CN105723209B - 装饰生产线 - Google Patents

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Abstract

一种用于产品(3)、特别是瓷砖等的装饰及控制生产线，包括：传送装置(2)，该传送装置(2)用于待装饰的产品(3)；至少一个装饰装置(5)，所述至少一个装饰装置(5)是由压电控制启动的喷射型喷嘴，并且适于将至少一层瓷釉(4)施加于在传送装置(2)上递送的产品(3)上；该装饰生产线还包括用于被装饰的产品(3)的至少一个控制及诊断模块(9)，所述至少一个控制及诊断模块(9)设置有用于检测产品(3)本身的装饰性缺陷和/或结构性缺陷(15至19)的装置(10)。

Description

装饰生产线
技术领域
本发明涉及装饰生产线。更具体地，本发明涉及用于比如瓷砖等产品的完全数字化管理及控制的装饰生产线。
背景技术
在制造瓷砖等的领域中，装饰生产线通常用于将瓷釉施加于陶瓷基体的表面上，所述瓷釉适于产生一定美学和装饰效果以及保护和覆盖基体本身的功能性结果。
可以通过不同的技术将瓷釉施加于陶瓷基体上，例如使用数字型装置或模拟型装置。模拟型装置是那些常规类型的模拟型装置，这些常规类型的模拟型装置为了上釉工艺的目的所采用的装置的应用功能和相关调整在本质上是机械式的：例如用于全涂覆的旋杯(bell)或喷枪，或丝网印刷(screen printing)装置或柔版辊印刷(flexo roll)装饰装置。数字化装置是那些通过头部将瓷釉施加于陶瓷基体上的装置，所述头部分配通过受压电控制的喷嘴或其他类型的喷嘴启动的喷射流，所述喷嘴的启动和调整被数字化驱动以用于装饰工艺的目的。
特别地但非排他地参照数字化装饰装置，应指出的是当前在产品应用中能够获得的图像分辨率还是非常高的：实际上，当前技术允许以非常令人惊奇的结果模拟天然材料，比如木材、大理石、花岗岩等。
因此，对通过装饰装置获得的结果的控制和检验的问题在产品表面外观品质方面以及在所施加的瓷釉层或多个瓷釉层的物理和机械性能方面是最重要的。
发明内容
因此本发明的技术任务是改进现有技术。
在该技术任务中，本发明的一个目的是开发下述装饰生产线：所述装饰生产线允许实时地控制于装饰产品中的每个装饰产品上获得的结果的质量。
本发明的另一目的是提供下述装饰生产线：所述装饰生产线允许自动丢弃具有各种缺陷的装饰产品。
该任务和这些目的通过根据所附权利要求1所述的装饰生产线实现。从属权利要求涉及本发明的优选的和有利的实施方式。
附图说明
根据以非限制性示例给出的以下描述和附图，本发明的特征将会被本领域的任何技术人员更好地理解，在附图中：
图1是根据本发明的装饰生产线的详细侧向视图；
图2是具有装饰缺陷的装饰产品的俯视图；
图3是装饰产品的侧向视图。
具体实施方式
参照附图1，根据本发明的装饰生产线整体上用附图标记1来表示。
装饰生产线特别地、但非排他地意在用于将瓷釉施加于比如瓷砖等的产品上；然而，装饰生产线具有完全通用的用途并且还可以在没有任何限制的情况下用于其他类型的陶瓷产品。
更详细地，根据本发明的装饰生产线优选地意在用于将瓷釉施加于所谓的未加工瓷砖(raw ceramic tile)上，即还未在窑炉中经受烧制过程的瓷砖。然而，装饰生产线还可以用于将瓷釉施加于已经在窑炉中烧制过的瓷砖上。
根据本发明的装饰生产线1包括产品3的传送装置2，其中，该产品3上待施加一层或者更多层瓷釉4。如所提及的，产品3优选地包括瓷砖，但也可以是另一类型的产品。传送装置2例如是带型的，但在不限制本发明的对象的情况下也可以是本领域中已知的另一类型。
在传送装置2上行进的产品3来自例如生产线的干燥工位并且一旦被装饰然后意在随即被引导至烧制窑炉中。
根据本发明的一方面，装饰生产线包括至少一个装饰装置5。
上述装饰装置5是由压电控制启动的喷射型喷嘴。更详细地，上述装饰装置5适于将至少一层玻璃质的瓷釉4施加于在传送装置2上移动的产品3，该玻璃质的瓷釉4悬浮在液体悬浮剂中、适于在数字化装饰系统中处理并且具有大致连续的区域(field)类型，从而在产品3上产生基涂层或顶涂层。
为了更好地理解本发明，应指出的是装饰装置5是例如由同一申请人在意大利专利申请n.RE2011A000012中描述的类型。
然而，装饰装置5还可以是另一类型。
例如，在本发明的其他实施方式中，装饰装置5可以是模拟型，或在不限制本发明的对象的情况下是又一类型。
用于施加瓷釉层4的、受压电控制的喷嘴以本身已知的方式设置在头部6上，所述头部6直接面对传送装置2的上表面并且在使用中位于距离产品3的上表面预定距离——例如几毫米——的位置处。
通常，安装在装饰装置5上的头部6中的每个头部对应于可施加于产品3的表面上的单一类型的瓷釉，或单一颜色的瓷釉，等等。
通过装饰装置5的头部6，瓷釉分配系统在任何情况下都适于施加具有高容量和低分辨率的上釉介质的流，也就是说，即使对于相当大量的材料也适于形成基涂层或顶涂层。
这基本上通过增加头部6的数量直至获得所需量的上釉介质而实现。
在图1中，装饰装置5包括四个头部6，该数目应被视为是非限制性示例。
然而，实际上对于特定应用和/或经济需求而言也可以使用具有单个头部6的装饰装置5。
在单个头部6的情况下，所需量的上釉介质将在大致更长的时间段内被分配。
如所提及的，上釉介质是玻璃质瓷釉类型的，该玻璃质瓷釉类型的上釉介质悬浮在悬浮剂中并且适于在数字化装饰系统中处理。
在本发明的一些实施方式中，在没有任何限制的情况下装饰生产线1可以包括多个装饰装置5，多个装饰装置5可以具有不同类型并且可以串联的方式或以平行的方式布置。
当然，构成装饰生产线的装饰装置5的类型的选择取决于多种因素，比如待装饰的产品3的类型、在产品3上所做的装饰的类型、多种瓷釉的应用序列，以及其他。
明显地，这些因素还影响各种装置在装饰生产线中的布置序列。
装饰装置5设置有相应的现场控制单元7，该现场控制单元7对装置5本身的基本操作参数进行管理。
根据本发明的装饰生产线1包括该装饰生产线操作的监管单元8。
装饰装置5的现场控制单元7与所述监管单元8操作性地连锁。
根据本发明的一方面，装饰生产线1包括装饰产品3的至少一个控制及诊断模块9。
控制及诊断模块9操作性地联接至监管单元8。
根据本发明的另一方面，控制及诊断模块9包括用于检测产品3的装饰性和/或结构性缺陷的装置10。
如将在以下阐述的，通过识别并限制单个缺陷的智能诊断而无需如其他诊断技术的应用中出现的对产品3的整个表面进行检查，产品3的缺陷检测方法对涉及装饰性或结构性问题的质量的问题进行检测。
更详细地，用于检测缺陷的装置10包括至少一个观察装置11。
在本发明的优选实施方式中，观察装置11包括至少一个线性型摄像机，例如包括CCD(电荷耦合装置)线性图像传感器。
此外，这种类型的摄像机与其他类型的装置相比具有能够在很短的时间内执行对产品3的控制的优点，该特点在该类型的应用中是至关重要的。
此外，线性摄像机能够提供不能通过矩阵摄像机获得的高的空间分辨率。根据本发明的另一方面，控制及诊断模块9包括装饰产品3的照明装置12、13、14。
特别地，照明装置12至14适于以各种频率发光，稍后将更详细地解释其目的。
更详细地，照明装置12至14包括设计成发射白光的一个或更多个第一照明装置12。
这些第一照明装置12允许通过观察装置11足够精确地捕捉装饰产品3的图像。
特别地，第一白光照明装置12能够用于照亮用不太清晰的色调装饰的产品。
根据本发明的另一方面，照明装置12至14还包括发射蓝光的一个或更多个第二照明装置13。
相反，发射蓝光的第二照明装置13用于照亮用浅色的或大体上明亮的色调装饰的产品3，因为第二照明装置13允许更好地突出产品3表面上存在的颜色差异。
根据本发明的又一方面，照明装置12至14包括发射红外线的第三照明装置14。
特别地，第三红外线照明装置14能够允许以良好的精确性检测施加于产品3上的瓷釉层4的厚度。
实际上，采用的观察装置11——如上所述例如CCD型的线性摄像机——对红外线照射是敏感的。
更具体地，用于检测缺陷的装置10包括用于对通过观察装置11检测的装饰产品3的图像中的至少一个色彩峰值(chromatic peak)进行检测的装置。
为了更好地理解，参照图2，其中示意性地呈现了存在的色彩缺陷15、16、17、18、19的装饰产品3。
例如，产品3的第一类型的色彩缺陷15可以是下述细条状部，所述细条状部横穿位于传送装置2上的产品3的前进方向A并且具有与产品3本身的宽度大致相等的长度。
第二类型的色彩缺陷16可以是下述细条状部：所述细条状部横穿位于传送装置2上的产品3的前进方向A并且具有小于产品3本身的宽度的长度。
第三类型的色彩缺陷17可以是下述带状部：所述带状部横穿位于传送装置2上的产品3的前进方向A并且具有一定的宽度以及等于或甚至小于产品3本身的宽度的长度。
产品3的第四类型的色彩缺陷18可以是下述细条状部：所述细条状部与位于传送装置2上的产品3的前进方向A平行并且具有与产品3本身的长度大致相等的长度。
产品3的第五类型的色彩缺陷19可以是下述细条状部：所述细条状部与位于传送装置2上的产品3的前进方向A平行并且具有小于产品3本身的长度的长度。
当然，上述类型的缺陷15至19仅以示例的方式给出。
其他缺陷可以包括斑点、圆点或包括所有以上类型的组合。
实践中，色彩缺陷被理解为是装饰产品3的表面的广泛区域中的或多或少的其中的着色不符合期望的区域。
以上类型的缺陷15至19中的每种类型的缺陷在由观察装置11检测的产品3的图像中产生色彩峰值。
如所述包括线性摄像机的观察装置11因而获得与产品表面的线相对应的像素的线，像素中的每个像素以其自己的颜色为特征。
随着产品3在线性摄像机下方通过，从而形成产品的整体图像并且获得产品图像的相应的光谱图案。
因此，可能存在于产品3中的每个缺陷15至19起源于由与产品3本身的其余区域的颜色明显不同的颜色标记的、明显与缺陷范围(extension)有关的一个或更多个像素。这导致产品图像的光谱图案与正常情况下的产品图像的光谱图案相比发生改变。
在光谱图案方面的这种改变产生警报信号，该警报信号由控制及诊断模块9以在下文阐述的方式进行管理。
应指出的是，通过该技术还可以检测到产品3中的任何结构性缺陷，比如例如鼓包(lump)、碎片(chipping)、划伤(scratching)、破裂(crack)以及断裂(breaking)。
还可以检测不适当地施加瓷釉层4的区域。
实际上，这些缺陷作为具有与产品3的其余表面的颜色不同的颜色的区域而能够被观察装置11检测到。控制及诊断模块9包括用于在识别一个或更多个产品3之后中断装饰生产线1的操作的装置20，该一个或更多个产品3的特点在于根据上述方法通过色彩峰值表示色彩缺陷。
这些操作中断装置20可以在例如对装饰生产线1的操作进行管理的使用者的明确的指令之后被启动。
例如，使用者可以将控制及诊断模块9设定成使得仅在通过检测装置10在产品3上检测到的缺陷15至19具有超过使用者预先设定的特定的最小值的范围的情况下启动中断装置20。
或者，使用者可以决定将控制及诊断模块9设定成使得中断装置20在每当检测装置10在产品3中检测到任何范围的缺陷15至19时进行干预。
在另一替代方案中，使用者可以决定将控制及诊断模块9设定成使得即使当检测装置10在产品3上检测到存在缺陷15至19时中断装置也不进行干预。
明显地，使用者将根据产品3上获得的质量等级或者根据使用者是否愿意接受具有即使非常小的范围的缺陷15至19的产品而在所有这些替代方案中进行选择。
此外，使用者可以决定将控制及诊断模块9设定成使得中断装置10仅在包含一定数量的产品3的序列中已经识别出相同的缺陷15至19或更多个缺陷15至19之后进行干预。
换句话说，使用者可以决定接受偶然发生的或在有限数量的产品3上发生的缺陷15至19，或者使用者可以决定仅在产品3的特定序列中系统地出现缺陷15至19的情况下中断装饰生产线1的操作。
使用者可以方便地将这种干预模式与相关的缺陷15至19的范围的评估结合起来，也就是说，例如仅在产品3的特定序列具有大于特定范围的至少一个缺陷15至19之后干预该操作。
根据本发明的另一方面，控制及诊断模块9包括用于执行测试打印输出的装置。
特别地，这些装置执行待于产品3上施加的装饰——即瓷釉层4——的测试打印输出。
执行测试打印输出的装置可以被控制成在装饰生产线1的以上述方式的中断指令之后进行操作。
测试打印输出的执行意在允许控制及诊断模块9检测装饰装置5以及特别地打印头部8中的操作中存在的问题。
实际上，通常根据对装饰产品3的简单的观察，不能了解缺陷15至19的准确范围以及特别是可能导致缺陷15至19的麻烦或不便。
测试打印输出通过控制及诊断模块9与相同的测试打印输出的没有缺陷的参考图进行图形比较。
在这种情况下，在所关注的整个区域上进行详细比较，例如，像素与像素的比较。
根据本发明的简化版本，也可以由负责该检查的人手动地进行比较。
因此，该比较允许非常精确地识别头部6的具有操作问题的单喷嘴，并且相应地进行动作。
例如，如果问题是由于一个或更多个喷嘴的堵塞引起的，则可以启动头部6的喷嘴的清洁循环。
根据本发明的又一方面，装饰生产线1的控制及诊断模块9包括用于测量施加于产品3上的瓷釉层4的厚度的装置。
所述测量装置检查沉积的层4在产品3的全部的表面区域中具有的期望的厚度。
更具体地，用于测量瓷釉4的厚度的装置包括观察装置11和所述一个或更多个发射红外线的第三照明装置14。
在本发明的其他实施方式中，用于测量瓷釉4的厚度的装置可包括单独的模块。
实际上，观察装置11获取被红外线投射的产品3所反射的图像，并且因此，该观察装置11明显地通过装饰生产线1的监管单元8中设置的适当的程序能够以足够的精确度确定产品3的全部表面区域中的层4的厚度。
因此，由根据本发明的生产线实施的装饰过程如下。
来自干燥工位的产品3在传送装置2上前进。随后，装饰装置5在相应的产品3中的每个产品上施加至少一层瓷釉4。
所提及的瓷釉层4例如是悬浮在液体悬浮剂中的、适于在数字化装饰系统中处理的并且大致具有连续的区域(field)类型的玻璃质类型，用以在产品上产生基涂层或顶涂层。
随后，产品3可以朝向装饰生产线1中设置的一个或更多个其他装饰装置5前进。
通过相应的现场控制单元7对装饰装置5或各种装饰装置的操作进行管理。
在装饰步骤结束时，则通过如所提及的、意在于产品3中定位装饰类型和结构类型两种类型的任何缺陷15至19的控制及诊断模块9对产品3进行分析。
通过启动观察装置11和与产品3的特征相关的以及与所要执行的检查的类型相关的一个或更多个照明装置12至14进行检查。
随后，观察装置11捕捉被一个或更多个照明装置12至14适当地照亮的装饰产品3的图像。
例如，可以启动发射白光的第一照明装置12以用于对用不太明亮的色调装饰的产品3进行表面检查。
可以启动发射蓝光的第二照明装置13以用于对用清晰的色调装饰的产品3进行表面检查。
还可以启动发射红外线的第三照明装置14以用于检查瓷釉层4的厚度。
检测装置10如上所述对产品3的表面上的任何缺陷15至19进行检测。
在对产品3上的一个或更多个缺陷15至19进行检测时，控制及诊断模块9根据使用者给出的指令进行工作。
基于检测到的缺陷或多个缺陷15至19的范围以及在产品3的特定序列中出现所述缺陷的频率，控制及诊断模块9可以使装饰生产线1的操作停止并且可以进行测试打印输出以确定导致缺陷15至19的问题。
可选地，控制及诊断模块9可以启动装饰装置5的打印头部6的清洁循环。
还应指出的是，为了恰当地识别并限定缺陷15至19，控制及诊断模块9能够检测具有特定颜色色调的产品3的表面。
例如，如果缺陷被检测到包括不同颜色的条状部或横向带状部，比如在图2中用附图标记15、17表示的缺陷，则控制及诊断模块9会将与所述缺陷15、17相关的色彩峰值认为是在传送装置2上前进的连续的两个产品3之间的空间。
为了避免这种错误，控制及诊断模块9对产品3的着色表面进行验证来将产品3的着色表面与产品3本身的理论表面进行比较。
如果检测到的着色表面比产品3的理论表面范围小，这意味着在产品本身上存在缺陷15、17。
缺陷产品3的管理可以为对应于不同质量等级的涂饰的不同的组中的产品3本身提供在装饰生产线的下游的自动丢弃或转运(forwading)。
因此，可以看出本发明实现了预期目的。
根据本发明的装饰生产线1允许在装饰生产线的操作期间以少于那些其他诊断系统的时间准确地并且实时地检测装饰产品3上的色彩或结构性缺陷。
实际上，通过快速且准确的色彩分析对缺陷进行检测，该色彩分析识别缺陷并限定(circumscribe)缺陷的范围并且避免必须对产品的整个表面进行检查。
该装饰生产线在功能和缺陷产品3的管理能力方面还是非常通用的。
通过非常简单、成本高效并且易于控制和管理的创造性解决方案实现了上述结果。
虽然已经根据优选实施方式对本发明进行了描述，但在不脱离由下面的权利要求提供的保护范围的情况下可以构思出等效方案。

Claims (13)

1.一种用于产品(3)的装饰及控制生产线，其中所述产品(3)是瓷砖，所述装饰及控制生产线包括：
传送装置(2)，所述传送装置(2)用于传送待装饰的所述产品(3)；
至少一个装饰装置(5)，所述至少一个装饰装置(5)是压电控制启动的喷射型喷嘴，并且适于将至少一层瓷釉(4)施加于在所述传送装置(2)上递送的所述产品(3)上；
用于被装饰的所述产品(3)的至少一个控制及诊断模块(9)，所述至少一个控制及诊断模块(9)配备有用于识别所述产品(3)本身的装饰性缺陷和/或结构性缺陷(15-19)的装置(10)，所述控制及诊断模块(9)包括用于照亮被装饰的所述产品(3)的照明装置(12、13、14)，所述照明装置适于以各种频率发光，其中，所述用于识别所述缺陷(15-19)的装置(10)包括至少一个观察装置(11)，
其特征在于，所述观察装置(11)构造为捕捉被一个或多个所述照明装置(12-14)适当地照亮的被装饰的所述产品(3)的图像，所述用于识别所述缺陷的装置(10)包括用于对由所述观察装置(11)捕捉到的所述产品(3)的图像中的至少一个色彩峰值进行检测的装置，其中，所述控制及诊断模块(9)包括用于在识别具有由所述色彩峰值形成的所述缺陷(15-19)的一个或更多个所述产品(3)之后中断所述装饰生产线的操作的中断装置(20)。
2.根据权利要求1所述的装饰及控制生产线，其中，所述照明装置(12-14)包括发射白光的一个或更多个第一照明装置(12)。
3.根据权利要求1或2所述的装饰及控制生产线，其中，所述照明装置(12-14)包括发射蓝光的一个或更多个第二照明装置(13)。
4.根据权利要求1或2所述的装饰及控制生产线，其中，所述照明装置(12-14)包括发射红外线的一个或更多个第三照明装置(14)。
5.根据权利要求1所述的装饰及控制生产线，其中，所述观察装置(11)包括至少一个线性视频摄像机。
6.根据权利要求1所述的装饰及控制生产线，其中，所述装饰装置(5)是压电控制启动的喷射型喷嘴，所述装饰生产线适于将至少一层玻璃质类型的瓷釉(4)施加于在所述传送装置(2)上移动的所述产品(3)上，所述玻璃质类型的瓷釉(4)悬浮在液体悬浮剂中并且适于在数字化装饰系统中处理，所述瓷釉层(4)为大致连续的区域类型，用以在所述产品(3)上产生基涂层或顶涂层，或者所述瓷釉层(4)是基本不连续的区域类型，用以在所述产品(3)上产生装饰性的或涂饰的效果。
7.根据权利要求1所述的装饰及控制生产线，其中，所述控制及诊断模块(9)包括用于在所述装饰生产线由于检测出具有至少一个缺陷(15-19)的一系列产品(3)而被中断后执行测试打印的装置。
8.根据权利要求6所述的装饰及控制生产线，包括用于测量所述瓷釉层(4)的厚度的装置。
9.根据权利要求4所述的装饰及控制生产线，其中，所述用于测量所述瓷釉层的厚度的装置包括所述观察装置(11)以及所述一个或更多个第三照明装置(14)。
10.一种用于产品(3)的装饰及控制过程，其中，所述产品是瓷砖，其特征在于，所述过程包括下述步骤：
在每个产品(3)上施加至少一个瓷釉层(4)；
获取被装饰的所述产品(3)的图像；
检测所述产品(3)的表面上可能存在的由色彩峰值组成的缺陷(15-19)，
其特征在于，所述步骤通过根据权利要求1至9中的任一项所述的用于产品(3)的装饰及控制生产线来实施。
11.根据权利要求10所述的过程，包括在至少一个产品(3)上检测到至少一个缺陷(15-19)之后中断装饰生产线的操作的步骤。
12.根据权利要求11所述的过程，包括在所述装饰生产线中断之后执行所述产品(3)的装饰的测试打印的步骤。
13.根据权利要求12所述的过程，包括将所述产品(3)的装饰的所述测试打印与相同的测试打印的无缺陷的参考图像进行比较的步骤。
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