CN110273320B - 造纸起皱系统及其起皱方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种造纸起皱系统及其起皱方法，该造纸起皱系统包括：起皱装置、皱纹检测装置及起皱调节装置，其中，起皱装置包括烘缸及刮刀，刮刀与烘缸接触并形成夹角，用于将烘缸上传递至刮刀处的纸张起皱以形成皱纹；皱纹检测装置用于检测经起皱装置起皱的纸张的皱纹数量以得出检测结果，并根据检测结果发出控制信号；起皱调节装置与刮刀及皱纹检测装置连接，用于接收控制信号，并根据控制信号调节刮刀与烘缸之间的夹角，以使得起皱的纸张的上的皱纹数量在预设范围内。通过上述方式，本申请能够自动对纸张上的皱纹数量进行控制，从而提高纸张上形成的皱纹数量的均匀性，满足用户的使用需求。

Description

造纸起皱系统及其起皱方法

技术领域

本申请涉及造纸技术领域，特别是涉及一种造纸起皱系统及其起皱方法。

背景技术

生活用纸是指为照顾个人居家、外出等所使用的各类卫生擦拭用纸。与其他纸张存在的一个显著区别就是生活用纸表面形成有皱纹，从而使得生活用纸相比其他纸具有常软弱的特性，同时具有良好的手感。

现有技术当中，往往通过起皱刮刀与高速旋转的烘缸表面相抵，使烘缸表面的纸幅在高速运行状态下与刮刀发生碰撞以在纸张表面形成皱纹。

然而，本申请的发明人在长期的研发过程中发现，由于刮刀与烘缸表面接触，使得刮刀在使用过程中容易发生磨损，而刮刀磨损会对纸张表面皱纹产生影响，导致纸张表面皱纹不均匀，从而导致用户使用感受不佳。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种造纸起皱系统及其起皱方法，能够自动对纸张上的皱纹数量进行控制，从而提高纸张上形成的皱纹数量的均匀性，满足用户的使用需求。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种造纸起皱系统，所述系统包括：起皱装置，所述起皱装置包括烘缸及刮刀，所述刮刀与所述烘缸接触并形成夹角，用于将所述烘缸上传递至所述刮刀处的纸张起皱以形成皱纹；皱纹检测装置，用于检测经所述起皱装置起皱的所述纸张的皱纹数量以得出检测结果，并根据所述检测结果发出控制信号；起皱调节装置，所述起皱调节装置与所述刮刀及所述皱纹检测装置连接，用于接收所述控制信号，并根据所述控制信号调节所述刮刀与所述烘缸之间的所述夹角，以使得起皱的所述纸张的上的所述皱纹数量在预设范围内。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种造纸起皱系统的起皱方法，所述起皱方法适用于如上所述造纸起皱系统，所述方法包括：提供纸张，所述纸张经过所述烘缸并传递至所述刮刀时发生起皱并形成皱纹；所述皱纹检测装置检测经所述起皱装置起皱的所述纸张的皱纹数量以得出检测结果，并根据所述检测结果向所述起皱调节装置发出控制信号；所述起皱调节装置接收所述控制信号，并根据所述控制信号调节所述刮刀与所述烘缸之间的所述夹角，以使得起皱的所述纸张的上的所述皱纹数量在预设范围内。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请造纸起皱系统包括：起皱装置，所述起皱装置包括烘缸及刮刀，所述刮刀与所述烘缸接触并形成夹角，用于将所述烘缸上传递至所述刮刀处的纸张起皱以形成皱纹；皱纹检测装置，用于检测经所述起皱装置起皱的所述纸张的皱纹数量以得出检测结果，并根据所述检测结果发出控制信号；起皱调节装置，所述起皱调节装置与所述刮刀及所述皱纹检测装置连接，用于接收所述控制信号，并根据所述控制信号调节所述刮刀与所述烘缸之间的所述夹角，以使得起皱的所述纸张的上的所述皱纹数量在预设范围内。上述方式中，本申请造纸起皱系统在对纸张起皱的过程中，通过皱纹检测装置对纸张的皱纹数量进行检测，并根据检测结果调整刮刀与烘缸之间的夹角，从而能够自动对纸张上的皱纹数量进行控制，使其位于预设范围内，进而提高纸张上形成的皱纹数量的均匀性，以满足用户的使用需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本申请造纸起皱系统一实施方式的结构示意图；

图2是本申请造纸起皱系统中控制组件分析纸张皱纹数示例图；

图3是本申请造纸起皱系统一实施方式中起皱装置10的部分结构示意图；

图4是本申请造纸起皱系统的起皱方法一实施方式的流程示意图；

图5是图4中步骤S12的流程示意图；

图6是图5中步骤S122的流程示意图；

图7是图6中步骤S1223的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1是本申请造纸起皱系统一实施方式的结构示意图，该造纸起皱系统包括：起皱装置10、皱纹检测装置20及起皱调节装置30。

起皱装置10包括烘缸11及刮刀12，刮刀12与烘缸11接触并形成夹角，用于将烘缸11上传递至刮刀12处的纸张起皱以形成皱纹。

其中，本申请中，起皱装置10是通过将刮刀12与高速旋转的烘缸11表面相抵触，烘缸11表面的纸幅在高速运行状态下与刮刀12发生碰撞时，会在纸张表面形成皱纹。

皱纹检测装置20用于检测经起皱装置10起皱的纸张的皱纹数量以得出检测结果，并根据检测结果发出控制信号；

其中，皱纹检测装置20设置在起皱装置10的下游，具体可以通过摄像、红外扫描等方式对纸张的皱纹数量进行检测，并生成相应的控制信号。

起皱调节装置30与刮刀12及皱纹检测装置20连接，用于接收控制信号，并根据控制信号调节刮刀12与烘缸11之间的夹角，以使得起皱的纸张的上的皱纹数量在预设范围内。

容易理解地，皱纹检测装置20的检测结果是在纸张表面的皱纹数量较多时，则会向起皱调节装置30发出控制刮刀12与烘缸11之间的夹角，以减少纸张表面皱纹数量的控制信号；相反地，则向起皱调节装置30发出控制刮刀12与烘缸11之间的夹角，以增多纸张表面皱纹数量的控制信号。具体如何调节刮刀12与烘缸11之间的夹角还需要根据刮刀12与烘缸11之间的夹角具体是刮刀12的哪个面与烘缸11的哪个面之间的夹角。

上述方式中，本申请造纸起皱系统在对纸张起皱的过程中，通过皱纹检测装置对纸张的皱纹数量进行检测，并根据检测结果调整刮刀与烘缸之间的夹角，从而能够自动对纸张上的皱纹数量进行控制，使其位于预设范围内，进而提高纸张上形成的皱纹数量的均匀性，以满足用户的使用需求。

其中，在一实施方式中，皱纹检测装置20包括摄像组件21及控制组件22，摄像组件21用于获取经起皱装置10起皱的纸张的图像信息，并将获取到的图像信息发送至控制组件22，控制组件分析摄像组件21发送的图像信息，得出纸张的皱纹数量的检测结果，并根据检测结果向起皱调节装置30发出控制信号。

其中，所获取的纸张的图像可以为灰度图像，图像的分辨率不小于1280*960像素，或者不小于1600*1200像素。另外，图像具有较高的对比度，以方便后续处理，例如图像对比度不小于50:1，或者不小于100:1等。

具体地，摄像组件21可包括镜头211及图像传感器212。

其中，镜头211可以为广角镜头211。镜头211的镜片可以为球面镜或者非球面镜。具体地，镜头211包括多组镜片，例如可以为5组或6组，镜片具体为非球面镜片，以降低通常球面镜片的视界歪曲等问题。

图像传感器212用于将镜头211获取的光学图像信息转变为电信号的图像信息，具体地图像传感器212可以为互补金属氧化物半导体(Complementary Metal OxideSemiconductor，CMOS)传感器或者电荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)传感器等。

可选地，摄像组件21还可以包括图像信号处理器(Image Signal Processing，ISP)模块213，ISP模块213与图像传感器212电性连接，用于对图像传感器212输出的信号进行处理，如进行降噪处理、曝光补偿、修正白平衡等，并输出处理后的信号。

另外，由于起皱纸张具有高速的运行状态，摄像组件21需具有较小的快门速度才能获得较为清晰纸张的图像信息，例如，摄像组件21的快门速度可小于等于1/250s，具体可小于等于1/1000s，更具体地，可小于等于1/4000s。

在一个应用场景中，为了使摄像组件21能更清晰的获取纸页图像，摄像组件21还包括背景板214，在起皱后的纸页从背景板214表面通过时，摄像组件21获取纸页图像。具体地，背景板214可以为深色平板，例如黑色、深蓝色、深紫色等。

其中，摄像组件21还可以包括补光灯215，补光灯215朝向背景板214，用于提高纸页亮度，同时与背景板214具有高对比度，从而获取更清晰的纸页表面图像。

另外，摄像组件21还可电性连接显示模块216，用于向操作人员显示由摄像组件21获取的图像信息。

显示模块216包括显示屏，具体地，显示屏可以为液晶显示器(Liquid CrystalDisplay，LCD)、发光二极管(Light Emitting Diode，LED)显示屏、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示屏或者有源矩阵有机发光二极体(Active-matrix organic light emitting diode，AMOLED)显示屏等。

进一步可选地，图像获取装置20还可以包括计时装置217，用于使得摄像组件21按预定的时间间隔获取图像信息。计时装置217可以采用当前现有技术中的任一种电子计时装置及技术，比如常用的石英计时装置，通过将电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线并通电，使之产生晶体谐振，由于石英晶体化学性能非常稳定，热膨胀系数非常小，其振荡频率也非常稳定，通过一芯片监控计算这些震荡的数目来得出时间。具体地，操作人员可以根据需求通过计时装置217设置时间间隔，使得摄像组件21按照操作人员所设置的时间间隔对经过起皱的纸张摄像。

另外，请进一步参阅图2，图2是控制组件22在摄像组件21获取的纸张的20被放大的图像上进行检测的图像，其中控制组件22具体可通过如下方式获取皱纹数：在纸张图像上选取一长方形检测区40，其中该长方形检测区40的长度方向平行于纸张的运动方向，且其长度不小于纸张图像长度的一半，例如可以为图像长度的50％-90％，该检测区40的宽度不小于10个像素直径的和；然后获取检测区40沿长度方向上的像素点的亮度值，并得到具有高亮亮度的像素区的数量，其中，皱纹数即为高亮亮度的像素区的数量。需要指出的是，高亮像素区内各像素亮度值大于等于预设值，且该高亮像素区两侧为包括各像素亮度值小于等于预设值的低亮像素区，另外，像素亮度的预设值可以为一具体的数值，也可以为一预设数值范围。

进一步地，可预先设置皱纹数的预设阈值，当控制组件22获取到的皱纹数达到或超出该预设阈值时，发送控制信号。其中，皱纹数的预设阈值可以为一具体的数值，也可以为一数值范围。

其中，控制组件21可进一步包括一输入设备218或者输入接口等，用于操作人员根据需求向控制组件21直接输入预设阈值，以便于更加方便地满足不同纸种的需要。其中，输入设备218具体可以为键盘、拾音器、手写板等，但并不做具体限定。

其中，在一实施方式中，起皱装置10还包括刀架13及夹具14，夹具14固定在刀架13上并用于夹持刮刀12。

起皱调节装置30还进一步包括伸缩组件31，伸缩组件31包括固定端311、活动端312及机架313，固定端311设置在机架313上，活动端312与刀架13连接，具体可以是枢接，以使得活动端312根据检测结果产生运动，并推动刀架13改变刮刀12与烘缸11之间的夹角，以使得起皱的纸张上的皱纹数量在预设范围内。

其中，伸缩组件31具体可以为气缸装置、液压缸装置、电磁铁装置、直线电机或丝杠螺母装置等。

其中，请进一步参阅图3，刮刀12包括端面121及背面122，端面121和背面122共同构成刮刀12的刀尖123，烘缸11在对应刀尖的位置的切面为虚拟切面111，刮刀12与烘缸11接触并形成的夹角为起皱角α，该起皱角α为虚拟切面111与端面121之间的夹角。

需要指出的是，纸张表面的单位长度内的皱纹数越多，则纸张表面越细腻。其中，单位长度内的皱纹数通常指一英寸内的皱纹数。而起皱角α越大则经过刮刀11的纸页30表面皱纹越细腻，或者说皱纹数越多。因此，在皱纹检测装置20检测到纸张表面的皱纹数量较多时，向起皱调节装置30发出控制信号，减小刮刀12与烘缸11之间的起皱角α；反之，在皱纹检测装置20检测到纸张表面的皱纹数量较少时，向起皱调节装置30发出控制信号，增大刮刀12与烘缸11之间的起皱角α。

其中，刮刀为所述的刮刀12的背面122与虚拟切面111之间的夹角为安装角γ，刮刀12的端面121与垂直于刮刀12的背面111的平面之间的夹角为研磨角β。其中，起皱角α、刮刀安装角γ、研磨角β之间的关系为：α＝90-γ+β。显然，减少研磨角β和/或增加刮刀安装角γ时，起皱角α减小，增加研磨角β和/或降低刮刀安装角γ时，起皱角α增加，即调节刮刀安装角γ或研磨角β均可以对皱纹数产生影响。

因此，本实施方式中，在检测结果为纸张的皱纹数量大于预设阈值时，伸缩组件31的活动端312向远离机架313方向伸出，刀架13逆时针转动，从而使得刮刀安装角γ增大，起皱角α减小，进一步使得经过刮刀12的纸张的皱纹数减少；在检测结果为纸张的皱纹数量小于预设阈值时，活动端312向靠近机架313方向收缩，刀架13顺时针转动，从而使得刮刀安装角γ增加，起皱角α增加，进一步使得经过刮刀12的纸张的皱纹数增加。

另外，在其他实施方式中，可以用转动装置替换伸缩组件31。转动装置与刀架13连接，当转动装置转动时，带动刀架13转动，从而调节刮刀12与烘缸11之间的夹角。转动装置可以为电机、液压马达或气动马达等。具体地，电机可以为步进电机。

其中，在一实施方式中，刮刀12与刀架13之间活动连接，使得起皱调节装置30调节刮刀12与烘缸11之间的夹角时，刮刀12发生水平移动，以与烘缸11接触。

需要指出的是，在起皱调节装置30调节刮刀12的过程当中，在伸缩组件31的活动端312向远离机架313方向伸出时，刀架13逆时针转动，此时，刮刀12容易远离烘缸11从而导致刮刀12与烘缸11之间脱离接触；以及，在活动端312向靠近机架313方向收缩时，刀架13顺时针转动，此时刮刀12容易抵持烘缸11而加大对刮刀12的磨损。因此，将刮刀12与刀架13之间设立活动连接，使得起皱调节装置30调节刮刀12与烘缸11之间的夹角时，刮刀12能够发生水平移动以做出适应性调整，从而实现刮刀12与烘缸11之间的良好接触。

其中，在一实施方式中，该造纸起皱系统进一步包括浆料处理装置、成形装置等。其中，浆料处理装置用于形成纤维悬浮液，成型装置用于将纤维悬浮液超造成湿纸页，其中，湿纸页进一步通过起皱装置10中的烘缸11干燥以用于起皱。

请进一步参阅图4，图4为本申请造纸起皱系统的起皱方法一实施方式的流程示意图。其中，本实施方式中的起皱方法适用于上述本申请造纸起皱系统实施方式中的任一种项造纸起皱系统，该方法包括：

步骤S11：提供纸张，纸张经过烘缸11并传递至刮刀12时发生起皱并形成皱纹；

步骤S12：皱纹检测装置20检测经起皱装置10起皱的纸张的皱纹数量以得出检测结果，并根据检测结果向起皱调节装置30发出控制信号；

步骤S13：起皱调节装置30接收控制信号，并根据控制信号调节刮刀12与烘缸11之间的夹角，以使得起皱的纸张的上的皱纹数量在预设范围内。

其中，本实施方式中，造纸起皱系统及其对应起皱的方法与上述本申请造纸起皱系统实施方式中的相同，相关详细内容请参阅上述实施方式，此处不再赘述。

需要指出的是，通过上述方法，本申请造纸起皱系统在对纸张起皱的过程中，通过皱纹检测装置对纸张的皱纹数量进行检测，并根据检测结果调整刮刀与烘缸之间的夹角，从而能够自动对纸张上的皱纹数量进行控制，使其位于预设范围内，进而提高纸张上形成的皱纹数量的均匀性，以满足用户的使用需求。

其中，请进一步参阅图5，在一实施方式中，皱纹检测装置20包括摄像组件及控制组件，步骤S12包括：

步骤S121：摄像组件21获取经过起皱装置10起皱的纸张的图像信息，并将图像信息发送至控制组件22；

步骤S122：控制组件22分析摄像组件21发送的图像信息，得出纸张的皱纹数量的检测结果，并根据检测结果向起皱调节装置30发出控制信号。

其中，请进一步参阅图2和图6，在一实施方式中，步骤S122包括：

步骤S1221：根据图像信息，在图像上选取一长方形检测区40，检测区40的长度方向平行于纸张经过烘缸11向刮刀12传递的方向；

步骤S1222：获取检测区40内各像素点的亮度值；

步骤S1223：分析亮度值，得出具有高亮亮度的像素区的数量，以得到纸张的皱纹数量的检测结果，根据检测结果向起皱调节装置30发出控制信号。

其中，请进一步参阅图7，在一实施方式中，步骤S1223包括：

步骤S12231：根据检测区40内各像素点的亮度值，逐一判断检测区40内各像素区像素点的平均亮度值是否小于预设亮度值；

步骤S12232：在像素区像素点的平均亮度值不小于预设亮度值时，进一步判断像素区的相邻像素区内的像素点的平均亮度值是否均小于预设亮度值时；

步骤S12233：在像素区的相邻像素区内的像素点的平均亮度值均小于预设亮度值时，指定像素区为具有高亮亮度的像素区；

步骤S12234：获取具有高亮亮度的像素区的数量，得到纸张的皱纹数量的检测结果，根据检测结果向起皱调节装置30发出控制信号。

其中，本实施方式中造纸起皱系统及其对应起皱的方法与上述本申请造纸起皱系统实施方式中的相同，相关详细内容请参阅上述实施方式，此处不再赘述。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (1)

1.一种造纸起皱系统的起皱方法，其特征在于，所述系统包括起皱装置、皱纹检测装置和起皱调节装置，所述起皱装置包括烘缸及刮刀，所述皱纹检测装置包括摄像组件及控制组件，所述方法包括：

提供纸张，所述纸张经过所述烘缸并传递至所述刮刀时发生起皱并形成皱纹；

所述摄像组件获取经过所述起皱装置起皱的所述纸张的图像信息，并将所述图像信息发送至所述控制组件；

根据所述图像信息，在图像上选取一长方形检测区，所述检测区的长度方向平行于所述纸张经过所述烘缸向所述刮刀传递的方向；

获取所述检测区内各像素点的亮度值；

根据所述检测区内各像素点的亮度值，逐一判断所述检测区内各像素区像素点的平均亮度值是否小于预设亮度值；

在所述像素区像素点的平均亮度值不小于所述预设亮度值时，进一步判断所述像素区的相邻像素区内的像素点的平均亮度值是否均小于所述预设亮度值；

在所述像素区的相邻像素区内的像素点的平均亮度值均小于所述预设亮度值时，指定所述像素区为具有高亮亮度的像素区；

获取所述具有高亮亮度的像素区的数量，得到所述纸张的皱纹数量的检测结果，根据所述检测结果向所述起皱调节装置发出控制信号；

所述起皱调节装置接收所述控制信号，并根据所述控制信号调节所述刮刀与所述烘缸之间的夹角，以使得起皱的所述纸张上的所述皱纹数量在预设范围内。

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