專利名稱：：紙張三維變形量檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及紙張檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種檢測(cè)精度高的紙張三維變形量檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：紙張印刷使用的膠印機(jī)除了印刷系統(tǒng)外，還配有紙張張力調(diào)節(jié)系統(tǒng)和防纏紙裝置等輔助部件，在走紙過程中，膠印機(jī)的每部分都有張力控制單元，而且膠印機(jī)結(jié)構(gòu)緊密，穩(wěn)定性強(qiáng)，目的是保證紙張走紙時(shí)的位置準(zhǔn)確并減少變形。由此可見，紙張變形對(duì)套準(zhǔn)的影響非常大，套印準(zhǔn)確是所有印刷品共同的質(zhì)量要求，也是調(diào)好墨色的前提條件，對(duì)紙張生產(chǎn)廠家而言，紙張變形小，確保套印準(zhǔn)確是紙張非常需要重視的品質(zhì)?；趯?duì)套印準(zhǔn)確度的重視，在紙張檢測(cè)時(shí)，除了關(guān)心紙張變形過程中的張力變化及測(cè)出相應(yīng)的彈性模量等量化數(shù)據(jù)，也需要測(cè)量紙張?jiān)谧冃芜^程中的縱橫方向及紙張厚度的變化，以提高檢測(cè)精度，進(jìn)一步在紙張生產(chǎn)的過程中解決紙張變形過大的問題，降低印刷的難度和成本。目前，工業(yè)上測(cè)量紙張張力與變形的主要設(shè)備采用立式紙張抗張強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)，此類試驗(yàn)機(jī)一般為單絲立式結(jié)構(gòu)，因其占地面積較小容易放置而得到廣泛使用。但是，該種試驗(yàn)機(jī)只能測(cè)量紙張長(zhǎng)度和寬度的變形，而對(duì)于厚度變形無法測(cè)量。現(xiàn)有技術(shù)中一般采用紙張測(cè)厚儀測(cè)量紙張的厚度，但是，紙張測(cè)厚儀在測(cè)量時(shí)需要兩邊壓緊測(cè)量，而紙張?jiān)诶爝^程中無法壓緊。因此，現(xiàn)有技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)在紙張變形過程中對(duì)紙張的厚度變化進(jìn)行測(cè)量，存在紙張變形測(cè)量精度低，不能滿足套印要求的技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種紙張三維變形量檢測(cè)系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中紙張變形過程中無法對(duì)紙張的厚度變化進(jìn)行測(cè)量，紙張變形測(cè)量精度低，不能滿足套印要求的技術(shù)問題。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種紙張三維變形量檢測(cè)系統(tǒng)，用于測(cè)量紙張變形過程中的三維變形量，包括拉伸裝置、寬度檢測(cè)裝置、厚度檢測(cè)裝置、控制器和顯示裝置，其中，拉伸裝置用于對(duì)紙張進(jìn)行拉伸，測(cè)量紙張?jiān)谧冃芜^程中的張力變化和相應(yīng)的彈性模量等量化數(shù)據(jù)；寬度檢測(cè)裝置設(shè)置在拉伸裝置上方，用于測(cè)量紙張?jiān)谧冃芜^程中的寬度和長(zhǎng)度變化量；厚度檢測(cè)裝置設(shè)置在拉伸裝置一側(cè)，用于測(cè)量紙張?jiān)谧冃芜^程中的厚度變化量；控制器分別與拉伸裝置、寬度檢測(cè)裝置和厚度檢測(cè)裝置連接，用于控制拉伸裝置、寬度檢測(cè)裝置和厚度檢測(cè)裝置的運(yùn)動(dòng)，接收各裝置的測(cè)量結(jié)果，并將測(cè)量結(jié)果發(fā)送至顯示裝置；顯示裝置與控制器連接，用于接收并顯示測(cè)量結(jié)果。依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的紙張三維變形量檢測(cè)系統(tǒng)，其寬度檢測(cè)裝置進(jìn)一步包括機(jī)架、步進(jìn)電機(jī)、聯(lián)軸器、寬度攝像頭、寬度顯微鏡和環(huán)形光源，機(jī)架上設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)固定座、滾珠絲桿副和攝像頭固定座，步進(jìn)電機(jī)固定座設(shè)置在機(jī)架上部，步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在步進(jìn)電機(jī)固定座上且連接至控制器；滾珠絲桿副設(shè)置在機(jī)架內(nèi)側(cè)，攝像頭固定座一端與滾珠絲桿副連接；聯(lián)軸器與步進(jìn)電機(jī)連接，且其軸穿設(shè)于機(jī)架與攝像頭固定座通過螺桿連接，寬度攝像頭、寬度顯微鏡和環(huán)形光源依次連接置于拉伸裝置上方，且寬度攝像頭與控制器連接，寬度顯微鏡連接至攝像頭固定座另一端。依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的紙張三維變形量檢測(cè)系統(tǒng)，其厚度檢測(cè)裝置進(jìn)一步包括機(jī)架、步進(jìn)電機(jī)、聯(lián)軸器、厚度攝像頭、厚度顯微鏡和環(huán)形光源，機(jī)架上設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)固定座、滾珠絲桿副和攝像頭固定座，步進(jìn)電機(jī)固定座設(shè)置在機(jī)架上部，步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在步進(jìn)電機(jī)固定座上且連接至控制器；滾珠絲桿副設(shè)置在機(jī)架內(nèi)側(cè)，攝像頭固定座一端與滾珠絲桿副連接；聯(lián)軸器與步進(jìn)電機(jī)連接，且其軸穿設(shè)于機(jī)架與攝像頭固定座通過螺桿連接，厚度攝像頭、厚度顯微鏡和環(huán)形光源依次連接置于拉伸裝置一側(cè)，且厚度攝像頭與控制器連接，厚度顯微鏡連接至攝像頭固定座另一端。依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的紙張三維變形量檢測(cè)系統(tǒng)，其寬度顯微鏡采用0.7倍-4.5倍顯微鏡頭。依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的紙張三維變形量檢測(cè)系統(tǒng)，其厚度顯微鏡采用0.63X3.5倍-5X3.5倍連續(xù)變倍顯微鏡頭。依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的紙張三維變形量檢測(cè)系統(tǒng)，其寬度攝像頭和厚度攝像頭的像素值均為300萬像素。依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的紙張三維變形量檢測(cè)系統(tǒng)，其步進(jìn)電機(jī)為57系列兩相混合式步進(jìn)電機(jī)，且其最小步距為1.8/16度。依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的紙張三維變形量檢測(cè)系統(tǒng)，其顯示裝置為液晶顯示器。依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的紙張三維變形量檢測(cè)系統(tǒng)，其控制器與上位機(jī)連接，接收來自上位機(jī)的控制信號(hào)。本發(fā)明的紙張三維變形量檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便。該系統(tǒng)能夠同時(shí)檢測(cè)紙張?jiān)诶爝^程中的長(zhǎng)度變形、寬度變形和厚度變形。并且，其通過攝像頭來檢測(cè)紙張的變形，只需改變顯微鏡頭的放大倍數(shù)就能實(shí)現(xiàn)測(cè)量精度的調(diào)整。裝置采用300萬像素的攝像機(jī)和5X3.5倍的放大鏡頭，檢測(cè)精度可達(dá)到0.2um，測(cè)量精度高。因此，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了紙張變形過程中對(duì)紙張的三維變形量的測(cè)量，并且測(cè)量精度高，提高了檢測(cè)精度，有助于在紙張生產(chǎn)的過程中解決紙張變形過大的問題，有效保證紙張?jiān)谟∷⑦^程中的套印質(zhì)量。另外，該系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)調(diào)焦，其設(shè)定好步進(jìn)電機(jī)的控制信號(hào)，就可以通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副實(shí)現(xiàn)對(duì)顯微鏡頭的連續(xù)調(diào)焦，操作簡(jiǎn)單，使用非常方便。圖1為本發(fā)明紙張三維變形量檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，具體說明本發(fā)明。請(qǐng)參閱圖1，一種紙張三維變形量檢測(cè)系統(tǒng)，用于測(cè)量紙張變形過程中的三維變形量，包括拉伸裝置10、寬度檢測(cè)裝置20、厚度檢測(cè)裝置30、控制器40和顯示裝置50。拉伸裝置10用于對(duì)紙張60進(jìn)行拉伸，測(cè)量紙張60在變形過程中的張力變化和相應(yīng)的彈性模量等量化數(shù)據(jù)。寬度檢測(cè)裝置20設(shè)置在拉伸裝置10上方，用于測(cè)量紙張60在變形過程中的寬度和長(zhǎng)度變化量。該寬度檢測(cè)裝置20包括機(jī)架201、步進(jìn)電機(jī)202、聯(lián)軸器203、寬度攝像頭204、寬度顯微鏡205和環(huán)形光源206，機(jī)架201上設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)固定座207、滾珠絲桿副208和攝像頭固定座209，步進(jìn)電機(jī)固定座207設(shè)置在機(jī)架201上部，步進(jìn)電機(jī)202設(shè)置在步進(jìn)電機(jī)固定座207上且連接至控制器40。滾珠絲桿副208設(shè)置在機(jī)架201內(nèi)側(cè)，攝像頭固定座209—端與滾珠絲桿副208連接。聯(lián)軸器203與步進(jìn)電機(jī)202連接，且其軸穿設(shè)于機(jī)架201與攝像頭固定座209通過螺桿210連接，寬度攝像頭204、寬度顯微鏡205和環(huán)形光源206依次連接置于拉伸裝置10上方，且寬度攝像頭204與控制器40連接，寬度顯微鏡205連接至攝像頭固定座209的另一端。厚度檢測(cè)裝置30設(shè)置在拉伸裝置10—側(cè)，用于測(cè)量紙張60在變形過程中的厚度變化量。該厚度檢測(cè)裝置30包括機(jī)架301、步進(jìn)電機(jī)302、聯(lián)軸器303、厚度攝像頭304、厚度顯微鏡305和環(huán)形光源306，機(jī)架301上設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)固定座307、滾珠絲桿副308和攝像頭固定座309，步進(jìn)電機(jī)固定座307設(shè)置在機(jī)架301上部，步進(jìn)電機(jī)302設(shè)置在步進(jìn)電機(jī)固定座307上且連接至控制器40。滾珠絲桿副308設(shè)置在機(jī)架301內(nèi)側(cè)，攝像頭固定座309一端與滾珠絲桿副308連接。聯(lián)軸器303與步進(jìn)電機(jī)302連接，且其軸穿設(shè)于機(jī)架301與攝像頭固定座309通過螺桿310連接。厚度攝像頭304、厚度顯微鏡305和環(huán)形光源306依次連接置于拉伸裝置10—側(cè)，且厚度攝像頭304與控制器40連接，厚度顯微鏡305連接至攝像頭固定座309的另一端?？刂破?0與上位機(jī)連接，用以接收上位機(jī)的控制信號(hào)并根據(jù)控制信號(hào)控制系統(tǒng)內(nèi)個(gè)裝置的運(yùn)動(dòng)。其還分別與拉伸裝置10、寬度檢測(cè)裝置20和厚度檢測(cè)裝置30連接，并具體連接至寬度檢測(cè)裝置20的步進(jìn)電機(jī)202和寬度攝像頭204以及厚度檢測(cè)裝置30的步進(jìn)電機(jī)302和厚度攝像頭304，用于控制拉伸裝置10、步進(jìn)電機(jī)202和步進(jìn)電機(jī)302的運(yùn)動(dòng)，控制寬度攝像頭204和厚度攝像頭304進(jìn)行拍攝，并接收拉伸裝置10、寬度攝像頭204和厚度攝像頭304的測(cè)量結(jié)果，將測(cè)量結(jié)果發(fā)送至顯示裝置50。顯示裝置50與控制器40連接，用于接收并顯示各裝置的測(cè)量結(jié)果。在本實(shí)例中，上述的顯示裝置50采用液晶顯示器。步進(jìn)電機(jī)202和步進(jìn)電機(jī)302均為57系列兩相混合式步進(jìn)電機(jī)，且最小步距為1.8/16度。同時(shí)，為了提高測(cè)量精度，達(dá)到微米級(jí)變形量的檢測(cè)和獲得高清晰的測(cè)量結(jié)果，上述的寬度攝像頭204和厚度攝像頭304的像素值均為300萬像素。另外，根據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定的15mm的標(biāo)準(zhǔn)式樣寬度，寬度顯微鏡205采用0.7倍-4.5倍顯微鏡頭。并且，針對(duì)100微米薄紙的厚度變形量的測(cè)試，厚度顯微鏡305采用0.63X3.5倍-5X3.5倍連續(xù)變倍顯微鏡頭。其中，寬度顯微鏡205和厚度顯微鏡305的具體參數(shù)見表1、表2。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>306的亮度，設(shè)置步進(jìn)電機(jī)302的步距角為1.8度，對(duì)厚度攝像頭304進(jìn)行快速對(duì)焦，快速找到被攝對(duì)象。之后，調(diào)整厚度顯微鏡305的放大倍數(shù)為目標(biāo)放大倍數(shù)5X3.5，并調(diào)整環(huán)形光源306的亮度，設(shè)置步進(jìn)電機(jī)302的步距角為1.8度，對(duì)厚度攝像頭302進(jìn)行快速對(duì)焦，找到被攝對(duì)象之后調(diào)整步進(jìn)電機(jī)302的步距角為1.8/16度對(duì)厚度攝像頭305進(jìn)行精確對(duì)焦，找清被攝對(duì)象。最后，拍攝被攝圖像，控制器40將獲得的試樣紙張圖像信息通過圖像域值分割法轉(zhuǎn)化成二值圖，再將二值圖和理論試樣紙張圖像進(jìn)行圖像減法運(yùn)算產(chǎn)生紙張變形二值圖，對(duì)紙張變形二值圖定標(biāo)后進(jìn)行邊界測(cè)量，獲得紙張的厚度變形量，并發(fā)送至顯示裝置50進(jìn)行顯不。上述步驟中，每一裝置的動(dòng)作參數(shù)均通過控制器進(jìn)行設(shè)置，并且，每一測(cè)量結(jié)果和圖像拍攝過程中的圖像對(duì)焦以及最終的拍攝圖像均通過顯示裝置進(jìn)行顯示。在進(jìn)行紙張厚度變形量拍攝測(cè)量的同時(shí)還對(duì)紙張的寬度和長(zhǎng)度變形量進(jìn)行檢測(cè)，紙張?jiān)谧冃芜^程中的寬度和長(zhǎng)度變化量通過寬度檢測(cè)裝置進(jìn)行拍攝測(cè)量，其具體操作步驟與上述厚度檢測(cè)裝置的操作相同，在此不予贅述。本發(fā)明的紙張三維變形量檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便。該系統(tǒng)能夠同時(shí)檢測(cè)紙張?jiān)诶爝^程中的長(zhǎng)度變形、寬度變形和厚度變形。并且，其通過攝像頭來檢測(cè)紙張的變形，只需改變顯微鏡頭的放大倍數(shù)就能實(shí)現(xiàn)測(cè)量精度的調(diào)整。采用300萬像素的攝像機(jī)、5X3.5倍的放大鏡頭，檢測(cè)精度可達(dá)到0.2um，測(cè)量精度高。因此，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了紙張變形過程中對(duì)紙張的三維變形量的測(cè)量，并且測(cè)量精度高，提高了檢測(cè)精度，有助于在紙張生產(chǎn)的過程中解決紙張變形過大的問題，有效保證在紙張印刷過程中的紙張?zhí)子≠|(zhì)量。另外，該系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)調(diào)焦，其設(shè)定好步進(jìn)電機(jī)的控制信號(hào)，就可以通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副實(shí)現(xiàn)對(duì)顯微鏡頭的連續(xù)調(diào)焦，操作簡(jiǎn)單，使用非常方便。以上公開的僅為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例，但本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。權(quán)利要求一種紙張三維變形量檢測(cè)系統(tǒng)，用于測(cè)量紙張變形過程中的三維變形量，其特征在于，包括拉伸裝置、寬度檢測(cè)裝置、厚度檢測(cè)裝置、控制器和顯示裝置，其中，所述拉伸裝置用于對(duì)紙張進(jìn)行拉伸，測(cè)量紙張?jiān)谧冃芜^程中的張力變化和相應(yīng)的彈性模量等量化數(shù)據(jù)；所述寬度檢測(cè)裝置設(shè)置在所述拉伸裝置上方，用于測(cè)量紙張?jiān)谧冃芜^程中的寬度和長(zhǎng)度變化量；所述厚度檢測(cè)裝置設(shè)置在所述拉伸裝置一側(cè)，用于測(cè)量紙張?jiān)谧冃芜^程中的厚度變化量；所述控制器分別與所述拉伸裝置、寬度檢測(cè)裝置和厚度檢測(cè)裝置連接，用于控制所述拉伸裝置、寬度檢測(cè)裝置和厚度檢測(cè)裝置的運(yùn)動(dòng)，接收各裝置的測(cè)量結(jié)果，并將所述測(cè)量結(jié)果發(fā)送至所述顯示裝置；所述顯示裝置與所述控制器連接，用于接收并顯示所述測(cè)量結(jié)果。2.如權(quán)利要求1所述的紙張三維變形量檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述寬度檢測(cè)裝置進(jìn)一步包括機(jī)架、步進(jìn)電機(jī)、聯(lián)軸器、寬度攝像頭、寬度顯微鏡和環(huán)形光源，所述機(jī)架上設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)固定座、滾珠絲桿副和攝像頭固定座，所述步進(jìn)電機(jī)固定座設(shè)置在所述機(jī)架上部，所述步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在所述步進(jìn)電機(jī)固定座上且連接至所述控制器；所述滾珠絲桿副設(shè)置在所述機(jī)架內(nèi)側(cè)，所述攝像頭固定座一端與所述滾珠絲桿副連接；所述聯(lián)軸器與所述步進(jìn)電機(jī)連接，且其軸穿設(shè)于所述機(jī)架與所述攝像頭固定座通過螺桿連接，所述寬度攝像頭、寬度顯微鏡和環(huán)形光源依次連接置于所述拉伸裝置上方，且所述寬度攝像頭與所述控制器連接，所述寬度顯微鏡連接至所述攝像頭固定座另一端。3.如權(quán)利要求1所述的紙張三維變形量檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述厚度檢測(cè)裝置進(jìn)一步包括機(jī)架、步進(jìn)電機(jī)、聯(lián)軸器、厚度攝像頭、厚度顯微鏡和環(huán)形光源，所述機(jī)架上設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)固定座、滾珠絲桿副和攝像頭固定座，所述步進(jìn)電機(jī)固定座設(shè)置在所述機(jī)架上部，所述步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在所述步進(jìn)電機(jī)固定座上且連接至所述控制器；所述滾珠絲桿副設(shè)置在所述機(jī)架內(nèi)側(cè)，所述攝像頭固定座一端與所述滾珠絲桿副連接；所述聯(lián)軸器與所述步進(jìn)電機(jī)連接，且其軸穿設(shè)于所述機(jī)架與所述攝像頭固定座通過螺桿連接，所述厚度攝像頭、厚度顯微鏡和環(huán)形光源依次連接置于所述拉伸裝置一側(cè)，且所述厚度攝像頭與所述控制器連接，所述厚度顯微鏡連接至所述攝像頭固定座另一端。4.如權(quán)利要求2所述的紙張三維變形量檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述寬度顯微鏡采用0.7倍-4.5倍顯微鏡頭。5.如權(quán)利要求3所述的紙張三維變形量檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述厚度顯微鏡采用1X3.5倍-5X3.5倍連續(xù)變倍顯微鏡頭。6.如權(quán)利要求2或3所述的紙張三維變形量檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述寬度攝像頭和厚度攝像頭的像素值均為300萬像素。7.如權(quán)利要求2或3所述的紙張三維變形量檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述步進(jìn)電機(jī)為57系列兩相混合式步進(jìn)電機(jī)，且其最小步距為1.8/16度。8.如權(quán)利要求1所述的紙張三維變形量檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示裝置為液晶顯不器。9.如權(quán)利要求1所述的紙張三維變形量檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器與上位機(jī)連接，接收來自上位機(jī)的控制信號(hào).全文摘要一種紙張三維變形量檢測(cè)系統(tǒng)，包括用于對(duì)紙張進(jìn)行拉伸，測(cè)量紙張?jiān)谧冃芜^程中的張力變化和相應(yīng)的彈性模量等量化數(shù)據(jù)的拉伸裝置；設(shè)置在拉伸裝置上方，用于測(cè)量紙張?jiān)谧冃芜^程中的寬度和長(zhǎng)度變化量的寬度檢測(cè)裝置；設(shè)置在拉伸裝置一側(cè)，用于測(cè)量紙張?jiān)谧冃芜^程中的厚度變化量的厚度檢測(cè)裝置；以及，用于控制拉伸裝置、寬度檢測(cè)裝置和厚度檢測(cè)裝置的運(yùn)動(dòng)，接收各裝置的測(cè)量結(jié)果，并將測(cè)量結(jié)果發(fā)送至顯示裝置的控制器和用于接收并顯示測(cè)量結(jié)果的顯示裝置。本發(fā)明的紙張三維變形量檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了紙張三維變形量的測(cè)量，且測(cè)量精度高，有助于提高紙張質(zhì)量保證套印質(zhì)量。另外，本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝使用方便的優(yōu)點(diǎn)。文檔編號(hào)G01B11/02GK101825436SQ20101017627公開日2010年9月8日申請(qǐng)日期2010年5月14日優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日發(fā)明者朱金輝,李自明申請(qǐng)人:上海倫恩通用技術(shù)有限公司