CN108016020B - 塑料管自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塑料管自动检测装置，包括机架，机架包括相距间隙的前、后机架板，前、后机架板上开设有允许塑料管通过的传送口，前机架板的前板面上位于传送口位置安装有对塑料管的表面质量进行检测的表面质量检测机构，前机架板的后板面上位于传送口位置安装有保持塑料管沿直线传送的定位机构，后机架板的前板面上位于传送口位置安装有对塑料管的椭圆度、是否偏心和外径偏差进行检测的旋转测距机构，后机架板的后板面上位于传送口位置安装有对塑料管的壁厚进行检测的超声波测厚机构。本发明检测装置可对塑料管的表面质量、壁厚、偏心、椭圆度及外径偏差指标进行实时自动化检测，解决了现有塑料管依靠传统人工检测方式所存在的弊端。

Description

塑料管自动检测装置

技术领域

本发明涉及一种自动检测塑料管的装置，属于产品自动化检测设备领域。

背景技术

在现有的塑料(PE)管生产过程中，塑料管的表面质量、壁厚、偏心、椭圆度以及外径偏差等通常都是凭生产人员个人经验和量具每间隔一段时间进行测量来检测的。目前业内的塑料管生产工艺在“塑料挤出”、“吹膜挤出”、“电缆挤出”等环节大多采用的是开环控制，主机或牵引机的速度为事先在PLC控制器内设定好的固定值，一般而言，管材从生产出来到被牵引至切割工位需要经过50m左右长度的挤出，管材只有在经过这50m挤出后才能用卡尺测量来判断其厚薄，当检测出厚薄不合适时才能通过手动方式对主机或牵引机进行调整。尽管目前对大尺寸的塑料管材可以通过在真空箱后面钻孔来测量其壁厚、偏心、椭圆度等指标。但是，从上述塑料管生产现状来看，塑料管的这种检测方式太落后，无法及时发现不合格产品，极大影响了生产效率，正品率几乎无法提高，无形加大了厂家的生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种塑料管自动检测装置，其可对塑料管的表面质量、壁厚、偏心、椭圆度及外径偏差指标进行实时自动化检测，解决了现有塑料管依靠传统人工检测方式所存在的弊端。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种塑料管自动检测装置，其特征在于：它包括机架，机架包括相距间隙的前、后机架板，前、后机架板上开设有允许塑料管通过的传送口，前机架板的前板面上位于传送口位置安装有对塑料管的表面质量进行检测的表面质量检测机构，前机架板的后板面上位于传送口位置安装有保持塑料管沿直线传送的定位机构，后机架板的前板面上位于传送口位置安装有对塑料管的椭圆度、是否偏心和外径偏差进行检测的旋转测距机构，后机架板的后板面上位于传送口位置安装有对塑料管的壁厚进行检测的超声波测厚机构。

本发明的优点是：

本发明可对塑料管的表面质量、壁厚、偏心、椭圆度及外径偏差指标进行实时的自动化检测，自动判定是否为合格产品，当产品连续出现不合格问题时，自动报警提醒生产人员及时排除，节约了人力成本，提高了生产效率，保证了正品率，解决了现有塑料管依靠传统人工检测方式所存在的弊端。

附图说明

图1是本发明检测装置的结构立体图。

图2是本发明检测装置的主视示意图。

图3是图2的右视示意图(省略外罩)。

图4是图2的A向示意图。

图5是图2的B向示意图。

图6是超声波测厚机构的结构立体图。

图7是超声波测厚机构的内部结构示意图。

具体实施方式

如图1至图7所示，本发明塑料管自动检测装置包括机架，机架包括互相平行、相距设定间隙的前、后机架板51、52，前、后机架板51、52上开设有允许塑料管60通过的传送口，前机架板51的前板面上位于传送口位置安装有对塑料管60的表面质量进行检测的表面质量检测机构10，前机架板51的后板面上位于传送口位置安装有保持塑料管60沿直线传送的定位机构20，定位机构20保证了塑料管60在直线传送过程中不发生偏心问题，从而确保了后面的椭圆度、壁厚等指标检测的准确性，后机架板52的前板面上位于传送口位置安装有对塑料管60的椭圆度、是否偏心和外径偏差进行检测的旋转测距机构30，后机架板52的后板面上位于传送口位置安装有对塑料管60的壁厚进行检测的超声波测厚机构40。

如图3，表面质量检测机构10包括圆周均布的若干条形光源12，光源12常亮，负责将塑料管60的外壁全部照亮，每个光源12旁对应安装有一相机11，所有相机11以待检测的塑料管60轴心为圆心而呈圆周均布。图3示出了圆周均布有5个相机11、5个光源12的情形。相机11安装在滑移构件13上，相机11通过在滑移构件13上的位移来实现其与塑料管60外壁之间相距距离的调整。

在实际实施时，相机11应根据塑料管60的外径大小来调节其与塑料管60外壁之间的距离，从而对塑料管60外壁表面进行可靠清晰的拍照。

在实际设计中，滑移构件13包括带距离刻度的滑轨，滑轨上滑动安装有滑块，滑块上安装有相机11。

如图1，表面质量检测机构10中的光源12、相机11等可以通过外罩14罩住，以保持良好的拍摄环境。

如图4，定位机构20包括置于塑料管60上、下方的两个尼龙材质的V型滚轮21，V型滚轮21形成有钝角状、用于与塑料管60管壁接触的V型槽，V型槽的作用在于恰当压住塑料管60，使塑料管60在直线传送过程中不发生偏移现象，每个V型滚轮21的两端可转动地安装在U型支架24上，U型支架24可活动地安装在丝杆22上，丝杆22固定连接有调节手轮23，调节手轮23的转动带动丝杆22转动，以使U型支架24与V型滚轮21一起沿丝杆22进行上下移动，从而调节V型滚轮21与塑料管60之间的接触程度，满足不同管径塑料管的压实要求。

如图5，旋转测距机构30包括伺服电机31、安装在后机架板52上的旋转台34，环状的旋转台34前后贯穿伸出后机架板52，也就是说，旋转台34在后机架板52的前侧、后侧均伸出露于外部，旋转台34露于后机架板52前侧的部分上安装有激光测距仪33，激光测距仪33的检测头朝向旋转台34的圆心，旋转台34与伺服电机31的转轴之间安装有同步传送带32，伺服电机31通过同步传送带32带动旋转台34和激光测距仪33一起以正向一圈、反向一圈的规律进行连续转动并在设定检测点停顿设定时间来实现激光测距仪33对其与塑料管60之间间距的测量，所有检测点以入口43圆心圆周均布。

如图6和图7，超声波测厚机构40包括不锈钢水箱41，水箱41可顶部敞口，水箱41内装满介质水，旋转台34露于后机架板52后侧的部分贯穿水箱41前侧壁而伸入水箱41，水箱41前侧壁与旋转台34的外周结构进行密封处理来避免发生漏水，处于水箱41内的旋转台34上安装有浸水式超声波检测仪42，浸水式超声波检测仪42的检测头朝向旋转台34的圆心，旋转台34内的圆形区域通过前硅胶板53密封住，前硅胶板53上设有作为入口43的传送口，入口43与旋转台34同心，水箱41的后侧壁上安装有后硅胶板54，后硅胶板54上设有与入口43相对的出口44。

在本发明中，浸水式超声波检测仪42与激光测距仪33一起以正向一圈、反向一圈的规律进行连续转动并在设定检测点停顿设定时间，来对塑料管60的管壁厚度进行超声波检测。

在本领域中，浸水式超声波检测仪42的超声波检测原理为熟知技术。浸水式超声波检测仪42基于超声波脉冲反射原理来测量塑料管60的管厚，当其发射的超声波脉冲通过介质水到达管壁内外表面时会反射回信号，从而通过超声波在管材中的传播时间来对塑料管的管壁厚度进行精确测量。

如图6和图7，前硅胶板53上的圆形入口43直径小于塑料管60的外径，以使处于入口43位置的前硅胶板53可以紧贴着运动的塑料管60，防止水箱41漏水。后硅胶板54上的圆形出口44直径小于塑料管60的外径，以使处于出口44位置的后硅胶板54可以紧贴着运动的塑料管60，防止水箱41漏水。

在实际实施时，表面质量检测机构10、旋转测距机构30、超声波测厚机构40均与总控制系统(图中未示出)连接，受总控制系统协调控制。

在本发明中，相机11、激光测距仪33、浸水式超声波检测仪42、总控制系统等为本领域的已有设备或熟知系统，故其具体构成不在这里详述。

在本发明中，以塑料管60的传送方向来定义装置、机构、部件的前后，如前侧、后侧等，塑料管60先到达的位置为前，后到达的位置为后，塑料管传送方向如图2所示。

本发明检测装置的工作过程为：

本发明检测装置可设置在塑料管生产线中的冷却装置输出口后，其可以实现在塑料管生产过程中实时在线、不间断地对塑料管的表面质量、壁厚(管壁厚度)、管壁是否偏心、管壁椭圆度及管壁外径偏差大小的检测，可做到及时检出不合格产品，杜绝废品、次品的继续加工，产品品质可被大幅提高，生产效率可被大幅提高。

具体来说，拔出并冷却的塑料管60首先进入表面质量检测机构10，在表面质量检测机构10中，各相机11在光源12的照明下，从各个方向对塑料管60某一段外壁表面的各个部分进行实时拍照，并将拍摄获得的图像传送给总控制系统，总控制系统通过接收的图像数据计算得到塑料管该段外壁表面的图像并与事先存储的塑料管外壁模板进行对比，进而实现对塑料管外壁表面质量(如划痕等)的检测。若塑料管60在表面质量检测机构10的检测过程中连续出现不合格，则报警，提醒生产人员及时处理。

然后，塑料管60传送进入定位机构20，由定位机构20对塑料管60进行定心操作，在定位机构20中，上、下两个V型滚轮21在转动的同时，它们各自形成的V型槽共同夹持住塑料管60，以使塑料管60可以在后面的旋转测距机构30、超声波测厚机构40中保持稳定的直线传送，在直线传送过程中不发生偏心问题，有效确保后续的椭圆度、壁厚等指标检测的准确性。

然后，塑料管60传送进入旋转测距机构30，在旋转测距机构30中，伺服电机31通过同步传送带32带动旋转台34和激光测距仪33一起以正向一圈、反向一圈的规律进行连续转动。在激光测距仪33旋转一圈的过程中，其在均匀分布的各检测点停顿一定时间，对塑料管60表面上不同方位的多个点进行激光测距，并将测量获得的数据传送给总控制系统，总控制系统通过接收的数据计算出塑料管管壁的椭圆度，并与事先存储的椭圆度规定范围进行对比，进而实现对塑料管管壁椭圆度、是否偏心、外径偏差大小的检测。若塑料管在旋转测距机构30的检测过程中连续出现不合格，则报警，提醒生产人员及时处理。

最后，塑料管60传送进入超声波测厚机构40，在超声波测厚机构40中，塑料管60从入口43进入水箱41，浸在介质水中。在水箱41中，浸水式超声波检测仪42在旋转台34的带动下，同样以正向一圈、反向一圈的规律进行连续转动。在浸水式超声波检测仪42旋转一圈的过程中，其在均匀分布的各检测点停顿一定时间，对塑料管60上不同方位的多个点的壁厚进行非接触式的超声波检测，并将检测获得的数据传送给总控制系统，总控制系统通过接收的数据计算获得塑料管管壁厚度，并与事先存储的设定范围进行对比，进而实现对塑料管壁厚的检测。若塑料管在超声波测厚机构40的检测过程中连续出现不合格，则报警，提醒生产人员及时处理。

塑料管60从前机架板51上的传送口送入，完成表面质量、管壁椭圆度、壁厚等一系列检测后，从出口44被送出，以结束整个检测作业。

在本发明中，合格的塑料管60截面应呈圆形。

本发明的优点是：

本发明可对塑料管的表面质量、壁厚、偏心、椭圆度及外径偏差指标进行实时的自动化检测，自动判定是否为合格产品，当产品连续出现不合格问题时，自动报警提醒生产人员及时排除，节约了人力成本，提高了生产效率，保证了正品率，解决了现有塑料管依靠传统人工检测方式所存在的弊端。

本发明检测装置结构设计合理，特别是结构紧凑、占地面积小，塑料管借由本发明检测装置实现一进一出，便可对塑料管的一系列指标完成快速、可靠的检测作业，检测效率高，且检测作业不妨碍塑料管的持续生产，检测过程中，塑料管的生产无需停止。

以上所述是本发明较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。

Claims (3)

1.一种塑料管自动检测装置，其特征在于：它包括机架，机架包括相距间隙的前、后机架板，前、后机架板上开设有允许塑料管通过的传送口，前机架板的前板面上位于传送口位置安装有对塑料管的表面质量进行检测的表面质量检测机构，前机架板的后板面上位于传送口位置安装有保持塑料管沿直线传送的定位机构，后机架板的前板面上位于传送口位置安装有对塑料管的椭圆度、是否偏心和外径偏差进行检测的旋转测距机构，后机架板的后板面上位于传送口位置安装有对塑料管的壁厚进行检测的超声波测厚机构，其中：

表面质量检测机构包括圆周均布的若干条形光源，每个光源旁对应安装有一相机，相机安装在滑移构件上，相机通过在滑移构件上的位移来实现其与塑料管外壁之间相距距离的调整；

定位机构包括置于塑料管上、下方的两个尼龙材质的V型滚轮，V型滚轮形成有钝角状、用于与塑料管管壁接触的V型槽，每个V型滚轮的两端可转动地安装在U型支架上，U型支架可活动地安装在丝杆上，丝杆固定连接有调节手轮，调节手轮的转动带动丝杆转动，以使U型支架与V型滚轮一起沿丝杆进行上下移动；

旋转测距机构包括伺服电机、安装在后机架板上的旋转台，环状的旋转台前后贯穿伸出后机架板，旋转台露于后机架板前侧的部分上安装有激光测距仪，旋转台与伺服电机的转轴之间安装有同步传送带，伺服电机通过同步传送带带动旋转台和激光测距仪一起以正向一圈、反向一圈的规律进行连续转动并在设定检测点停顿设定时间来实现激光测距仪对其与塑料管之间间距的测量；

超声波测厚机构包括不锈钢水箱，旋转台露于后机架板后侧的部分贯穿水箱前侧壁而伸入水箱，处于水箱内的旋转台上安装有浸水式超声波检测仪，旋转台内的圆形区域通过前硅胶板密封住，前硅胶板上设有作为入口的传送口，入口与旋转台同心，水箱的后侧壁上安装有后硅胶板，后硅胶板上设有与入口相对的出口。

2.如权利要求1所述的塑料管自动检测装置，其特征在于：

所述前硅胶板上的所述入口直径小于塑料管的外径；

所述后硅胶板上的所述出口直径小于塑料管的外径。

3.如权利要求1或2所述的塑料管自动检测装置，其特征在于：

所述表面质量检测机构、所述旋转测距机构、所述超声波测厚机构与总控制系统连接。