do znanych rozwiązań, urządzenie według wynalazku, umożliwia badanie niewidocznych na zewnątrz zmian w strukturze skóry. Dzięki skrośnemu nagrzewaniu skóry, przyrosty temperatury na jej powierzchni będą zależały także od budowy wewnętrznej struktury skóry pod jej powierzchnią, której nie można zaobserwować z zewnątrz.The stand according to the invention enables the detection of defects in the internal structure of the natural leather, which are not clearly visible by observing only the surface of the leather. Contrary to known solutions, the device according to the invention makes it possible to study changes in the skin structure that are not visible to the outside. Due to the thorough heating of the skin, the temperature increases on its surface will also depend on the structure of the internal structure of the skin beneath its surface, which cannot be observed from the outside.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie stanowisko do bezdotykowego wykrywania defektów struktury badanego przedmiotu, a fig. 2 - przedstawia schematycznie przekrój stołu roboczego.The subject of the invention is shown in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 schematically shows the stand for non-contact detection of structural defects of the tested object, and Fig. 2 - schematically shows the section of the working table.

PrzykładExample

Stanowisko do bezdotykowego wykrywania defektów struktury badanego przedmiotu, zwłaszcza wygarbowanych skór naturalnych posiada stół roboczy 1 z jednolicie podgrzewaną powierzchną od strony badanego przedmiotu, na której rozmieszczone są równomiernie otwory wlotowe 2 kanałów odpowietrzających 3. Nad stołem roboczym 1 znajduje się zespół podawczy służący do przemieszczania sprawdzanego przedmiotu na stole roboczym 1 w postaci ramy jezdnej 4. Rama jezdna 4 zamocowana jest suwliwie na prowadnicach 5 umieszczonych wzdłuż stołu roboczego 1 i wyposażona jest w płytę podawczą 6 badanego przedmiotu oraz wałek dociskowy 7 badanego przedmiotu do stołu roboczego 1, przy czym płyta podawcza 6 badanego przedmiotu nachylona jest pod kątem ostrym w stosunku do stołu roboczego 1, a za nią, od strony wyładowczej badanego przedmiotu, zamocowany jest obrotowo wałek dociskowy 7. Nad stołem roboczym 1 umieszczona jest kamera termowizyjna 8, w której polu widzenia znajduje się badany przedmiot. Kamera termowizyjna 8 połączona jest bezprzewodowo z komputerem, w którym dane pomiarowe przekazywane z kamery są rejestrowane.The stand for non-contact detection of defects in the structure of the tested object, especially tanned natural leathers, has a working table 1 with a uniformly heated surface on the side of the tested object, on which inlet openings of 2 ventilation channels are evenly distributed 3. Above the working table 1 there is a feeding unit for moving the tested object. the workpiece on the work table 1 in the form of a driving frame 4. The driving frame 4 is slidably mounted on the guides 5 located along the work table 1 and is equipped with a feeding plate 6 of the tested object and a pressure roller 7 of the tested object to the working table 1, while the feeding plate 6 The tested object is inclined at an acute angle in relation to the working table 1, and behind it, on the discharge side of the tested object, a pressure roller 7 is rotatably mounted. Above the working table 1 there is a thermal imaging camera 8 with the examined object in the field of view. The thermal imaging camera 8 is connected wirelessly to a computer in which the measurement data transmitted from the camera are recorded.

Badany płat skóry naturalnej układa się na nieruchomym, podgrzewanym stole roboczym 1, tak aby pod wałkiem dociskowym 7 znajdował się brzeg płata skóry dociskanej do powierzchni podgrzewanego stołu 1. Aby zapewnić równomierne przyleganie skóry do jednolicie podgrzewanej aluminiowej powierzchni stołu roboczego 1 oraz żeby wyeliminować zbędną warstwę powietrza znajdującego się między powierzchnią grzejną a dolną powierzchnią płata skóry, nadmiar powietrza odsysany jest poprzez otwory wlotowe 2 kanałów odpowietrzających 3 równomiernie rozmieszczone na powierzchni grzejnej stołu roboczego 1. Następnie rama jezdna 4 z wałkiem dociskowym 7 i płytą podawczą 6 nachyloną pod kątem ostrym w stosunku do stołu roboczego 1 przesuwa się po prowadnicach 5 nad podgrzewaną powierzchnią stołu roboczego 1. Od momentu rozpoczęcia układania płata skóry na stole roboczym 1 następuje jego podgrzewanie od spodu co powoduje wymuszenie temperaturowe o charakterze zbliżonym do skokowego. W trakcie działania wymuszenia temperaturowego kamerą termowizyjną 8 dokonuje się bezstykowo pomiaru zmian temperatury w czasie dla dyskretnych punktów reprezentujących całą górną powierzchnię badanego płata skóry. W trakcie pomiaru zakłada się możliwość występowania gradientów temperatury w każdym wymiarze badanej próbki. Na podstawie zarejestrowanych zmian temperatur w czasie dla dyskretnych punktów pola powierzchni płata skóry, określa się różnice w przyrostach temperatury pomiędzy punktami, wykorzystując cyfrowe algorytmy przetwarzania obrazów - w tym algorytmy kontrastujące. Na podstawie wyznaczonych wartości parametrów kontrastu pomiędzy punktami, określa się obszary powierzchni płata skóry, których struktura budowy może odbiegać od pozostałej powierzchni. W przedstawianym przykładzie w algorytmach kontrastowania obrazu termicznego zastosowano fuzję danych z obrazem pola powierzchni badanej skóry zarejestrowanym aparatem fotograficznym w zakresie pasma widzialnego promieniowania elektromagnetycznego.The tested natural leather flap is placed on the stationary, heated working table 1, so that under the pressure roller 7 there is the edge of the leather flap pressed against the surface of the heated table 1. To ensure even adhesion of the skin to the uniformly heated aluminum surface of the working table 1 and to eliminate the unnecessary layer of air between the heating surface and the lower surface of the leather flap, excess air is sucked through the inlet openings of 2 venting channels 3 evenly distributed on the heating surface of the working table 1. Then, the rolling frame 4 with the pressure roller 7 and the feeding plate 6 inclined at an acute angle in relation to to the working table 1, it slides along guides 5 over the heated surface of the working table 1. From the moment the flap of leather is placed on the working table 1, it is heated from below, which causes a temperature excitation of a similar nature to a step. During the operation of the temperature excitation, the thermal imaging camera 8 measures the temperature changes in time for discrete points representing the entire upper surface of the examined skin flap without contact. During the measurement, it is assumed that there are temperature gradients in each dimension of the tested sample. Based on the recorded changes in temperature over time for discrete points of the surface area of the skin flap, differences in temperature increases between points are determined using digital image processing algorithms - including contrasting algorithms. On the basis of the determined values of the parameters of the contrast between the points, the areas of the surface of the skin flap are determined, the structure of which may differ from the rest of the surface. In the presented example, in the thermal image contrasting algorithms, data fusion with the image of the surface area of the tested skin was used with a camera registered in the range of visible electromagnetic radiation.

Claims

Patent claims

1. Stand for non-contact detection of defects in the structure of the tested object, especially tanned natural leather, having a feeding unit for moving the tested object, a stationary heat source heating the surface of the tested object and a thermal imaging camera connected to a computer directed at the surface of the tested object, characterized in that the stationary heat source is work table / 1 / with a uniformly heated surface on the side of the tested object, and above the work table / 1 / there is a sliding frame / 4 /, which on the unloading side

PL 229 341 Β1 of the tested object is equipped with a pressure roller / 7 / of the tested object in front of which the feeding plate / 6 / of the tested object is inclined at an acute angle in relation to the working table / 1 /.

2. Stand for non-contact defect detection according to claim 1, 1, characterized in that the work table / 1 / is equipped with inlet openings / 2 / air channels / 3 / on the surface facing the tested object.

3. Stand for non-contact defect detection according to claim 1, 1 or 2, characterized in that the running frame / 4 / is slidably mounted on guides / 5 / placed along the working table / 1 /.