CN106959146A - 一种人造石材加工过程石料布料均匀性在线检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人造石材加工过程石料布料均匀性在线检测装置，包括：物料输送装置、重力检测装置、信号收发装置、主控装置、显示装置、标记装置，基于称重传感器，结合板式输送机为装置主体，实现人造石材加工过程石料布料均匀性的快速在线检测。本发明的一种人造石材加工过程石料布料均匀性在线检测装置，对人造石材加工过程压制前的物料布料均匀性进行在线检测，具有实时检测、速度快、准确性高、精度能满足生产要求、显示方式直观、便于观察及时对物料量分布进行调整等优点。

Description

一种人造石材加工过程石料布料均匀性在线检测装置

技术领域

本发明涉及一种布料均匀性检测装置，特别是涉及一种基于称重传感器的人造石板材生产成型中的布料均匀性在线检测装置。

背景技术

人造石材主要是由石英砂、树脂、颜料和固化剂等材料混合压制而成，经人造石板料成型设备通过称量、混合搅拌、布料和压制成型等几大步骤。在人造石压制板材生产成型的布料工序中，布料是否均匀直接影响人造石板材的产品质量，因而均匀布料是人造石板材生产控制的主要目标之一。现有的布料方法主要分为人工布料和机械布料两种，布料的均匀性均无法满足生产要求。目前实际生产操作中，布料均匀性主要依靠人工经验进行主观判断，缺乏快速准确的定量检测手段和设备，无法保证产品质量稳定性，造成了生产资源的浪费。对人造石板材生产成型中物料布料均匀性的快速准确在线检测，对提高生产效率和产品良率至关重要。开发一种布料均匀性在线检测设备，既可以为不符合均匀性要求的区域进行调整提供依据，也可以将在线检测结果反馈给自动布料控制系统，为布料均匀性控制提供反馈信息。

发明内容

本发明的目的在于克服上述在先技术的不足，提供了一种基于称重传感器的人造石材加工过程石料布料均匀性在线检测装置，利用该装置检测压制前的物料布料均匀性，具有实时检测、速度快、准确性高、精度能满足要求、显示方式直观、便于观察及时对物料量分布进行调整等优点。

本发明的技术解决方案如下：

一种人造石材加工过程石料布料均匀性在线检测装置，其特点在于：本装置包括物料输送装置、重力检测装置、信号收发装置、主控装置、显示装置、标记装置；

所述的物料输送装置主体为板式输送机，并在特定区域链板上集成了所述的重力检测装置，用于对被测物料进行输送；当被测物料输送到检测区时，物料输送装置停止并通过重力检测装置进行重力检测，检测完毕后使物料以预定速度脱离并转移到下一道工序的输送装置上；

所述的物料输送装置包括：板式输送机、第一光电开关、第二光电开关；

优选的，所述的板式输送机的宽度为1.0～2.0m；

优选的，所述的板式输送机的长度为1.5～5.0m；

优选的，所述的板式输送机的输送速度控制为0～0.3m/s；

所述的第一光电开关固定在物料输送装置的前端，用来检测被测物料从布料工序输送装置上转移到板式输送机上的输送状态；

所述的第二光电开关固定在物料输送装置的后端，用来检测被测物料从板式输送机上转移到压制工序输送装置上的输送状态；

所述的第一光电开关、第二光电开关，是以发光二极管或半导体激光器作为光源，采用漫射式、对射式、镜面反射式等检测方式，利用被检测物对光束的遮挡或反射，从而检测物体有无的光电传感器；

所述的重力检测装置，对进入检测区的被测物料各区域内的重力信息进行实时检测，向所述的主控装置输出相应检测数据，该检测数据包含上述被测物料中预定检测区域内的重力数据；

所述的重力检测装置是由规格相同、参数相等，总个数为M1的称重模块以R1×L1阵列分布的形式组成的，其中M1＝R1×L1，其中R1表示垂直于输送方向的称重模块的个数，L1表示平行于输送方向的称重模块的个数；所述的重力检测装置固定在板式输送机的特定区域链板上，还包括加设板，用于使板式输送机各链板上方的重力检测装置保持同一水平面；

优选的，所述的称重模块，R1的数目范围为2～4，L1的数目范围为4～16；

优选的，每一个所述的称重模块的长度控制为0.1～0.4m；

优选的，每一个所述的称重模块的宽度控制为0.05～0.2m；

所述的称重模块，是采用液压式、电磁力式、电容式、电阻应变式等方式，将被测物料的质量信号转变为可测量的电信号并输出的称重传感器；

优选的，所述的加设板是钢板、亚克力板、铝材等固定在链板上后以保证检测平台表面处于同一水平面上的工件；

所述的信号收发装置，用于将重力检测装置采集到的相应检测数据，通过相应通信接口传输到主控装置中的信号接收与发射设备；所述的信号收发装置，采用有线或无线方式进行信号传输，包含：A/D转换模块、USB/RS485/RS422接口转换器；

所述的信号收发装置，采用具有多个传感器进线口和多路A/D的转换模块，可对各路信号进行单独处理和输出，或者同时处理并通过总线以串行方式输出；

优选的，所述的信号收发装置，采用的硬件接口是RS422全双工或者RS485半双工等接口；

优选的，所述的信号收发装置，采用的通信协议是自由口协议或者MODBUS RTU等协议；

所述的主控装置，接收重力检测装置输出的检测数据，对检测数据进行处理分析并划定标记区域；标记区域由长宽尺寸相等的M2个标记子区域组成，各标记子区域以R2×L2阵列分布排列，其中M2＝R2×L2，其中R2表示垂直于输送方向的标记子区域的数量，L2表示平行于输送方向的标记子区域的数量；将被测物料在不同区域量的分布结果绘制成图，输出到显示装置中实时显示出来，并控制标记装置在被测物料的相应位置标记出来；

优选的，R2数量范围为2～4，L2的数值范围为4～16；

所述的主控装置绘制的布料均匀性检测结果的图形是三维柱状图或二维平面图，并采用不同颜色标记各检测子区域的重力信息；

所述的三维柱状图形和平面二维图形采用第一预设颜色、第二预设颜色、第三预设颜色标记各检测子区域的重力信息，其中第一预设颜色表示该检测子区域满足生产要求的均匀性重力范围，第二预设颜色表示该检测子区域超过生产要求的均匀性重力范围，第三预设颜色表示该检测子区域低于生产要求的均匀性重力范围；

优选的，所述的第二预设颜色的深浅，表示超出生产要求的均匀性重力范围的程度，越深表示超出的程度越明显；

优选的，所述的第三预设颜色的深浅，表示低于生产要求的均匀性重力范围的程度，越深表示低于的程度越明显；

所述的显示装置，受主控装置控制，用于将主控装置中计算机软件计算的石料均匀性分布图显示出来，便于工人进行调整；

所述的显示装置为LED显示屏、液晶显示器、连接投影仪的投影幕布、具有HDMI接口的电视机等，将主控装置输出的石料均匀性分布图实时显示出来的显示设备；

所述的标记装置由支架、标记器件、电源组成，受主控装置控制，用于在被测物料上标记划分出各对应的检测子区域；所述的标记器件是固体激光器、半导体激光器等可以进行光学标记的低功率光学元件，或投影仪等投影设备；

所述的标记装置包含M3个规格相等的标记器件，所述的标记器件安装在板式输送机支架上，其中M3＝R3+L3，其中R3为垂直于输送方向的等距离分布的标记器件的数量，L3为平行于输送方向的等距离分布的标记器件的数量；

本发明的一种人造石材加工过程石料布料均匀性在线检测装置的工作过程如下：

主控装置控制板式输送机的输送状态，布料工序的输送装置将被测物料输送第一光电开关的感应区时，主控装置驱动板式输送机，并控制板式输送机与布料工序的输送装置保持相同的输送方向和速度；被测物料从布料工序的输送装置转移到板式输送机上，并到达预定的检测区域后，主控装置停止板式输送机；重力检测装置上的各个称重模块，分别对被测物料进行称重，并通过信号收发装置向主控装置输出相应检测数据，该检测数据包含上述被测物料在各检测子区域中的称重数据，该检测数据包含上述被测物料中预定检测区域内的称重数据；主控装置接收到检测数据，处理分析并划定标记区域；主控制装置将对应的各标记子区域上的称重数据进行积分，将被测物料在不同区域量的分布绘制成图，输出到显示装置上实时显示出来，并控制标记装置在被测物料的相应位置标记出来对应的标记子区域；工人根据实时显示的被测物料均匀性分布图，对各标记子区域上的物料进行调整，直至将均匀性调整到满足生产要求的区间；完成均匀性检测与调整后，主控制装置驱动板式输送机，并控制板式输送机与压制工序的输送装置保持相同的输送方向和速度；被测物料从板式输送机上完成向压制工序输送机的转移，并离开第二光电开关的感应区时，主控装置驱动控制板式输送机回转，将重力检测装置复位到预设的位置，等待下一次检测；

重力检测装置的工作过程如下：被测物料从布料工序的输送装置转移到板式输送机上，并到达预定的检测区域后，主控装置停止板式输送机；以R1×L1阵列分布的各称重模块分别固定在相应的板式输送机特定区域的链板上，对于采用电阻应变式称重传感器作为称重模块时，在重力的作用下，被测物料对各称重模块施加压力；各称重模块中的弹性元件在重力作用下产生弹性变形，使表面的电阻应变片也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号，从而完成了将重力变换为电信号的过程；各称重模块分别对相应检测子区域内的被测物料进行称重，并通过信号收发装置向主控装置输出相应检测数据，该检测数据包含上述被测物料在各检测子区域中的重力数据；

标记装置的工作过程如下：标记元件及支架安装在板式输送机上，并受主控装置控制，以半导体激光器等低功率的光学元件，或投影仪等投影设备作为标记器件，在被测物料上标记划分出对应的标记子区域；主控装置接收重力检测装置输出的检测数据，对检测数据进行处理分析并划定标记区域；标记区域由长宽尺寸相等的M2个标记子区域组成，各标记子区域以R2×L2阵列分布排列，其中M2＝R2×L2，其中R2表示垂直于输送方向的标记子区域的个数，L2表示平行于输送方向的标记子区域的个数；当主控装置完成相关检测数据处理分析后，点亮标记装置垂直于输送方向对应于检测子区域位置的R3个标记器件，点亮平行于输送方向对应于检测子区域位置的L3个标记器件，从而在被测物料上标记出相应的R2×L2阵列分布的标记子区域。

本发明的一种人造石材加工过程石料布料均匀性在线检测装置适应性好，检测效率和准确性高，实现了对人造石压制工序前的石料布料均匀性的快速在线检测，解决了现有技术对其检测难的问题；同时可对不符合布料均匀性生产要求的各检测区域内的被测物料及时进行调整，提高了生产效率和产品良率，并避免了产品不合格造成的生产资源浪费；

本发明具有如下优点：

1、本发明人造石板材布料均匀性在线检测装置，采用板式输送机作为输送装置主体，可以方便地将被测物料输送到压制工序的输送装置上，克服了测力台难以布置到物料下方并在检测后被及时转移的问题。

2、本发明通过阵列分布的多个称重模块分别对铺在牛皮纸上的物料各检测子区域进行实时检测，检测准确、高效。

3、本发明的主控装置将分析结果绘制成以颜色区分的二维或三维图形实时显示出来，便于工人及时对物料量分布进行调整。颜色越深表示超过均匀性或低于均匀性要求的重力范围的程度越明显，显示直观，便于理解。

附图说明

图1为本发明的石料布料均匀性在线检测装置示意图；

图2为重力检测装置横向截面示意图；

图3为标记装置工作示意图；

图4为本发明的石料布料均匀性在线检测装置原理框图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明具体实施例如下：

本实施例中对经过初步布料的长1.2m、宽0.8m、高0.1米的，石英砂、树脂、颜料和固化剂等材料混合而成的被测物料进行在线检测，获得被测物料各位置布料均匀性分布图，工人根据均匀性分布图对物料量进行调整，最终将被测物料输送到下一道工序中；

如图1所示，一种人造石材加工过程石料布料均匀性在线检测装置，其特点在于：本装置包括物料输送装置2、重力检测装置1、信号收发装置、主控装置、显示装置、标记装置5；

所述的物料输送装置2主体为板式输送机，并在特定链板201上集成了所述的重力检测装置1，用于对被测物料进行输送；当被测物料输送到检测区时，物料输送装置停止并通过重力检测装置进行称重，检测完毕后使物料以预定速度脱离并转移到下一道工序的输送装置上；

所述的物料输送装置2包括：板式输送机、第一光电开关203、第二光电开关204；

所述的板式输送机2的宽度为1.0m，长度为2.4m，输送速度控制为0～0.3m/s；

所述的第一光电开关203固定在物料输送装置2的前端，用来检测被测物料从上一道工序传送机上转移到板式输送机上的输送状态；

所述的第二光电开关204固定在物料输送装置2的后端，用来检测被测物料从板式输送机上转移到下一道工序传送机上的输送状态；

所述的第一光电开关203、第二光电开关204是半导体激光器，采用对射式检测方式，利用被检测物对光束的遮挡检测物体有无；

所述的重力检测装置1，对进入检测区的被测物料各区域内的重力信息进行实时检测，向所述的主控装置输出相应检测数据，该检测数据包含上述被测物料中预定检测区域内的重力数据；

如图2所示，所述的重力检测装置是由规格相同、参数相等、总个数为32的称重模块101以4×8阵列分布的形式组成的，即垂直于输送方向的称重模块101个数为4，平行于输送方向的称重模块101的个数为8；每一个称重模块的长度为0.2m，宽度为0.15m；并以亚克力板作为加设板102，保证板式输送机各链板201上方的检测平台表面处于同一水平面；

所述的称重模块101，是电阻应变式称重传感器，将被测物料的质量信号转变为可测量的电信号并输出；

所述的信号收发装置，用于将重力检测装置采集到的相应检测数据，通过相应通信接口传输到主控装置中的信号接收与发射设备；

所述的信号收发装置是由A/D转换模块、USB/RS485/RS422接口转换器等组成的有线信号传输装置，采用的是具有多个传感器进线口和多路A/D的转换模块，可同时处理并通过总线以串行方式输出，并采用RS485半双工的硬件接口、自由口通信协议；

所述的主控装置，接收重力检测装置输出的检测数据，对检测数据进行处理分析并划定4×4阵列分布的标记区域，并将被测物料在不同区域量的分布结果绘制成三维柱状图，在显示装置中实时显示出来；控制标记装置在被测物料的相应位置标记出来；其中，三维柱状图采用绿、红、蓝三种颜色标记各检测子区域的重力信息，其中绿色表示该检测子区域满足生产要求的均匀性重力范围，红色表示该检测子区域超过生产要求的均匀性重力范围，蓝色表示该检测子区域低于生产要求的均匀性重力范围；红色越深表示超出的程度越明显、蓝色越深表示低于的程度越明显；

所述的显示装置采用LED显示屏，受主控装置控制，用于将主控装置中三维柱状图实时显示出来，便于工人进行及时调整；

如图3所示，所述的标记装置由支架302、半导体激光器301的标记器件、电源组成，受主控装置控制，用于在被测物料上标记划分出各对应的检测子区域；所述的标记装置包含10个规格相等的半导体激光器301，所述的半导体激光器301安装在板式输送机2上，其中5个等距离分布于垂直于输送方向的支架302上，5个等距离分布于平行于输送方向的支架302上；设置划分标记区域，并根据所设置的区域处理检测数据，并将被测物料在不同区域量的分布结果绘制成三维柱状图，启动这些半导体激光器，半导体激光器发出的光线303将检测区域划分为对应位置的4×4阵列分布的标记区域；

如图4所示的是本发明的人造石材加工过程石料布料均匀性在线检测装置原理框图，物料输送装置将被测物料输送到检测区，重力检测装置对被测物料进行实时检测，并通过信号收发模块，将检测数据传入主控装置；主控装置对接收到的检测数据进行处理分析，并将结果绘制成二维或三维图形，在显示装置中实时显示，并控制标记装置将被测物料划分为对应的检测子区域；工人们根据显示装置上的均匀性检测结果，对不符合均匀性生产要求的位置，根据标记装置标记的各检测子区域进行调整；主控装置将检测并调整完毕的被测物料输送到下一道工序中。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，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的保护范围。

Claims (10)

1.一种人造石材加工过程石料布料均匀性在线检测装置，其特点在于，包括：物料输送装置、重力检测装置、信号收发装置、主控装置、显示装置、标记装置；

所述的物料输送装置主体为板式输送机，并在特定区域链板上集成了所述的重力检测装置，用于对被测物料进行输送；当被测物料输送到检测区时，物料输送装置停止并通过重力检测装置进行重力检测，检测完毕后使物料以预定速度脱离并转移到下一道工序的输送装置上；

所述的重力检测装置，对进入检测区的被测物料各区域内的重力信息进行实时检测，向所述的主控装置输出相应检测数据，该检测数据包含上述被测物料中预定检测区域内的重力数据；

所述的信号收发装置，用于将重力检测装置采集到的相应检测数据，通过相应通信接口传输到主控装置中的信号接收与发射设备；所述的信号收发装置，采用有线或无线方式进行信号传输，包含：A/D转换模块、USB/RS485/RS422接口转换器；

所述的主控装置，接收重力检测装置输出的检测数据，对检测数据进行处理分析并划定标记区域；标记区域由长宽尺寸相等的M2个标记子区域组成，各标记子区域以R2×L2阵列分布排列，其中M2＝R2×L2，其中R2表示垂直于输送方向的标记子区域的数量，L2表示平行于输送方向的标记子区域的数量；将被测物料在不同区域量的分布结果绘制成图，输出到显示装置中实时显示出来，并控制标记装置在被测物料的相应位置标记出来；

所述的显示装置，受主控装置控制，用于将主控装置中计算机软件计算的被测物料均匀性分布图显示出来，便于工人进行调整；

所述的标记装置由支架、标记器件、电源组成，受主控装置控制，用于在被测物料上标记划分出各对应的检测子区域。

2.根据权利要求1所述的一种人造石材加工过程石料布料均匀性在线检测装置，其特征在于，所述的物料输送装置包括：由板式输送机、第一光电开关、第二光电开关；

所述的第一光电开关固定在物料输送装置的前端，用来检测被测物料从布料工序输送装置上转移到板式输送机上的输送状态；

所述的第二光电开关固定在物料输送装置的后端，用来检测被测物料从板式输送机上转移到压制工序输送装置上的输送状态；

所述的第一光电开关、第二光电开关，是以发光二极管或半导体激光器作为光源，采用漫射式、对射式、镜面反射式等检测方式，利用被检测物对光束的遮挡或反射，从而检测物体有无的光电传感器。

3.根据权利要求1所述的一种人造石材加工过程石料布料均匀性在线检测装置，其特征在于，所述的重力检测装置是由规格相同、参数相等，总个数为M1的称重模块以R1×L1阵列分布的形式组成的，其中M1＝R1×L1，其中R1表示垂直于输送方向的称重模块的个数，L1表示平行于输送方向的称重模块的个数；所述的重力检测装置固定在板式输送机的特定区域链板上，还包括加设板，用于使板式输送机各链板上方的重力检测装置保持同一水平面。

4.根据权利要求3所述的一种人造石材加工过程石料布料均匀性在线检测装置，其特征在于，所述的称重模块，R1的数目范围为2～4，L1的数目范围为4～16。

5.根据权利要求1所述的一种人造石材加工过程石料布料均匀性在线检测装置，其特征在于，所述的称重模块，是采用液压式、电磁力式、电容式、电阻应变式等方式，将被测物料的质量信号转变为可测量的电信号并输出的称重传感器。

6.根据权利要求1所述的一种人造石材加工过程石料布料均匀性在线检测装置，其特征在于，所述的信号收发装置，采用具有多个传感器进线口和多路A/D的转换模块，可对各路信号进行单独处理和输出，或者同时处理并通过总线以串行方式输出。

7.根据权利要求1所述的一种人造石材加工过程石料布料均匀性在线检测装置，其特征在于，所述的主控装置绘制的被测物料在不同区域量的分布结果的图形是三维柱状图或二维平面图，并采用不同颜色标记各检测子区域的重力信息。

8.根据权利要求7所述的一种人造石材加工过程石料布料均匀性在线检测装置，其特征在于，所述的三维柱状图形和平面二维图形采用第一预设颜色、第二预设颜色、第三预设颜色标记各检测子区域的重力信息，其中第一预设颜色表示该检测子区域满足生产要求的均匀性重力范围，第二预设颜色表示该检测子区域超过生产要求的均匀性重力范围，第三预设颜色表示该检测子区域低于生产要求的均匀性重力范围。

9.根据权利要求7所述的一种人造石材加工过程石料布料均匀性在线检测装置，其特征在于，所述的第二预设颜色的深浅，表示超出生产要求的均匀性重力范围的程度，越深表示超出的程度越明显；所述的第三预设颜色的深浅，表示低于生产要求的均匀性重力范围的程度，越深表示低于的程度越明显。

10.根据权利要求1所述的一种人造石材加工过程石料布料均匀性在线检测装置，其特征在于，所述的标记装置包含M3个规格相等的标记器件，所述的标记器件安装在板式输送机支架上，其中M3＝R3+L3，其中R3为垂直于输送方向的等距离分布的标记器件的数量，L3为平行于输送方向的等距离分布的标记器件的数量。