CN109283193A - 轮胎帘布瑕疵在线检测与标识装置 - Google Patents
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Abstract
一种轮胎帘布瑕疵在线检测与标识装置，包括检测支架和标识平台，检测支架是一个对称结构，在检测支架的顶部是4个横梁固结而成的方框，在横梁B和横梁D之间架设有第一辊筒，轮胎帘布从水平方向经第一辊筒的传送，下穿检测支架至第二辊筒后，在水平输送至标识平台。横梁A向下设有与横梁A固定连接的安装架A，横梁C向下设有与横梁C固定连接的安装架C。安装架上设有相机和光源，安装架上的相机和光源对着轮胎帘布的一个面。第二辊筒上设有编码器，用于精确测定轮胎帘布的走位。在标识平台上轮胎帘布运行的前方远离第二辊筒的位置设有喷头排，喷头排与轮胎帘布的运行方向垂直，喷头排由多个喷头组成，用于在轮胎帘布上标记瑕疵位置和大小。
Description
技术领域
本发明属于轮胎生产设备技术领域，特别涉及一种轮胎帘布瑕疵在线检测与标识装置。
背景技术
轮胎生产中，帘布这种半成品的质量直接影响着轮胎的质量，而帘布的瑕疵是影响帘布品质的主要原因，帘布是在压延工位形成。压延工位主要的工作内容是将橡胶融化后与多根紧密与平行排列的钢丝或尼龙丝结为一体，正常压延工位生产出帘布，中间是钢丝或尼龙丝，其他部分是橡胶，两侧表面均匀平整、光滑。
一旦橡胶融化时温度偏低，就会形成橡胶不能完全包裹钢丝或尼龙丝，出现钢丝或尼龙丝外漏的情况；或者温度偏高，出现橡胶在帘布上出现多胶或者少胶的情况。我们把这些表面出现露丝、堆胶、丝线不均、气泡、杂物等情况称之为瑕疵。这些瑕疵如果不及时发现和处理，后面的工位会使用一些不合格的原料，生产出不合格的产品。
由于压延生产时帘布的运动速度比较快，又需双面检测，同时有些瑕疵又比较小，靠人员发现这些瑕疵极其困难，即使发现了，也没有办法对瑕疵进行标识处理，对后续生产中有效剔除瑕疵没有任何作用。
发明内容
本发明提供一种轮胎帘布瑕疵在线检测与标识装置，目的在于解决轮胎帘布在压延机后无法自动识别瑕疵并有效标记的问题。
本发明实施例之一，一种轮胎帘布瑕疵在线检测与标识装置，所述瑕疵标识装置包括检测支架和标识平台，检测支架位于标识平台的轮胎帘布运行前方的侧上方，检测支架是一个对称结构，在检测支架的顶部是4个横梁固结而成的方框，4个横梁分别是横梁A、横梁B、横梁C和横梁D，横梁A的对面是横梁C，横梁B的对面是横梁D。在横梁B和横梁D之间架设有第一辊轴，轮胎帘布从水平方向经第一辊轴的传送，下穿检测支架至第二辊轴后，在水平输送至标识平台。横梁A向下设有与横梁A固定连接的安装架A，横梁C向下设有与横梁C固定连接的安装架C，安装架A与安装架C的相对，且均面对轮胎帘布的表面。
安装架A上设有相机和光源，安装架A上的相机和光源对着轮胎帘布的一个面，安装架C上也设有相机和光源，安装架C上的相机和光源对着轮胎帘布的另一个面。
第二辊轴上设有编码器，用于精确测定轮胎帘布的走位。在标识平台上轮胎帘布运行的前方远离第二辊轴的位置设有喷头排，喷头排与轮胎帘布的运行方向垂直，喷头排由多个喷头组成，用于在轮胎帘布上标记瑕疵位置和大小。
所述瑕疵标识装置还包括控制器，控制器与相机、编码器和喷头有电连接，接收相机的图像和编码器的数据，经过计算后控制喷头在轮胎帘布的瑕疵上进行标记。
本发明使用高清高速相机配合专业光源快速发现瑕疵，给出瑕疵的精确位置，同时将瑕疵位置信息发送到喷标系统，由喷标系统的喷头在轮胎帘布的运动过程中通过计算在瑕疵位置进行喷标标识，这样实现了帘布瑕疵的识别与标识，在后续工位再对标识进行识别，就可以对有标识的不合格产品做先报警提示或做下线处理。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：
图1本发明实施例中轮胎帘布瑕疵标识装置组成示意图。
其中，1——检测支架，2——光源，3——智能工业相机，4——编码器，5——喷头排，6——控制器机柜，7——帘布，8——第二辊轴，
101——第一辊轴，102——横梁A，103——横梁B，104——横梁C，105——横梁D，
102a——安装架A，104a——安装架C。
具体实施方式
根据一个或者多个实施例，如图1所示，一种轮胎帘布瑕疵在线检测与标识装置，所述瑕疵标识装置包括检测支架和标识平台，检测支架位于标识平台的轮胎帘布运行前方的侧上方。
检测支架是一个对称结构，在检测支架的顶部是4个横梁固结而成的方框，4个横梁分别是横梁A、横梁B、横梁C和横梁D，横梁A的对面是横梁C，横梁B的对面是横梁D。在横梁B和横梁D之间架设有第一辊轴，轮胎帘布从水平方向经第一辊轴的传送，下穿检测支架至第二辊轴后，在水平输送至标识平台，此处设有第三辊轴。
横梁A向下设有与横梁A固定连接的安装架A，横梁C向下设有与横梁C固定连接的安装架C，安装架A与安装架C的相对，且均面对轮胎帘布的表面。安装架A上设有智能工业相机和光源，安装架A上的相机和光源对着轮胎帘布的一个面。安装架C上也设有智能工业相机和光源，安装架C上的相机和光源对着轮胎帘布的另一个面。智能工业相机(SmartCamera)是一种高度集成化的微小型机器视觉系统。它将图像的采集、处理与通信功能集成于单一相机内，从而提供了具有多功能、模块化、高可靠性、易于实现的机器视觉解决方案，同时，智能工业相机能够适应嘈杂、分成、振动较多的工业现场。
第一、二、三辊轴上均设有编码器，用于精确测定轮胎帘布的行进位置。在标识平台上轮胎帘布运行的上方远离第二辊筒的位置设有喷头排，喷头排与轮胎帘布的运行方向垂直，喷头排由多个喷头组成，用于在轮胎帘布上标记瑕疵位置和大小。喷头排可以采用油墨喷头。
所述瑕疵在线检测与标识装置还包括控制器，控制器与相机、编码器和喷头有通讯连接，接收相机的检测结果数据和编码器的数据，经过计算后控制喷头在轮胎帘布的瑕疵上进行标记。
根据一个或者多个实施例，安装架A或安装架C，是由横杆和竖杆组成的井字安装架，相机和光源被安装在横杆或者竖杆上。
根据一个或者多个实施例，一种新型压延帘布瑕疵在线检测与标识系统，这种新型压延帘布瑕疵在线检测与标识系统包括由高清高速帘布瑕疵识别系统与高速喷标标识系统。其中高清高速帘布瑕疵识别系统包括高清智能相机及内嵌的瑕疵识别软件，及能够针对帘布识别的高亮特制光源系统。
高清高速帘布瑕疵识别的性能参数：帘布运行速度：2米/秒；帘布最大幅宽：1.4米；检测精度：1mm；光源照度20000lux。高速喷标系统主要的构成为高精度编码器及由计算机高速控制的多个能够独立工作的油墨喷嘴，系统还具有喷标位置计算、喷墨自检，喷嘴清洗与墨量检测功能。高清喷标系统性能参数：喷标系统喷标宽度：50mm；瑕疵位移精度：0.1mm。
在轮胎帘布的运动路径的正面及背面安装高清高速智能相机及专用光源以及光源照度传感器，高速运动的帘布从压延机里面生产出来，在经过高清高速相机后，高清高速相机能够快速的识别帘布中的瑕疵，给出瑕疵在相机中的矩形坐标，并把矩形坐标上传到喷墨系统中，喷标系统根据矩形计算出喷标的起始位置及需要动作的喷头，多个高精编码器给出帘布的位移量，喷标系统根据高精编码器的值来判定是否已经到了喷标的位置，如果到了喷标位置，驱动喷头喷标，所喷标识能够完全覆盖瑕疵。
根据一个或者多个实施例，系统运行流程如下：
1、系统自检。系统在工作之前进行自检，包括：通讯自检、相机自检、光源电流电压自检、光源照度检测、喷头自检、墨水量检查，如果自检中有任何一项出现问题，发出停线信号并报警。
2、瑕疵检测。自检通过后，高清相机实时的对帘布的瑕疵进行检测，一旦发现瑕疵，给出相机坐标系中的矩形坐标到喷标系统中。
3、喷标系统计算喷标位置。喷标系统根据瑕疵在相机坐标系中的矩形坐标计算出实际瑕疵距离喷标的距离，及对应需要控制的喷头的开关。
4、编码器给出帘布位移。编码器给出帘布的精确前进位移，喷标系统根据位移值判读是否瑕疵已经到达了喷标位置。
5、喷标系统喷标。瑕疵到达喷标位置后，喷标系统打开瑕疵所对应的喷头进行喷标，喷标时检测喷头是否正常工作，如果喷头不能正常喷墨，停线并报警。
根据一个或者多个实施例，对于第一、二、三辊轴上均设有编码器，精确测定轮胎帘布的行进位置，采用多轴编码器方案基于多源信息融合原理。根据不同信息源传回的数据进行比对分析，在剔除掉干扰、误差等因素之后，提升了行进位置数据的精准性。根据真实现场工艺的不同，如辊轴采用主动或者从动，后台会运行对应的算法。此处以三轴均为从动方式为例进行阐述：
假设三轴编码器显示的速度为别为wa、wb、wc，理想情况下，当布帘以匀速正常运行时，三者的值应该相等。但考虑到辊轴可能打滑或者其他机械运转带来的扰动因素，若三者两两做差的绝对值在一定阈值之内时，则选取均值(wa+wb+wc)/3计算行进位移的依据；若三者中的其中一个值明显偏离其余二者，则该特殊值(假设为wb)被认定为outlier，而剩余的数据做平均(即(wa+wc)/2)作为参考依据；若三者显示的值不一，且彼此相差均超过一定阈值时，则另有两套预案：
1).如果该系统之外的传送系统中仍有其他的辊轴-编码器单位，则可以引用更多数据源进行融合分析；
2).如只考虑该系统的三个值，则可以搭建后台的自学习系统，在有被人工确认的历史运行故障的基础上进行自适应学习来处理数据的冲突。不过也可以采取较为保守的操作，即将此种状态作为异常报警处理，待设备显示的参数基本正常后再次运行。
需要说明的是，如果三轴组合中，若存在主动轴的情形，则算法须做相应调整，以保证结果的准确、可靠。
值得说明的是，虽然前述内容已经参考若干具体实施方式描述了本发明创造的精神和原理，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合，这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。
Claims (6)
1.一种轮胎帘布瑕疵在线检测与标识装置，其特征在于，所述瑕疵检测与标识装置包括检测支架和标识平台，检测支架位于标识平台的侧上方，检测支架是一个对称结构，在检测支架的顶部是4个横梁固结而成的方框，4个横梁分别是横梁A、横梁B、横梁C和横梁D，横梁A的对面是横梁C，横梁B的对面是横梁D，在横梁B和横梁D之间架设有第一辊轴，轮胎帘布从水平方向经第一辊轴的传送，下穿检测支架至第二辊轴后，再水平输送至标识平台，
标识平台设有第三辊轴，第二辊轴与第三辊轴共同实现对轮胎帘布的水平输送，
横梁A向下设有与横梁A固定连接的安装架A，横梁C向下设有与横梁C固定连接的安装架C，安装架A与安装架C的相对，且均面对轮胎帘布的表面，
安装架A上设有智能工业相机和光源，安装架A上的智能工业相机和光源对着轮胎帘布的一个面，
安装架C上也设有智能工业相机和光源，安装架C上的智能工业相机和光源对着轮胎帘布的另一个面，
在标识平台的轮胎帘布运行方向远离第二辊轴的位置设有喷头排，喷头排与轮胎帘布的运行方向垂直，喷头排由多个喷头组成，用于在轮胎帘布上标记瑕疵位置和大小，
所述在线检测与标识装置还包括控制器，控制器与智能工业相机和喷头排通过有线或者无线方式通信连接，控制器接收智能工业相机的对轮胎帘布瑕疵的识别结果，经过计算后控制喷头排的喷头在轮胎帘布的瑕疵上进行标记。
2.根据权利要求1所述的轮胎帘布瑕疵在线检测与标识装置，其特征在于，安装架A和安装架C上的智能工业相机，识别出轮胎帘布两面的瑕疵，由喷头排在其中一个面中做出反映两个面瑕疵的标识。
3.根据权利要求1所述的轮胎帘布瑕疵在线检测与标识装置，其特征在于，第一辊轴、第二辊轴和第三辊轴均设有编码器，编码器用于测定轮胎帘布的行进位置，控制器与编码器连接，获取编码器的数据。
4.根据权利要求1所述的轮胎帘布瑕疵在线检测与标识装置，其特征在于，安装架A或安装架C，是由横杆和竖杆组成的井字安装架，智能工业相机和光源被安装在横杆或者竖杆上。
5.根据权利要求1所述的轮胎帘布瑕疵在线检测与标识装置，其特征在于，所述控制器被安装在控制器机柜内，而该机柜安装在标识平台的侧边。
6.根据权利要求1所述的轮胎帘布瑕疵在线检测与标识装置，其特征在于，所述喷头排采用油墨喷头。
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