CN105358965B - 涂胶不良检测系统以及涂胶不良检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于在石膏板制造工艺中通过简单的结构来早期且可靠地检测石膏板的封面纸和底纸的涂胶不良。发光部(51、52)配置于连续层叠体(W)的一侧。发光部朝向连续层叠体(W)的缘部照射向与成形皮带(40)的输送方向交叉的方向延伸的激光(β)。接收发光部(51、52)的激光的受光部(53、54)与发光部(51、52)相向地配置于连续层叠体(W)的另一侧。激光(β)至少一部分通过连续层叠体(W)的上表面的上侧并且一部分被连续层叠体(W)的缘部的隆起遮蔽。控制装置(70)根据规定值或规定比例以上的受光量降低而判定产生涂胶不良，并通过显示单元或警报单元(71、72)对产生涂胶不良进行显示或警报。

Description

涂胶不良检测系统以及涂胶不良检测方法
技术领域
本发明涉及一种涂胶不良检测系统以及涂胶不良检测方法(Apparatus andMethod for Detecting Glue-Joint Failure)，更详细地说是涉及一种在石膏板(board)制造工艺(process)中检测石膏板用原纸的涂胶部的涂胶不良的涂胶不良检测系统以及涂胶不良检测方法。
背景技术
已知石膏板为用石膏板用原纸覆盖以石膏为主体的芯部(核心)而成的板状体，由于具有防火性、遮音性、施工性以及经济性等优异特性，而作为建筑用装潢材料在各式各样的建筑物中使用。石膏板一般是通过连续注浆成形法来制造的。该成形法包括混合搅拌工序、成形工序以及干燥切割工序。在混合搅拌工序中，通过混合搅拌机将烧石膏、粘接助剂、固化促进剂、泡(或起泡剂)以及其它添加剂等、甚至混合材料和水混匀。在成形工序中，通过混合搅拌机调整得到的烧石膏浆料或泥浆(以下称为“浆料”)被注入石膏板用原纸之间而形成板状且带状的连续层叠体。在干燥切割工序中，对在输送装置上已干燥固化至某程度的连续层叠体进行粗切割并进行强制干燥，之后，切割成产品尺寸。
在这样的石膏板制造过程中，从底纸原纸台架(stand)的石膏板用原纸辊抽出的石膏板用原纸的底纸(以下称为“底纸原纸”)通过连续行进的皮带输送(belt conveyor)装置的成形皮带(上部行进带或上部轨道)而被连续输送。混合搅拌机连续喷出的浆料在底纸原纸上流动延展。在底纸原纸左右的缘部通过划线(scoring)装置或研削装置等形成有多个刻痕(score)(折线或折弯线)，从而底纸原纸的各缘部沿着刻痕而折弯。另一方面，石膏板用原纸的封面纸(以下称为“封面纸原纸”)从配置于混合搅拌机的上游侧的封面纸原纸台架的石膏板用原纸辊抽出，且层叠于浆料上。在紧挨着将封面纸原纸层叠于浆料之前将胶涂布或涂附于封面纸原纸左右缘部的涂胶装置(gluing device)配设于石膏板制造装置。涂胶装置具有将规定量的胶连续涂布或涂附于封面纸原纸左右缘部的胶供给部。
通过涂胶装置涂胶后的封面纸原纸的各缘部与底纸原纸的各缘部对齐且重叠于底纸原纸的各缘部，从而包括底纸原纸、浆料以及封面纸原纸的三层构造的连续层叠体被连续供给至成形板或成形辊等成形装置。通过成形装置而定形为板状连续带的三层构造的连续层叠体通过皮带输送装置而被连续输送，并在皮带输送装置上干燥固化至某程度，之后通过粗切割装置被粗切割，之后通过去除剩余水分的干燥装置被强制干燥，最终通过切割装置被切割成产品尺寸。
图12是例示对底纸原纸1和封面纸原纸2进行涂胶而得到的上述连续层叠体W的缘部构造的部分剖面图和部分立体图。图12的(A)中示出正常涂胶后的缘部的剖面，图12的(B)和图12的(C)中示出产生涂胶不良的缘部的形态。
如图12的(A)所示，当底纸原纸1和封面纸原纸2在涂胶部G如期望的那样粘接时，形成封入干燥固化前的浆料S的矩形剖面的边缘(edge)部E。厚度t的连续层叠体W沿图12的(C)的箭头所示的成形皮带的输送方向输送。如图12的(B)和图12的(C)中作为剥离部或空隙部K所示出的那样，由于涂胶部G的不完整的粘接，存在封面纸原纸2的缘部从底纸原纸1的缘部部分剥离的情形。这样的剥离部K紧接在涂胶后产生或者在浆料S的干燥固化时产生。还存在紧接在涂胶后产生的些微的剥离部K在浆料S的干燥固化过程中自然地再次粘接的情形，因此在制造生产线中确定剥离部K的产生部位是极其困难的。
另外，在制造比重0.9以上的高比重石膏板的制造生产线中，与制造比重小于0.9的标准比重的石膏板的制造生产线相比，以比较高的频率产生这样的剥离部K。考虑这是因为在高比重石膏板中使用比较厚且克重大的原纸以及高比重的浆料的重量或荷重作用于底纸原纸和封面纸原纸所引起的。
并且，在制造与石膏板的标准品(比重0.7至0.8)相比比重较小的轻量的石膏板(以下称为“轻量石膏板”)的情况下，也存在为了确保石膏板整体的强度而使用重量比较大的原纸的情形，因而，在使用这样的原纸制造轻量石膏板时，产生涂胶不良的频率也比较多。
残留有这样的剥离部K的石膏板制品作为不能出厂的劣质品或不良制品而不得不从制品群中去除，其结果，制造损失增大，制造成品率变差。为了提高石膏板制造工艺中的制造成品率，期望早期且可靠地检测涂胶不良的产生，并通过涂胶装置的调节或调整等而早期解决或改善涂胶不良的原因。
在日本特开2000-74646号公报(专利文献1)中，记载了一种由光学性检测单元检测要检测石膏板的边缘部的成形不良的边缘面(侧端面)的角度的边缘角度检测装置。该边缘角度检测装置包括激光器等光源、CCD摄像装置以及图像处理装置等。光源对上述连续层叠体的侧缘范围持续地照射摄像用光，摄像装置接收边缘面的反射光，持续地进行边缘部的图像的摄像。图像处理装置对边缘面的影像进行图像处理，测量外观上的边缘宽度，并根据边缘宽度的测量值来检测边缘角度。
此外，在日本特开平5-346319号公报(专利文献2)中，记载了一种意图通过光学性检测单元来检测上述连续层叠体的缘部或表面所产生的不良的面检查装置。该检查装置包括投光器以及受光器，该投光器对连续层叠体的缘部或表面照射线状或面状的光而使亮线或图案呈现于缘部或表面，该受光器接收连续层叠体的反射光并使连续层叠体上的亮线或图案成像，通过运算处理或数值解析来检测呈现于缘部或表面的亮线或图案的倾斜或变动。
专利文献1：日本特开2000-74646号公报
专利文献2：日本特开平5-346319号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在检测边缘角度的不良的边缘角度检测装置(专利文献1(日本特开2000-74646号公报))中，无法检测封面纸原纸和底纸原纸的涂胶不良。即使通过边缘角度检测装置能够检测与涂胶不良有关的边缘角度的变化或变动，但也无法判别这是否起因于涂胶不良，因而，无法通过专利文献1的边缘角度检测装置检测涂胶不良。
另一方面，根据日本特开平5-346319号公报(专利文献2)的在连续层叠体的缘部或表面以光学方式形成亮线或图案并通过运算处理来检测亮线或图案的倾斜或变动的面检查装置，或许能够通过图案的变化来检测连续层叠体的异常。但是，无法判别这种异常是否为涂胶不良，因而，通过专利文献2的面检查装置也无法检测涂胶不良。
此外，由于专利文献1和2的装置构成为通过从光源或投光器将摄像用的光照射至连续层叠体上并使连续层叠体的反射光成像于摄像装置或受光器的成像部来检测制品不良，因此需要能够对摄像用光的反射光与制造现场的自然光或人工光的反射光进行判别的环境或条件。因此，在专利文献1和2的装置中，需要在检测装置系统或检查装置系统的周围设置比较大型的黑窗帘等，来限制制造现场或制造环境的自然光或人工光影响被检测部，使得能够清晰地视觉辨认摄像用光的反射光或使摄像用光的反射光能够成像。但是，当考虑石膏板制造装置的构造以及规模时，实际上难以进行这种黑窗帘等的设置。
并且，如上所述，涂胶部位的剥离(图12的剥离部K)不仅紧接在涂胶后产生，还在浆料干燥固化时产生。另外，还存在紧接在涂胶后产生的剥离部在浆料干燥固化过程中自然地再次粘接的情形。因而，预先假设在制造生产线上的何处产生剥离是极其困难的。因此，虽然期望在制造生产线上的多个部位检测涂胶不良，但是当在石膏板制造装置的多个部位设置将摄像用的光照射于连续层叠体并使其反射光成像的方式的检测装置或检查装置(专利文献1和2)时，不仅石膏板制造装置的构造变得复杂化，装置整体的初期的设备费用或初期投资也会昂贵。
本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供一种涂胶不良检测系统以及涂胶不良检测方法，能够通过简单的结构来早期且可靠地检测封面纸原纸和底纸原纸的涂胶不良，并且能够在连续层叠体的输送方向上隔开间隔的石膏板制造生产线的多个位置处比较容易地隔开设置检测涂胶不良的多个检测装置系统。
用于解决问题的方案
为了达成上述目的，本发明提供一种涂胶不良检测系统，被设置在石膏板制造装置中，通过光学性检测单元检测石膏板用原纸的底纸和封面纸的涂胶部的涂胶不良，该石膏板制造装置被构成为形成连续层叠体并通过成形皮带输送该层叠体，该连续层叠体是通过在所述石膏板用原纸的底纸与封面纸之间夹持有石膏浆料的状态下在封面纸和底纸的缘部进行涂胶而形成石膏板的缘部剖面所形成的，该涂胶不良检测系统的特征在于，具备：
发光部，其配置于所述连续层叠体的一侧，朝向所述连续层叠体的缘部照射向与所述成形皮带的输送方向交叉的方向延伸的激光；
受光部，其与所述发光部相向地配置于所述连续层叠体的另一侧，接收所述发光部的激光；以及
控制装置，其用于在被所述连续层叠体所遮蔽的所述激光的高度超过规定值或规定比例时判定产生涂胶不良，
其中，所述激光被定位成至少一部分通过所述连续层叠体的上表面的上侧并且一部分被所述连续层叠体的缘部的隆起遮蔽。
本发明还提供一种涂胶不良检测方法，在石膏板制造装置中设置光学性检测单元，通过光学性检测单元检测石膏板用原纸的底纸和封面纸的涂胶部的涂胶不良，该石膏板制造装置被构成为形成连续层叠体并通过成形皮带输送该层叠体，该连续层叠体是通过在所述石膏板用原纸的底纸与封面纸之间夹持有石膏浆料的状态下在封面纸和底纸的缘部进行涂胶而形成石膏板的缘部剖面所形成的，该涂胶不良检测方法的特征在于，
通过配置于所述连续层叠体的一侧的发光部，朝向所述连续层叠体的缘部照射向与所述成形皮带的输送方向交叉的方向延伸的激光；
将所述激光定位成所述激光的至少一部分通过所述连续层叠体的上表面的上侧并且所述激光的一部分由于所述连续层叠体的缘部的隆起而被遮蔽；
通过与所述发光部相向地配置于所述连续层叠体的另一侧的受光部接收所述发光部的激光；以及
测量所述受光部的受光量，根据有无规定值或规定比例以上的受光量降低来判定有无产生涂胶不良。
根据本发明人的实验，当产生缘部的涂胶不良时，封面纸和底纸的涂胶部存在至少隆起连续层叠体的厚度(石膏板的板厚)的5％至10％或10％以上的性质。根据本发明的上述结构，发光部所投射的激光至少一部分通过连续层叠体的上表面的上侧并被受光部所接收，但是如果连续层叠体的缘部隆起，则激光的一部分被缘部的隆起遮蔽。因而，通过检测连续层叠体所遮蔽的激光的光量或光量比例，能够早期且可靠地判定涂胶不良的产生，并对作业员等显示或警报产生涂胶不良。作业员等根据涂胶不良的显示或警报进行涂胶装置的调节或调整等，由此能够早期且迅速地消除涂胶不良的状态，因此不会制造很多的劣质品而能够提高成品率。
另外，根据本发明人的实验，涂胶部位的剥离不仅紧接在涂胶后产生，也会在成形皮带上的浆料的干燥固化过程中产生，因此期望在石膏板制造生产线的多个位置处检测有无涂胶不良的产生。根据本发明的上述结构，只要将成对的发光部和受光部作为检测装置系统配置在石膏板制造生产线上的任意位置即可，因此能够比较容易地在石膏板制造生产线的适当位置隔开设置多个检测装置系统。因而，根据本发明的上述结构，能够将在石膏板制造生产线上的多个位置处检测涂胶不良的多个检测装置系统比较容易地隔开设置于石膏板制造生产线。
从其它观点而言，本发明提供一种具有上述结构的涂胶不良检测系统的石膏板制造装置。优选的是，石膏板制造装置具有底纸供给装置，该底纸供给装置用于将具有170g/m2～300g/m2的克重的底纸(例如具有0.3mm以上(0.4mm以下)和200g/m2的纸厚和克重的底纸)供给至底纸输送生产线。
从其它观点而言，本发明提供一种使用上述结构的涂胶不良检测方法的石膏板制造方法。优选的是，使用具有170g/m2～300g/m2的克重的底纸(例如具有0.3mm以上(0.4mm以下)和200g/m2的纸厚和克重的底纸)作为原材料，来制造比重0.9以上的高比重石膏板或比重0.6以下的轻量石膏板。
发明的效果
根据本发明的涂胶不良检测系统以及涂胶不良检测方法，能够通过简单的结构而早期且可靠地检测封面纸原纸和底纸原纸的涂胶不良，而且能够在沿连续层叠体的输送方向隔开间隔的石膏板制造生产线的多个位置处比较容易地隔开设置检测涂胶不良的多个检测装置系统。
附图说明
图1的(A)至(C)是例示石膏板的边缘部的各种形态的石膏板的部分剖面图。
图2是局部且概要地表示石膏板的制造工序的石膏板制造装置的部分剖面图。
图3是局部且概要地表示石膏板的制造工序的石膏板制造装置的部分剖面图。
图4是表示上游侧的投光激光传感器和受光激光传感器与连续层叠体之间的位置关系的石膏板制造装置的剖面图。
图5的(A)和(B)是用于说明涂胶不良检测系统的原理的概要剖面图，示出了9.5mm的石膏板制造工艺中的涂胶不良的检测方法。
图6的(A)和(B)是用于说明涂胶不良检测系统的原理的概要剖面图，示出了12.5mm的石膏板制造工艺中的涂胶不良的检测方法。
图7是例示激光光束的受光率和遮蔽率的变化的线图(时序图)，示出了完全没有产生涂胶不良的状态。
图8是例示激光光束的受光率和遮蔽率的变化的线图(时序图)，示出了在连续层叠体的缘部产生了未达到涂胶不良的不平坦或凹凸的状态。
图9是例示激光光束的受光率和遮蔽率的变化的线图(时序图)，示出了紧接在涂胶后产生涂胶不良的状态。
图10是例示激光光束的受光率和遮蔽率的变化的线图(时序图)，示出了在连续层叠体的输送过程中产生涂胶不良的状态。
图11是例示激光光束的受光率和遮蔽率的变化的线图(时序图)，示出了紧接在涂胶后产生的涂胶不良在连续层叠体的输送过程中也被检测出的状态。
图12的(A)至(C)是例示对底纸原纸和封面纸原纸进行涂胶而得到的连续层叠体的缘部构造的部分剖面图和部分立体图，图12的(A)中示出正常涂胶的缘部的剖面，图12的(B)和图12的(C)中例示产生了涂胶不良的缘部的形态。
具体实施方式
根据本发明的较佳的实施方式，多个发光部沿成形皮带的输送方向隔开间隔地配置，多个受光部沿成形皮带的输送方向隔开间隔地配置，在成形皮带的上游域和下游域向连续层叠体照射多个激光。优选的是，各激光具有与成形皮带的输送方向正交的水平的光轴。
涂胶不良检测系统在根据多个受光部的至少一个受光部所检测出的受光量判定出产生涂胶不良时，通过显示单元或警报单元等视觉性或听觉性通知单元来通知(显示或警报)产生涂胶不良。作为变形例，涂胶不良检测系统在基于各个受光部所检测出的受光量的涂胶不良产生的判定结果全部示出产生涂胶不良时，通过显示单元或警报单元来对产生涂胶不良进行显示或警报。
优选的是，受光部的受光量作为测量值而被输入到上述控制装置。控制装置对正常时受光部应接收的受光量的基准值进行设定，将受光部所检测出的受光量的测量值与基准值进行比较，来判定有无产生涂胶不良。正常时受光部应接收的受光量例如根据要制造的石膏板的板厚而在开始制造前预先设定，或者根据涂胶不良检测系统在开始制造后稳定地检测出的受光量而在开始制造后进行初期设定或设定变更。涂胶不良检测系统在受光量的测量值降低至基准值的规定比例以下时，通过控制装置的显示单元或警报单元等来对产生涂胶不良进行显示或警报。优选的是，上述规定比例被设定为95％～85％的范围内的值，例如90％。此外，该比例或比率具有能够根据石膏板的板厚、种类等适当变更设定的性质。
在本发明的优选的实施方式中，上述控制装置具有控制运算部、存储部以及比较判定部。控制运算部控制发光部和受光部的动作，并且接收受光部的检测值来运算受光量的测量值。存储部存储正常时受光部应接收的受光量作为基准值，并且存储为了判定涂胶不良而根据上述基准值设定的判定阈值。比较判定部根据判定阈值来比较测量值与基准值，判定有无涂胶不良的产生。优选的是，上述控制装置还具有在比较判定部判定出产生涂胶不良时对产生涂胶不良进行显示或警报的单元。
实施例
以下参照添附附图来详细说明本发明的较佳的实施例。
图1是例示石膏板的边缘部的各种形态的石膏板的部分剖面图。
板厚t的石膏板B具有通过上下的石膏板原纸即底纸原纸1和封面纸原纸2覆盖包括石膏浆料的固化体的石膏核心C的构造。图1的(A)中示出具有直角边缘(square edge)的石膏板B。石膏板B的边缘部E具有被设定为直角的边缘角度α。底纸原纸1在角部e1、e2被折弯。涂布或涂附有胶的封面纸原纸2的背面缘部(在图1中为下表面缘部)与底纸原纸1的缘部上表面重叠而形成涂胶部G。图1的(B)中示出具有斜角边缘(bevel edge)的石膏板B。底纸原纸1在角部e3、e4、e5被折弯，涂布或涂附有胶的封面纸原纸2的背面缘部与底纸原纸1的缘部上表面重叠而形成涂胶部G。图1的(C)中示出具有锥角边缘(taper edge)的石膏板B。底纸原纸1在角部e6、e7、e8被折弯，涂布或涂附有胶的封面纸原纸2的背面缘部与底纸原纸1的缘部上表面重叠而形成涂胶部G。
图2和图3是局部且概要性地表示石膏板的制造工序的石膏板制造装置的部分剖面图和部分俯视图。
在石膏板制造装置的供纸平台(table)9上供给从底纸台架的原纸辊(未图示)抽出的底纸原纸1，在制造生产线上向箭头方向输送该底纸原纸1。在底纸原纸1上通过划线装置或研削装置(未图示)刻设有折线(划线)。例如在直角边缘的情况下，折线形成于与角部e1、e2相对应的位置。混合搅拌机(搅拌机(mixer))3配置于底纸输送生产线的上方，烧石膏、粘接助剂、固化促进剂、添加剂、混合材料等粉体原料P、泡F以及液体原料(水)Q被供给至混合搅拌机3。混合搅拌机3将这些原料混匀，经由管路4(4a、4b、4c)将浆料(烧石膏浆料)S喷出至底纸原纸1上。管路4a将比重较低的浆料S喷出至底纸原纸1的宽度方向中央区域，管路4b、4c将比重较高的浆料S分别喷出至底纸原纸1的两侧的缘部分(边缘区域)。底纸原纸1与浆料S一起在制造生产线上行进，底纸原纸1的两侧的缘部分通过引导构件5而向上侧折弯。
从封面纸台架的原纸辊(未图示)抽出的封面纸原纸2经由供给辊7而被供纸到浆料S上。用于将规定量的胶涂布或涂附于封面纸原纸2的两侧的缘部的涂胶装置20被配置于供给辊7的附近。涂胶装置20具有将胶从上侧连续供给至封面纸原纸2的背面缘部的胶供给装置21。在胶供给装置21中连接有胶供给管23，胶供给管23与胶供给源(未图示)连接。
通过上下的平台8使底纸原纸1、浆料S以及封面纸原纸2层叠，而作为3层构造的连续层叠体W通过石膏板成形装置30。成形装置30具备上下的水平平板(plate)31、32。下侧平板32水平固定于石膏板制造装置的机框(未图示)以水平输送底纸原纸1。升降驱动装置33在上侧平板31的上侧隔开间隔地配置，并与上侧平板31连结。上侧平板31的位准(level)通过升降驱动装置33被进行微调，形成于平板31、32之间的成形闸(gate)34的高度尺寸(闸尺寸)J被严格管理以使适当的成形压力作用于底纸原纸1、浆料S以及封面纸原纸2的连续层叠体W。连续层叠体W通过成形闸34而成形为具有期望的板厚t(图1)的连续带状的板体。
通过了成形装置30的连续层叠体W通过构成皮带输送装置的成形皮带40的上侧行进带41朝向后续工序(粗切割工序)输送，浆料S的固化反应在成形皮带40上进行。粗切割辊45、46对进行了浆料固化反应的连续带状的层叠体进行粗切割，由此，形成通过石膏板用原纸覆盖以石膏为主体的芯部(核心)而成的板状体、即石膏板的原板。石膏板的原板通过干燥机(图2和图3中箭头R所示)被进行强制干燥，之后，被切割成预定的制品长度，以此方式制造石膏板制品。
构成涂胶不良检测系统50的制造生产线上游侧和下游侧的投光激光传感器51、52以及受光激光传感器53、54被配置于成形皮带40的外侧。成形装置30与粗切割辊45、46隔开距离D1。上游侧的投光激光传感器51和受光激光传感器53成对配置，传感器对51、53被配置在从成形装置30向下游侧延伸的距离D2的范围内(D2＝D1/4)的区域(以下称为“上游域”)。下游侧的投光激光传感器52和受光激光传感器54成对配置，传感器对52、54被配置在从粗切割辊45、46向上游侧延伸的距离D3的范围内(D3＝D1/4)的区域(以下称为“下游域“)。上游域的传感器对51、53以及下游域的传感器对52、54在输送方向隔开距离X。
图4是表示上游域的投光激光传感器51和受光激光传感器53与连续层叠体W之间的位置关系的石膏板制造装置的剖面图。此外，如图4的带括号的附图标记所示，下游域的投光激光传感器52和受光激光传感器54具有与上游域的传感器51、53实质相同的结构。
在构成石膏板制造装置的机框60的左右横架构件61上安装轴承62、63。轴承62、63以可旋转的方式支承皮带输送装置的上下的从动辊43、44。成形皮带40包括构成上侧行进带41和下侧行进带42的无端皮带。成形皮带40被卷绕在包括多个从动辊43、44以及驱动辊(未图示)的辊群。皮带输送装置具有驱动装置(未图示)，驱动装置对驱动辊进行旋转驱动来使上侧行进带41沿输送方向行进且使下侧行进带42逆向行进。
具有传感器支承基台65的支架(bracket)64被配设于各横架构件61的上表面。投光激光传感器51被安装于一侧(在图4中为左侧)的基台65上，受光激光传感器53被安装于另一侧(在图4中为右侧)的基台65上。传感器51照射规定高度H的可视光半导体激光光束β。激光光束β具有与连续层叠体W的输送方向正交的水平光轴。传感器53具备与传感器51的发光部相向的受光部。在连续层叠体W不存在于上侧行进带41上的情况下，传感器53直接接收具有规定高度H的细幅且纵长的薄带状激光光束β。在本例中，激光光束β的下缘位于与上侧行进带41的上表面相同的位准，激光光束β的高度H被设定为30mm。此外，激光光束β在俯视观察(图3)时为可忽视宽度尺寸(连续层叠体W的输送方向上的激光光束β的尺寸)的细直线状的光线。
传感器51、53经由控制信号线L1、L2与可编程逻辑控制器(Programable logiccontroller，PLC)等控制单元70连接。控制单元70具有控制运算部、存储部、比较判定部以及驱动部。控制运算部控制传感器51～54的动作，并且接收传感器53、54的输出(检测信号)。存储部存储正常时的传感器53、54的受光量作为基准值，并且存储传感器53、54所检测出的受光量作为测量值。此外，存储部存储正常时的传感器53、54的受光量(基准值)的90％的受光量作为判定阈值。比较判定部根据判定阈值来比较测量值和基准值，判定有无产生涂胶不良。驱动部控制构成HMI(Human-Machine Interfaces，人机接口)的触控面板(touchpanel)显示器71以及电子音警报器72等的动作。
控制单元70经由控制信号线L3与触控面板显示器71连接。显示器71经由控制信号线L4与电子音警报器72连接。此外，如图4的带括号的附图标记所示，下游域的传感器52、54也通过控制信号线L1’、L2’连接于控制单元70。控制单元70、显示器71以及警报器72构成涂胶不良检测系统50的控制装置或控制系统。
图5和图6是用于说明涂胶不良检测系统50的原理的概要剖面图。
图5的(A)中示出将用于制造板厚t＝9.5mm的石膏板的连续层叠体W载置于上侧行进带41上的状态，图6的(A)中示出将用于制造板厚t＝12.5mm的石膏板的连续层叠体W载置于上侧行进带41上的状态。在对涂胶部G(图1)适当地涂胶的正常的连续层叠体W中，连续层叠体W的高度h1与石膏板的板厚t一致。在将激光光束β的高度H设定为30mm的情况下，传感器53的受光部所接收的激光光束β的高度h2理论上为h2＝H-h1＝20.5mm(图5的(A))或17.5mm(图6的(A))(其中，测量误差的范围可以忽视)。控制单元70的存储部存储这种正常时的传感器53(54)的受光量作为基准值。
与此相对地，在产生了涂胶部G的涂胶不良的情况下，封面纸原纸2的缘部如图5的(B)、图6的(B)以及图12的(B)、(C)所示那样浮起，激光光束β的一部分被遮蔽。即，从传感器51(52)的发光部看到的连续层叠体W的高度在外观上为包含隆起的涂胶部G的高度的高度h3，传感器53(54)的受光部接收高度h2的值降低或缩小了尺寸Δh＝h3-h1的激光光束β。因而，入射至传感器53的受光部的激光光束β的高度h2比20.5mm(图5的(A))或17.5mm(图6的(A))小Δh，传感器53(54)的受光量与正常时相比以Δh/[H-h1]的比例降低。控制单元70的存储部存储像这样变化的传感器53(54)的受光量作为测量值。
在本例中，连续层叠体W的规定高度或目标高度h1(＝石膏板的板厚t)的约10％的值被设定为表示高度降低值Δh＝h3-h1异常(因而，产生涂胶不良)的基准。即，控制单元70被设定为在Δh≥h1×约0.10(约10％)的条件成立时(即，激光光束β的高度降低值Δh达到约0.95mm(图5的(B))或约1.25mm(图6的(B))以上的值时)，判定为产生了涂胶不良。因此，控制单元70设定正常时的传感器53(54)的受光量(基准值)的90％的受光量作为判定阈值，将该受光量存储于存储部，控制单元70的比较判定部在传感器53的受光量降低至90％以下时，判定为产生了涂胶不良。
图7～图11是例示激光光束β的受光量的变化的线图(时序图)，图7～图11所示的线图被显示于触控面板显示器71(图4)的画面。在图7～图11中，纵轴是表示通过传感器53、54的受光部所检测出的激光光束β的受光率(或受光比例)η以及遮蔽率(或遮蔽比例)λ的指标。受光率η是测量值/基准值的值，遮蔽率λ是[1-测量值]/基准值的值。这些数值与Δh的值密切相关。另外，在图7～图11中，横轴是时间轴。上游侧的传感器51、53与下游侧的传感器52、54沿输送方向隔开距离X，因此上游侧的传感器51、53检测连续层叠体W的某部位的时刻T1与下游侧的传感器52、54检测相同部位的时刻T2的时间差ΔT由皮带输送装置40的输送速度和上述距离X所决定。
图7中示出连续层叠体W完全没有产生涂胶不良的正常状态，即相当于基准值的受光量被传感器53、54检测出的状态。该状态是Δh＝0的状态，为连续层叠体W完全没有产生涂胶异常的状态。在这样的状态下，控制单元70不会启动电子音警报器72，因而电子音警报器72不产生警报音。
图8中示出在连续层叠体W的缘部产生若干的不平坦或凹凸等但处于测量误差的范围内或容许范围内而被视为实质上未产生涂胶不良的状态。这是正常的石膏板制品被持续制造的状态。即，传感器53、54检测出超过基准值×0.9的受光量(受光率η>0.9(90％))，能够判断为维持了Δh<h1×约0.10的条件。在这样的状态下，控制单元70的比较判定部不会判定为产生了涂胶不良，因而，控制单元70不会启动电子音警报器72，电子音警报器72不会产生警报音。
图9中示出传感器53检测出基准值×0.9以下的受光量(受光率η≤0.9(90％))且传感器54检测出超过基准值×0.9的受光量(受光率η>0.9(90％))的状态。像这样检测出不同受光量的现象是在紧接在涂胶后产生剥离部K(图12)之后剥离部K的隆起随着浆料S的干燥固化而缩小的情况下所观察到的。在这样的状态下，紧接在涂胶后产生Δh≥h1×约0.10的状态，因而，能够判断为在连续层叠体W产生了涂胶不良，因此控制单元70启动电子音警报器72，电子音警报器72产生用于向作业员等通知产生涂胶不良的警报音。此外，在观察到这样的受光量的变化的情况下，也能够作为紧接在涂胶后产生的涂胶不良已自然消除而判定为未产生涂胶不良。
图10中示出传感器54检测出基准值×0.9以下的受光量(受光率η≤0.9(90％))且传感器53检测出超过基准值×0.9的受光量(受光率η>0.9(90％))的状态。像这样检测出不同受光量的现象是在紧接在涂胶后为正常的涂胶状态但在浆料S的干燥固化时产生了剥离部K(图12)的情况、或在紧接在涂胶后所产生的微小剥离部K的隆起随着浆料S的干燥固化而增大的情况下所观察到的。在这样的状态下，在成形皮带40上产生Δh≥h1×约0.10的状态，因而，能够判断为在连续层叠体W产生了涂胶不良，因此控制单元70启动电子音警报器72，电子音警报器72产生用于向作业员等通知产生涂胶不良的警报音。
图11中表示在紧接涂胶后产生剥离部K(图12)之后在浆料S的干燥固化时也未缩小而残留的典型的涂胶不良的状态。即，在图11所示的检测结果中，传感器53、54双方检测出基准值×0.9以下的受光量(受光率η≤0.9(90％))。控制单元70启动电子音警报器72，电子音警报器72产生用于向作业员等通知产生涂胶不良的警报音。
控制单元70在触控面板显示器71的画面始终显示图7～图11所示的传感器53、54的检测结果，作业员等能够通过电子音警报器72的警报音而紧接在涂胶不良产生后识别出产生涂胶不良。当作业员等识别到产生警报音时，通过触控面板显示器71的画面显示确认涂胶不良的形态以及程度，并调节涂胶装置20的胶供给装置21的胶供给量等以消除涂胶不良的状态。
此外，作为投光激光传感器51，例如能够适当使用基恩斯(KEYENCE)股份有限公司制作的数字激光传感器(digital laser sensor)LV-300H。另外，作为受光激光传感器53，例如能够适当使用基恩斯股份有限公司制作的数字激光传感器LV-300H。并且，作为构成控制单元70的可编程逻辑控制器(PLC)，例如能够适当使用三菱电机股份有限公司制作的MELSEC-Q系列的序列发生器(sequencer)。另外，作为触控面板显示器71，例如能够适当使用基恩斯股份有限公司制作的VT-3系列的触控面板显示器，作为电子音警报器72，例如能够适当使用帕特莱(PATLITE)股份有限公司制作的SIGNAL HORN。
接着，说明具备上述结构的涂胶不良检测系统50的石膏板制造装置的动作。
如图2和图3所示，底纸原纸1沿皮带输送装置40的输送方向连续地供给，混合搅拌机3将浆料S连续地喷出到底纸原纸1上。通过划线装置(未图示)而刻设有折线(划线)的底纸原纸1的左右缘部通过引导构件5向上侧折弯。通过涂胶装置20在左右缘部涂布或涂附有胶的封面纸原纸2被重叠在底纸原纸1和浆料S上。原纸1、2以及浆料S被平台8以及成形装置30推压定形而成形为3层构造的连续层叠体W。通过成形装置30的成形闸34的连续层叠体W通过成形皮带40的上侧行进带41被连续输送，在输送过程中进行浆料S的固化反应。连续层叠体W通过粗切割辊45、46被进行粗切割，通过后续的干燥工序以及切割工序而被最终加工成为石膏板制品。
涂胶不良检测系统50在这样的石膏板制造中始终进行动作，投光激光传感器51、52始终照射横穿连续层叠体W的激光光束β。受光激光传感器53、54始终接收激光光束β，将激光光束β的受光量检查值持续地输出至控制单元70的控制运算部。控制单元70根据传感器53、54的检测值而将受光率η(以及遮蔽率λ)的数值以及曲线图显示于触控面板显示器71的画面。
控制单元70根据从传感器53、54的检测值所获得的受光率η(或遮蔽率λ)，以规定的时间间隔(相当于控制循环时间的时间间隔)来判定涂胶不良的产生。
控制单元70当判定为产生了涂胶不良时，启动电子音警报器72，电子音警报器72产生用于向作业员等通知产生涂胶不良的警报音。作业员识别到产生警报音，并通过触控面板显示器71的画面显示来确认涂胶不良的形态以及程度，并且调节涂胶装置20的胶供给装置21的胶供给量等以消除涂胶不良的状态。
根据这样的涂胶不良检测系统50，由于能够在连续层叠体W的输送方向上隔开的多个位置处检测有无产生涂胶不良，因此也能够检测在成形皮带40上产生涂胶部的剥离等的形态的涂胶不良，因而，能够可靠地检测涂胶不良。另外，根据上述结构的涂胶不良检测系统50，通过将传感器51～54配置于制造生产线的适当处，能够在适于各个制造工艺的任意位置处检测涂胶不良，而且，也能够增加传感器的个数而在三个部位以上的多个部位检测涂胶不良，因此在实际使用方面且经济性方面是极为有利的。
并且，通过检测位置以及检测部位数的最佳化，能够可靠且早期地发现涂胶状态的问题，由此能够提高成品率来降低制造损失。根据本发明人等的实用化试验，能够通过采用涂胶不良检测系统50而将与涂胶不良有关的劣质比率(一定期间内制作的制品数中的劣质品的比率)降低至大约1/100，而能够大幅提高成品率。因而，上述结构的涂胶不良检测系统50的采用在提高石膏板的生产性方面是非常有益的。
此外，近年来在需求相对增大的高比重石膏板或轻量石膏板的制造中，使用纸厚厚且克重大的纸作为底纸原纸1。例如在标准的石膏板中，底纸原纸1的纸厚和克重是大约0.19mm～大约0.21mm、大约100g/m2～大约200g/m2，相对于此，高比重石膏板或轻量石膏板的制造中所使用的底纸原纸1的纸厚和克重是大约0.34mm～大约0.36mm、大约170g/m2～大约300g/m2，优选为大约200g/m2～大约300g/m2，更优选为大约230g/m2～大约250g/m2。因此，这样的石膏板的制造中所使用的底纸原纸具有易于翘曲的性质。另外，在高比重石膏板的制造中，高比重的未固化浆料会将底纸原纸1的折弯部向上推，伴随于此，易于产生封面纸原纸2被往上推的现象。由于这样的高比重石膏板特有的纸质、高比重浆料的行为或性状等，在高比重石膏板的制造中易于产生涂胶不良的麻烦。根据本发明人的调查，在制造高比重石膏板或轻量石膏板时产生的涂胶不良的形态多数情况下是以下形态：在紧接在涂胶后封面纸原纸和底纸原纸进行过渡性粘接之后，在通过成形皮带40输送过程中产生涂胶部的剥离。这种涂胶不良的形态通过以往的涂胶不良检测系统是无法检测出的。相对于此，根据上述结构的涂胶不良检测系统50，由于如图10所示那样能够可靠地检测出这种形态的涂胶不良，因此是非常有利的。
以上虽详细说明了本发明的较佳的实施方式以及实施例，但本发明并不限定于上述实施方式或实施例，在权利要求书所记载的本发明的范围内能够进行各种变形或变更。
例如，在上述实施例中，采用受光率＝0.9(90％)作为判定涂胶不良的判定阈值，但是判定阈值能够根据石膏板制造装置的构造、石膏板的种类等适当地变更设定。
另外，在上述实施例中，在上游侧的传感器53检测出基准值×0.9以下的受光量(受光率η≤0.9(90％))且下游侧的传感器54检测出超过基准值×0.9的受光量(受光率η>0.9(90％))的状态下，也判定为产生了涂胶不良，但是在这样的情况下，也能够作为涂胶不良伴随着浆料S的干燥固化而自然消除从而判定为未产生涂胶不良。
并且，在上述实施例中，虽然在石膏板制造装置中在上游域以及下游域的2个部位配设了检测装置系统(投光激光传感器以及受光激光传感器)，但也可以在石膏板制造装置中配设3个部位以上的检测装置系统。
此外，在上述实施例中，虽然说明了以根据受光量判定涂胶不良的方式构成的控制系统，但本发明并不限定于此，也能够将异常值固定为固定值，并使用共通的阈值来检测或判定各种板厚的板的涂胶不良。例如，也能够测量传感器53、54所接收的激光光束β的高度h2的降低值Δh，将降低值Δh的容许最大值Δhmax设定为共通的阈值，在检测出降低值Δh>Δhmax时，判定出产生涂胶不良。
此外，在上述实施例中，涂胶不良检测系统50为使用具有与输送方向正交的水平光轴的激光光束β的结构，但是激光光束也能够取向为相对于输送方向倾斜成规定角度的方向。
并且，在上述实施例中，虽然例示性说明了厚度9.5mm以及12.5mm的石膏板的制造，但是本发明并不限定于此，也能够应用于例如6mm、15mm、18mm、21mm、25mm的各板厚的石膏板那样各种厚度的石膏板的制造。
产业上的可利用性
本发明适用于被设置于石膏板制造装置中并通过光学性检测单元检测石膏板用原纸的底纸和封面纸的涂胶部的涂胶不良的涂胶不良检测系统以及涂胶不良检测方法，该石膏板制造装置构成为通过成形皮带输送连续层叠体，该连续层叠体是在石膏板用原纸的底纸与封面纸之间夹持有石膏浆料的状态下对封面纸和底纸的缘部进行涂胶而形成石膏板的缘部剖面所得到的。
根据本发明的涂胶不良检测系统以及涂胶不良检测方法，能够通过简单的结构来早期且可靠地检测封面纸原纸和底纸原纸的涂胶不良，而且，能够比较容易地将检测装置系统配设在连续层叠体的输送方向上隔开间隔的、石膏板制造生产线的多个位置，以在石膏板制造生产线上的多个位置检测涂胶不良，因此其实用性价值尤为显著。
附图标记说明
1：底纸原纸；2：封面纸原纸；3：混合搅拌机；8：平台；20：涂胶装置；21：胶供给装置；30：石膏板成形装置；40：成形皮带；41：上侧行进带；42：下侧行进带；45、46：粗切割装置；50：涂胶不良检测系统；51、52：投光激光传感器；53、54：受光激光传感器；60：机框；70：控制单元；71：触控面板显示器；72：电子音警报器；B：石膏板；C：石膏核心；E：边缘部；G：涂胶部；K：剥离部或空隙部；S：浆料；W：连续层叠体；X：距离；t：板厚；h：高度；Δh：高度降低值；α：边缘角度；β：可见光半导体激光光束。

Claims (19)

1.一种涂胶不良检测系统，被设置在石膏板制造装置中，通过光学性检测单元检测石膏板用原纸的底纸和封面纸的涂胶部的涂胶不良，该石膏板制造装置被构成为形成连续层叠体并通过成形皮带输送该层叠体，该连续层叠体是通过在所述石膏板用原纸的底纸与封面纸之间夹持有石膏浆料的状态下在封面纸和底纸的缘部进行涂胶而形成石膏板的缘部剖面所形成的，该涂胶不良检测系统的特征在于，具备：
发光部，其配置于所述成形皮带上的所述连续层叠体的一侧，朝向所述石膏浆料干燥固化过程中的所述连续层叠体的缘部照射向与所述成形皮带的输送方向交叉的方向延伸的激光；
受光部，其与所述发光部相向地配置于所述连续层叠体的另一侧，接收所述发光部的激光；以及
控制装置，其用于在被所述连续层叠体所遮蔽的所述激光的高度超过规定值或规定比例时判定产生涂胶不良，
其中，所述激光被定位成至少一部分通过所述连续层叠体的上表面的上侧并且一部分被所述连续层叠体的缘部的隆起遮蔽。
2.根据权利要求1所述的涂胶不良检测系统，其特征在于，
多个所述发光部沿所述成形皮带的输送方向隔开间隔地配置，且多个所述受光部沿所述成形皮带的输送方向隔开间隔地配置。
3.根据权利要求1或2所述的涂胶不良检测系统，其特征在于，
所述激光具有与所述成形皮带的输送方向正交的水平的光轴。
4.根据权利要求1或2所述的涂胶不良检测系统，其特征在于，
所述控制装置将正常时所述受光部应接收的受光量设定为基准值，将所述受光部所检测出的受光量与所述基准值进行比较，来判定有无产生涂胶不良。
5.根据权利要求1或2所述的涂胶不良检测系统，其特征在于，
正常时所述受光部应接收的受光量根据要制造的石膏板的板厚而在开始制造前预先设定，或者根据涂胶不良检测系统在开始制造后稳定地检测出的受光量而在开始制造后进行初始设定或设定变更。
6.根据权利要求1或2所述的涂胶不良检测系统，其特征在于，所述控制装置具有：
控制运算部，其控制所述发光部和所述受光部的动作，并且接收所述受光部的检测值来运算受光量的测量值；
存储部，其将正常时所述受光部应接收的受光量作为基准值进行存储，并且存储用于判定涂胶不良的判定阈值；
比较判定部，其将所述测量值与所述基准值进行比较，根据判定阈值来判定有无产生涂胶不良；以及
显示或警报单元，其在该比较判定部判定出产生涂胶不良时，对产生涂胶不良进行显示或警报。
7.一种涂胶不良检测方法，在石膏板制造装置中设置光学性检测单元，通过光学性检测单元检测石膏板用原纸的底纸和封面纸的涂胶部的涂胶不良，该石膏板制造装置被构成为形成连续层叠体并通过成形皮带输送该层叠体，该连续层叠体是通过在所述石膏板用原纸的底纸与封面纸之间夹持有石膏浆料的状态下在封面纸和底纸的缘部进行涂胶而形成石膏板的缘部剖面所形成的，该涂胶不良检测方法的特征在于，
通过配置于所述成形皮带上的所述连续层叠体的一侧的发光部，朝向所述石膏浆料干燥固化过程中的所述连续层叠体的缘部照射向与所述成形皮带的输送方向交叉的方向延伸的激光；
将所述激光定位成所述激光的至少一部分通过所述连续层叠体的上表面的上侧并且所述激光的一部分由于所述连续层叠体的缘部的隆起而被遮蔽；
通过与所述发光部相向地配置于所述连续层叠体的另一侧的受光部接收所述发光部的激光；以及
测量所述受光部的受光量，根据有无规定值或规定比例以上的受光量降低来判定有无产生涂胶不良。
8.根据权利要求7所述的涂胶不良检测方法，其特征在于，
将多个所述发光部沿所述成形皮带的输送方向隔开间隔地配置，将多个所述受光部沿所述成形皮带的输送方向隔开间隔地配置，在所述成形皮带的上游域和下游域中将具有水平光轴的各激光照射于所述连续层叠体。
9.根据权利要求7或8所述的涂胶不良检测方法，其特征在于，
将所述受光部的受光量作为测量值输入到控制装置，将正常时所述受光部应接收的受光量设定为基准值，通过所述控制装置将由所述受光部检测出的受光量的测量值与所述基准值进行比较，在所述测量值降低至所述基准值的规定比例以下时，通过所述控制装置的显示单元或警报单元来对产生涂胶不良进行显示或警报。
10.根据权利要求9所述的涂胶不良检测方法，其特征在于，
将所述规定比例设定为95％～85％的范围内的值。
11.根据权利要求8所述的涂胶不良检测方法，其特征在于，
在根据多个所述受光部的至少一个受光部所检测出的受光量而判定出产生涂胶不良时，通过显示单元或警报单元来对产生涂胶不良进行显示或警报。
12.根据权利要求8所述的涂胶不良检测方法，其特征在于，
在根据各个受光部所检测出的受光量所判定出的涂胶不良产生的判定结果均显示出产生涂胶不良时，通过显示单元或警报单元来对产生涂胶不良进行显示或警报。
13.根据权利要求9所述的涂胶不良检测方法，其特征在于，
将所述受光部在开始制造石膏板后稳定地接收的受光量设定为所述基准值。
14.根据权利要求9所述的涂胶不良检测方法，其特征在于，
所述基准值是根据要制造的石膏板的板厚而在开始制造前预先设定的。
15.一种石膏板制造装置，具有根据权利要求1至6中的任一个所述的涂胶不良检测系统。
16.根据权利要求15所述的石膏板制造装置，其特征在于，
具有底纸供给装置，该底纸供给装置用于供给具有170g/m2～300g/m2的克重的所述底纸。
17.一种石膏板制造方法，使用根据权利要求7至14中的任一个所述的涂胶不良检测方法。
18.根据权利要求17所述的石膏板制造方法，其特征在于，以具有170g/m2～300g/m2的克重的所述底纸作为原材料来制造所述石膏板。
19.根据权利要求17或18所述的石膏板制造方法，其特征在于，
制造比重0.9以上的高比重石膏板或比重0.6以下的轻量石膏板。
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