CN106382907A - 一种地板生产线的板材倾斜检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地板生产线的板材倾斜检测方法，包括以下步骤：（1）构建检测装置，检测装置包括光电开关，光电传感器一和光电传感器二，旋转编码器，根据光电开关、光电传感器一和光电传感器二、旋转编码器的检测数据信息进行计算和处理的中央处理器；（2）板材倾斜角度计算，中央处理器将接收到的检测数据信息结合预先输入的板材尺寸数据计算得出传送带上板材的倾斜角度数据结果；（3）数据信息处理，中央处理器根据光电传感器一和光电传感器二产生信号的先后顺序判断板材的倾斜方向，抓取机构根据板材倾斜方向和倾斜角度数据结果进行顺时针或逆时针的角度旋转；本发明方法简单，易于操作，准确度高，提高抓取机构的工作效率。

Description

一种地板生产线的板材倾斜检测方法

技术领域

本发明涉及一种地板生产线上用的检测方法，尤其涉及一种地板生产线的板材倾斜检测方法，属于检测设备技术领域。

背景技术

强化地板是以高密度为基材的地板，产品生产工艺主要为：组坯、热压、养生、开板、小板养生、开槽、(转印、贴底膜)、包装、码垛、装载、卸料等过程，其中装载、卸料、码垛操作均为人工操作，目前地板生产线上没有精确检测地板的生产速度，大多数车间内未发现真空吸盘和机械手等先进辅助设备，因此，每条地板生产线上至少需要两名员工完成码垛等操作，劳动强度高，且效率较低，如果采用真空吸盘或机械手，并获得板材的长度和宽度信息，就可以利用真空吸盘或机械手及时准确的抓取板材，但是目前地板生产线的工序之间效率不匹配，如有些车间内开槽线、开料线等很多设备均未处于工作状态，而包装区的设备基本处于满负荷状态，可能是由于仓库里堆积的在制品过多，反映出包装区生产效率较慢，即工序之间效率不匹配，现在也有一些企业开始使用机械手或自动装卸设备来抓取板材，提高板材的移动或码垛的效率，由于这些设备与原来的生产线之间没有精确的加工信息沟通，只是通过接近开关获得板材原料到达的信息来控制机械手或自动装卸设备抓取已到达的板材，有时候板材出现倾斜则造成难以抓取板材。

在地板生产线的实际生产过程中，考虑到效率问题，板材一般都是横着在传送带上传送的，在板材的包装处理过程中，机械臂等抓取机构对板材进行抓取动作，由于板材在传送带上进行传输的过程中板材惯性或板材与传送带的摩擦力等因素，板材在传送带上容易出现倾斜偏转，即板材的边与传送带的边不平行，这对于机械臂等抓取机构对板材的抓取是非常不利的，机械臂等抓取机构对于板材的抓取会因板材的倾斜偏转而出现抓取失败的情况，影响机械臂等抓取机构的工作效率。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种地板生产线的板材倾斜检测方法，采用光电开关检测传送带上的板材通过时间，旋转编码器检测传送带传送速度，同时在知道板材规格的情况下，利用中央处理器通过数学几何运算得出传送带上板材的倾斜角度，准确的获知传送带上板材的倾斜状态，机械臂等抓取机构根据板材的倾斜状态进行相应的抓取方向旋转和角度调整，实现机械臂等抓取机构对传送带上的每一块板材进行准确的抓取动作，提高机械臂等抓取机构的工作效率。

本发明所采用的技术方案为：

一种地板生产线的板材倾斜检测方法，包括以下步骤：

(1)构建检测装置，所述检测装置包括用于检测传送带上板材通过时间的光电开关，用于检测传送带上板材两端位置的光电传感器一和光电传感器二，用于检测传送带传送速度的旋转编码器，根据光电开关、光电传感器一和光电传感器二、旋转编码器的检测数据信息进行计算和处理的中央处理器；所述光电传感器一和光电传感器二横跨在传送带的上方，且所述光电传感器一和光电传感器二在同一水平线上；

(2)板材倾斜角度计算，所述光电开关、旋转编码器的检测数据信息发送给中央处理器，中央处理器将接收到的检测数据信息结合预先输入的板材尺寸数据计算得出传送带上板材的倾斜角度数据结果，计算公式如下：

$\mathrm{\θ}=\arcsin (vt/\sqrt{a^2+b^2})-tan(a/b)$

将弧度转化成角度，

其中，θ_角度为板材倾斜角度，b为板材的长，a为板材的宽，v为传送带传送速度，t为板材通过时间；

(3)数据信息处理，所述中央处理器根据光电传感器一和光电传感器二产生信号的先后顺序判断板材的倾斜方向，并将确定的板材倾斜方向和计算得出的板材倾斜角度数据结果发送给抓取机构，抓取机构根据板材倾斜方向和倾斜角度数据结果进行顺时针或逆时针的角度旋转。

进一步，步骤(1)所述的光电传感器一和光电传感器二通过支架横跨设置在传送带的上方，且所述的光电传感器一和光电传感器二与支架滑动连接，方便用户根据尺寸规格不同的板材对光电传感器一和光电传感器二进行相应的距离调节。

进一步，所述的光电传感器一和光电传感器二之间的距离小于横向放置在传送带上的板材两端之间的距离，避免传送带上的板材倾斜偏转过大，超出光电传感器一和光电传感器二的检测范围，造成检测失败，影响中央处理器的数据计算和处理。

进一步，步骤(1)所述的检测传送带传送速度的旋转编码器通过弹性联轴器与传送带转辊端头连接，传送带转辊端头将轴的转动通过弹性联轴器传递给旋转编码器，提高旋转编码器的检测精度。

本发明的有益效果在于：采用光电开关检测传送带上的板材通过时间，旋转编码器检测传送带传送速度，同时在知道板材规格的情况下，利用中央处理器通过数学几何运算得出传送带上板材的倾斜角度，准确的获知传送带上板材的倾斜状态，机械臂等抓取机构根据板材的倾斜状态进行相应的抓取方向旋转和角度调整，实现机械臂等抓取机构对传送带上的每一块板材进行准确的抓取动作，提高机械臂等抓取机构的工作效率，方法简单，易于操作，准确度高，非常适合在传送带传送物体、包装一类操作过程中高效的运用。

附图说明：

图1为本发明方法检测装置结构示意图；

图2为本发明光电开关检测传送带上板材通过时间产生的信号脉冲示意图；

图3为本发明板材倾斜角度计算原理图；

图中主要附图标记含义如下：

1-传送带，2-板材，3-光电开关，4-旋转编码器，5-光电传感器一，6-光电传感器二，7-支架。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做具体的介绍。

本实施例是一种地板生产线的板材倾斜检测方法，包括以下步骤：

(1)构建检测装置，检测装置包括用于检测传送带1上板材2通过时间的光电开关3，即板材2从被光电开关3检测发现到不能被光电开关3检测发现的时间，即传送带1上的板材2通过光电开关3检测点所用的时间，用于检测传送带1上板材2两端位置的光电传感器一5和光电传感器二6，光电传感器一5和光电传感器二6可以检测获知相对于板材2两端中心左倾还是右倾，即传送带1上的板材2其中一端向前倾斜或向后倾斜；用于检测传送带1传送速度的旋转编码器4，根据光电开关3、光电传感器一5和光电传感器二6、旋转编码器4的检测数据信息进行计算和处理的中央处理器；光电传感器一5和光电传感器二6横跨在传送带1的上方，且光电传感器一5和光电传感器二6在同一水平线上；本实施例中光电传感器一5和光电传感器二6通过支架7横跨设置在传送带1的上方，且光电传感器一5和光电传感器二6与支架7滑动连接，方便用户根据尺寸规格不同的板材2对光电传感器一5和光电传感器二6进行相应的距离调节；同时，光电传感器一5和光电传感器二6之间的距离小于横向放置在传送带1上的板材2两端之间的距离，避免传送带1上的板材2倾斜偏转过大，超出光电传感器一5和光电传感器二6的检测范围，造成检测失败，影响中央处理器的数据计算和处理；本实施例中的检测传送带1传送速度的旋转编码器4通过弹性联轴器与传送带1转辊端头连接，传送带1转辊端头将轴的转动通过弹性联轴器传递给旋转编码器4，提高旋转编码器4的检测精度。

(2)板材倾斜角度计算，光电开关3、旋转编码器4的检测数据信息发送给中央处理器，中央处理器将接收到的检测数据信息结合预先输入的板材2尺寸数据计算得出传送带1上板材2的倾斜角度数据结果，计算公式如下：

$\mathrm{\θ}=\arcsin (vt/\sqrt{a^2+b^2})-tan(a/b)$

将弧度转化成角度，

其中，θ_角度为板材倾斜角度，b为板材的长，a为板材的宽，v为传送带传送速度，t为板材通过时间；

图3为本发明板材倾斜角度计算原理图；

如图3所示：本实施例的板材倾斜角度计算原理过程如下：

当板材2在传送带1上产生倾斜，倾斜角为θ，设板材2的长度为b，宽度为a，图中AD＝BC＝b为板材2宽度，AD＝BC＝a，AB＝CD为板材2长度，AB＝CD＝b，图中CD与AF相交于点E，DE＝c，CE＝d，可知c+d＝b，AE＝h1，EF＝h2，传送带1的传送速度为v，光电开关3检测的板材2通过时间为t，

则AF＝h1+h2＝vt，

当vt＝b即t＝b/v时，θ＝π/2，

当b≠vt时，

c＝atanθ

h1＝a/cosθ

d＝b-c＝b-atanθ

h2＝dsinθ＝(b-atanθ)sinθ

AF＝h1+h2＝vt

即：

a/cosθ+(b-atanθ)sinθ＝vt

a+bsinθcosθ-asin²θ＝vtcosθ

acos²θ+bsinθcosθ＝vtcosθ

bsinθ+acosθ＝vt

$\sqrt{a^2+b^2}sin(\mathrm{\θ}+\mathrm{\α})=vt(\mathrm{\α}=tan(a/b\left)\right)$

其中

令e＝tan(a/b))

得：

将弧度转化成角，

即当板材2规格一定时，板材2的长b、宽a为常量，传送带1速度v为常量，通过时间t为常量，所以e为常量，可以通过公式求出板材2倾斜角度，抓取机构抓取板材2时根据板材2倾斜角度旋转抓取角度θ。

(3)数据信息处理，中央处理器根据光电传感器一5和光电传感器二6产生信号的先后顺序判断板材2的倾斜方向，并将确定的板材2倾斜方向和计算得出的板材2倾斜角度数据结果发送给抓取机构，抓取机构根据板材2倾斜方向和倾斜角度数据结果进行顺时针或逆时针的角度旋转。

图1为本发明方法检测装置结构示意图；图2为本发明光电开关检测传送带上板材通过时间产生的信号脉冲示意图；

如图1所示：当板材2被横向放置在传送带1上进行传送的时候，板材2沿图中所示箭头方向进行移动，板材2在传送带1上出现倾斜，光电开关3设置在传送带1的左侧，如图2所示：当板材2进入光电开关3检测点时，光电开关3输出的电平信号发生变化，由初始状态的低电平转为高电平，当板材2离开光电开关3检测点后，光电开关3输出的电平信号恢复低电平的初始状态，光电开关3输出高电平的持续时间就是板材2通过的时间，即板材2通过光电开关3的时间t＝t2-t1；当然，在实际使用时也可以将光电开关3初始状态设计成高电平，当板材2进入光电开关3检测点时，光电开关3输出的电平信号由高电平转为低电平信号，当板材2离开光电开关3检测点后，光电开关3输出的电平信号恢复高电平的初始状态，光电开关3输出低电平的持续时间就是板材2通过的时间，本实施例利用通过支架7横跨设置在传送带1上方的光电传感器一5和光电传感器二6产生信号的先后顺序判断板材2的倾斜状态，光电传感器一5后产生信号，光电传感器二6先产生信号，因此，本实施例中板材2的右端向前倾斜，左端向后倾斜；实际使用过程中，如果光电传感器一5先产生信号，光电传感器二6后产生信号，则传送带1上板材2的左端向前倾斜，右端向后倾斜；本实施例旋转编码器4通过弹性联轴器与传送带1转辊端头连接，传送带1转辊端头将轴的转动通过弹性联轴器传递给旋转编码器4，旋转编码器4输出一定频率的脉冲，脉冲频率与传送带1转辊转动速度成正比关系，传送带1转辊转动速度越快，旋转编码器4输出的频率脉冲就越高；根据旋转编码器4输出的频率脉冲得到传送带1转辊转动角速度，根据传送带1转辊的直径，得出传送带1的传送速度。

本实施例经测量得板材2长度b＝90.0cm，宽a＝11.0cm，传送带1传送速度v＝100cm/s，光电开关3检测板材2的通过时间为0.3s，由此可以得出比例系数e＝tan(a/b)＝tan(11/90)＝0.123，

$\arcsin (vt/\sqrt{a^2+b^2})=\arcsin (30/\sqrt{{11}^2+{90}^2})=0.33,$

所以

将弧度转换为角度，可以得到

由于本实施例中光电传感器二6先检测到信号，光电传感器一5后检测到信号，所以本实施例中板材2的右端向前倾斜，左端向后倾斜；因此，抓取机构需要逆时针旋转θ_角度＝11.86°后就可以准确抓取传送带1上倾斜的板材2。

当然，在测量过程中，如果经测量得板材2长度b＝90.0cm，宽a＝11.0cm，传送带1传送速度v＝100cm/s，光电开关3检测板材2的通过时间为0.3s，由此可以得出比例系数e＝tan(a/b)＝tan(11/90)＝0.123，

$\arcsin (vt/\sqrt{a^2+b^2})=\arcsin (30/\sqrt{{11}^2+{90}^2})=0.33,$

所以

将弧度转换为角度，可以得到

如果光电传感器一5先检测到信号，光电传感器二6后检测到信号，则传送带1上的板材2的右端向后倾斜，左端向前倾斜；因此，抓取机构需要顺时针旋转θ_角度＝11.86°后就可以准确抓取传送带1上倾斜的板材2。

在传送带进行传送的过程中，要尽量保持传送带速度稳定，避免由于传送带速度的不断变化引起板材的倾斜角度的连续变化，不利于获知板材的倾斜角度，同时，传送带速度稳定可以避免板材倾斜角度的计算误差。

本发明采用光电开关检测传送带上的板材通过时间，旋转编码器检测传送带传送速度，同时在知道板材规格的情况下，利用中央处理器通过数学几何运算得出传送带上板材的倾斜角度，准确的获知传送带上板材的倾斜状态，机械臂等抓取机构根据板材的倾斜状态进行相应的抓取方向旋转和角度调整，实现机械臂等抓取机构对传送带上的每一块板材进行准确的抓取动作，提高机械臂等抓取机构的工作效率，方法简单，易于操作，准确度高，非常适合在传送带传送物体、包装一类操作过程中高效的运用。

以上所述仅是本发明专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明专利原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明专利的保护范围。

Claims (4)

1.一种地板生产线的板材倾斜检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)构建检测装置，所述检测装置包括用于检测传送带上板材通过时间的光电开关，用于检测传送带上板材两端位置的光电传感器一和光电传感器二，用于检测传送带传送速度的旋转编码器，根据光电开关、光电传感器一和光电传感器二、旋转编码器的检测数据信息进行计算和处理的中央处理器；所述光电传感器一和光电传感器二横跨在传送带的上方，且所述光电传感器一和光电传感器二在同一水平线上；

(2)板材倾斜角度计算，所述光电开关、旋转编码器的检测数据信息发送给中央处理器，中央处理器将接收到的检测数据信息结合预先输入的板材尺寸数据计算得出传送带上板材的倾斜角度数据结果，计算公式如下：

$\mathrm{\θ}=\arcsin (vt/\sqrt{a^2+b^2})-tan(a/b)$

将弧度转化成角度，

其中，θ_角度为板材倾斜角度，b为板材的长，a为板材的宽，v为传送带传送速度，t为板材通过时间；

(3)数据信息处理，所述中央处理器根据光电传感器一和光电传感器二产生信号的先后顺序判断板材的倾斜方向，并将确定的板材倾斜方向和计算得出的板材倾斜角度数据结果发送给抓取机构，抓取机构根据板材倾斜方向和倾斜角度数据结果进行顺时针或逆时针的角度旋转。

2.根据权利要求1所述的一种地板生产线的板材倾斜检测方法，其特征在于，步骤(1)所述的光电传感器一和光电传感器二通过支架横跨设置在传送带的上方，且所述的光电传感器一和光电传感器二与支架滑动连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种地板生产线的板材倾斜检测方法，其特征在于，所述的光电传感器一和光电传感器二之间的距离小于横向放置在传送带上的板材两端之间的距离。

4.根据权利要求1所述的一种地板生产线的板材倾斜检测方法，其特征在于，步骤(1)所述的检测传送带传送速度的旋转编码器通过弹性联轴器与传送带转辊端头连接。