CN114206576A - 使用光学和红外成像生产硬质泡沫板的方法、系统和计算机程序产品 - Google Patents

使用光学和红外成像生产硬质泡沫板的方法、系统和计算机程序产品 Download PDF

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Abstract

公开了用于生产硬质泡沫板的方法、系统和计算机程序产品，其包括：在覆面沿传送机行进时将制造泡沫的混合物沉积在覆面上；通过放热反应生产硬质泡沫板；在其制成后但在其冷却到室温前，使用红外或光学成像装置将硬质泡沫板成像，以捕获硬质泡沫板的图像；从成像装置接收包含捕获图像的信号到计算装置；基于捕获图像确定在硬质泡沫板中是否存在需要校正的缺陷；和任选地，响应于确定存在需要校正的缺陷，修改生产硬质泡沫板的工艺参数。

Description

使用光学和红外成像生产硬质泡沫板的方法、系统和计算机 程序产品
领域
本发明尤其涉及使用光学和红外成像生产硬质泡沫板的方法、系统和计算机程序产品。
背景
隔热在建筑围护结构的能量效率和环境影响中起到重要作用。硬质泡沫板用于建筑隔热，因为其具有许多优点，如相对低的安装成本、良好的耐火性和高耐热性。在生产硬质泡沫板时，重要的是保持良好的品质控制，因此板将如预期发挥作用。此外，如同许多工艺，重要的是使浪费和停工期最小化，因为生产者努力以更高效的方式利用他们的资产和原材料。
用于制造硬质泡沫板的原材料是旨在快速硬化成硬质泡沫板的流体。如果该方法不按设计运行，可能产生具有不规则泡沫密度的板，或在硬质泡沫内具有裂纹或大气泡，这可能导致降低板在其整个宽度上的隔热品质。尽管品质控制过程可能识别出一些具有这样的缺陷的板，但这些板可能不得不以较低的价格出售或完全报废。同时，生产硬质泡沫板的方法可能不得不停止以解决任何引起品质问题的情况。
希望改进生产硬质泡沫板的方法，减少废料或不合标准的硬质泡沫板的量，减少生产硬质泡沫板的维护工艺中的停工期的量，和改进用于制造硬质泡沫板的原材料和资产的利用率。
发明概述
在一个实施方案中，公开了用于生产硬质泡沫板的方法、系统或计算机程序产品，其包括：在覆面沿传送机行进时将制造泡沫的混合物沉积在覆面上；由制造泡沫的混合物通过放热反应生产硬质泡沫板；在其制成后但在其冷却到室温前，使用红外或光学成像装置将硬质泡沫板成像，以捕获硬质泡沫板的图像；从成像装置接收包含捕获图像的第一信号到计算装置；基于捕获图像确定在硬质泡沫板中是否存在需要校正的缺陷；和任选地，响应于确定存在需要校正的缺陷，修改生产硬质泡沫板的工艺参数。
在另一实施方案中，所述制造泡沫的混合物包含有机多异氰酸酯、聚合多元醇和发泡剂。在另一实施方案中，红外或光学成像装置是红外照相机。
在再一实施方案中，所述缺陷选自汇合线变得太宽、汇合线在不同位置、出现V孔、出现空隙、预测泡沫密度太高、预测泡沫密度太低、预测压缩强度太高、预测压缩强度太低。
在又一实施方案中，所述工艺参数选自来自出口的流量、出口的位置、出口的取向、出口的角度、通知工艺操作人员、生产硬质泡沫板的速度、传送机的速度、制造泡沫的混合物的组分、制造泡沫的混合物的组分的量和停止生产。
在尚未提到的另一实施方案中，所述方法、系统或计算机程序产品进一步包括步骤：基于硬质泡沫板的捕获图像，确定硬质泡沫板不符合品质标准；切割硬质泡沫板；和分离不符合品质标准的切割后的硬质泡沫板。
在一个不同的实施方案中，所述方法、系统或计算机程序产品进一步包括步骤：在用户界面上显示工艺参数和捕获图像的视觉呈现的至少一种；在用户界面上接收改变至少一个工艺参数的输入；和响应于来自用户界面的输入，改变所述至少一个工艺参数。
在另一个不同的实施方案中，所述方法、系统或计算机程序产品进一步包括步骤：接收一个或多个替代硬质泡沫板产品规格；通过改变至少一个工艺参数，确定是否可根据产品规格生产替代硬质泡沫板产品；和改变至少一个工艺参数以根据产品规格生产替代硬质泡沫板产品。
在再一实施方案中，响应于确定已出现需要校正的缺陷，修改生产硬质泡沫板的工艺参数，所述方法、系统或计算机程序产品包括：用至少一个处理器接收以下至少一个：(a) 与先前存储的用于校正在硬质泡沫板中已出现的缺陷的解决方案相关联的数据；或(b) 来自用于生成校正在硬质泡沫板中已出现的缺陷的解决方案的预测模型的数据；和响应于所述至少一个处理器接收到的数据，改变至少一个工艺参数。
在尚未提到的一个不同的实施方案中，所述方法、系统或计算机程序产品进一步包括步骤：在已修改工艺参数后，从成像装置接收包含捕获图像的第二信号到计算装置；和将与第一信号和第二信号相关联的数据和对硬质泡沫板生产中的工艺参数的修改存储到计算装置。
附图简述
图1是生产硬质泡沫板的方法的描绘；
图2是符合品质标准的硬质泡沫板的顶部透视图；
图3是不符合品质标准的硬质泡沫板的顶部透视图；
图4是过程分析器和控制器的图解视图；和
图5是在检测到问题后分析和控制制造硬质泡沫板的过程的方法的步骤图。
详述
在本说明书中描述和例示了各种实施方案以提供所公开的发明的结构、功能、性质和用途的全面理解。要理解的是，本说明书中描述和例示的各种实施方案是非限制性和非穷举性的。因此，本发明不受本说明书中公开的各种非限制性和非穷举性实施方案的描述限制。联系各种实施方案描述的要素和特征可与其它实施方案的要素和特征组合。这样的修改和变动意图包括在本说明书的范围内。因此，可以修改权利要求以列举本说明书中明确或固有描述的或本说明书以其它方式明确或固有支持的任何要素或特征。此外，（一位或多位）申请人保留修改权利要求以明确放弃现有技术中可能存在的要素或特征的权利。因此，任何这样的修订都遵从35 U.S.C. § 112和35 U.S.C. § 132(a)的要求。本说明书中公开和描述的各种实施方案可包含如本文中各式各样描述的要素和特征、由其组成或基本由其组成。
除非另行指明，本文中指定的任何专利、出版物或其它公开资料全文经此引用并入本说明书，但仅在并入的资料不与本说明书中明确阐述的现有定义、陈述或其它公开资料冲突的程度上。因此和在必要的程度上，如本说明书中阐述的明示公开内容取代经此引用并入本文的任何冲突的资料。据称经此引用并入本说明书但与本文中阐述的现有定义、陈述或其它公开资料冲突的任何资料或其部分仅在并入的资料与现有公开资料之间不发生冲突的程度上并入。申请人保留修改本说明书以明确列举经此引用并入本文的任何主题或其部分的权利。
除非另行指明，本说明书中所用的语法冠词“一个/种”、“一”和“该”意在包括“至少一个/种”或“一个/种或多个/种”。因此，这些冠词在本说明书中用于表示一个/种或多于一个/种（即“至少一个/种”）该冠词的语法对象。例如，“一组分”是指一种或多种组分，因此在所述实施方案的实施中可能考虑并可能利用或使用多于一种组分。此外，除非该用法的上下文另行要求，单数名词的使用包括复数，且复数名词的使用包括单数。
本文所用的术语“计算装置”可以是指配置为与一个或多个网络或经过一个或多个网络直接或间接通讯的一个或多个电子设备。计算装置可以是移动装置。作为一个实例，移动装置可包括蜂窝电话（例如智能手机或标准蜂窝电话）、便携式计算机（例如笔记本电脑或平板电脑）、可穿戴设备（例如手表、眼镜、镜片）、个人数字助理（PDA）和/或其它类似装置。在另一些非限制性实施方案中，计算装置可以是台式计算机或其它非移动计算机。此外，术语“计算机”可以是指包括接收、处理和输出数据的必要组件的任何计算装置，并通常包括处理器、存储器、输入设备和网络接口。尽管计算机可进一步包括显示器，但显示器不是所有实施方案都需要的。“界面”是指生成的显示，如用户可直接或间接（例如，通过键盘、鼠标等）与之交互的一个或多个图形用户界面（GUI）。此外，在网络环境中直接或间接通讯的一个或多个计算机，例如服务器或其它计算机化设备可构成“系统”。
用于生产硬质泡沫板的原材料是流体：液体或气体，将其喷射到大气压和温度条件中，在此材料与彼此反应以产生硬质泡沫。通常制备这样的制造泡沫的混合物，以使整个混合物一起沉积。制造泡沫的混合物通常包含有机多异氰酸酯、聚合多元醇和发泡剂。
在本发明的实践中可使用任何已知的有机多异氰酸酯。合适的多异氰酸酯的实例包括但不限于具有至少两个异氰酸酯基团的取代或未取代的芳族、脂族和脂环族多异氰酸酯。通常使用多官能芳族异氰酸酯。合适的芳族异氰酸酯的具体实例包括但不限于4,4'-二苯甲烷 二异氰酸酯（MDI）、聚合MDI（pMDI）、甲苯二异氰酸酯、脲基甲酸酯改性的异氰酸酯、异氰酸酯封端的预聚物和碳二亚胺改性的异氰酸酯。有机多异氰酸酯可包含具有2.2至3.3的平均NCO官能度和25至2000 mPas的粘度的pMDI和其用多元醇或含有活性氢原子的其它低聚物或聚合物，如聚醚或聚酯多元醇制成的预聚物。pMDI可具有2.2至3.0的官能度和在25℃下小于大约800 mPas的粘度。当然可使用有机多异氰酸酯的任何混合物。
所述（一种或多种）有机多异氰酸酯以基于制造泡沫的混合物的总重量计至少50重量%，如55重量%至75重量%或在一些情况下59重量%至69重量%的量包含在制造泡沫的混合物中。
聚合多元醇可以是任何具有至少两个能与异氰酸酯基团反应的反应性基团的材料。聚合多元醇可以是芳族聚酯多元醇和/或聚醚多元醇，如具有2至8，如2至6或在一些情况下2.0至2.5的平均羟基官能度和/或100 mg KOH/gm至1000 mgKOH/gm或在一些情况下200 mgKOH/gm至500 mgKOH/gm的羟值的那些。在某些实施方案中，使用芳族聚酯多元醇和含有源自可再生材料，如脂肪酸甘油三酯、糖或天然甘油的并入的可再生含量的聚酯和/或聚醚多元醇的共混物。所述（一种或多种）聚合多元醇以基于制造泡沫的混合物的总重量计10重量%至40重量%，如20重量%至40重量%或在一些情况下25重量%至35重量%的量存在。
选择制造泡沫的混合物中所用的有机多异氰酸酯和（一种或多种）聚合多元醇的相对量，以提供具有至少1.8，如至少2.0或在一些情况下2.0至3.0的NCO:OH指数的组合物。
如所示，本发明的某些方法中所用的混合物包含含有一种或多种具有至少20℃（68℉）的大气压沸点的烃发泡剂的发泡剂组合物。在某些实施方案中，发泡剂组合物包含具有至少20℃（68℉）的大气压沸点的烃和水。本文所用的“烃”是指主要由碳和氢组成的化学化合物，其可能含有杂原子，如氧、氮、硫或其它元素。在某些实施方案中，在本发明的实践中不使用具有≥ 25（100年）的全球变暖潜能值（“GWP”）和> 0的臭氧消耗潜能值（“ODP”）的卤代发泡剂。
合适的具有至少20℃（68℉）的大气压沸点的烃的具体实例包括但不限于正戊烷（大气压沸点36.1℃（96.9℉））、异戊烷（大气压沸点27.7℃（81.9℉））、环戊烷（大气压沸点49℃（120.2℉））、己烷（大气压沸点68℃（154.4℉））、2,2-二甲基丁烷（大气压沸点50℃（122℉））、2-甲基戊烷（大气压沸点60℃（140℉））、1-己烯（大气压沸点63℃（145.4℉））、1-戊烯（大气压沸点30℃（86℉））、丙酮（大气压沸点56℃（132.8℉））、乙醛（大气压沸点20.2℃（68.4℉））、碳酸二甲酯（大气压沸点90℃（194℉））、甲缩醛（大气压沸点42.3℃（108.1℉））、甲酸乙酯（大气压沸点54.3℃（129.7℉））、乙酸甲酯（大气压沸点56.9℃（134.4℉））和甲酸甲酯（大气压沸点31.8℃（89.2℉））。当然将会认识到，可使用两种或更多种任何上述或未列举的合适烃的混合物。在某些实施方案中，具有至少20℃（68℉）的大气压沸点的烃是正戊烷、异戊烷、环戊烷、甲酸甲酯和/或甲缩醛。
在某些实施方案中，具有至少20℃（68℉）的大气压沸点的烃以基于制造泡沫的混合物的总重量计至少1重量%，如至少2重量%或在一些情况下至少3重量%和最多10重量%，如最多8重量%或在一些情况下最多6重量%的量存在。
除烃发泡剂外，在发泡剂组合物中通常包含一些水。要认识到，水与异氰酸酯反应以产生二氧化碳气体作为辅助发泡剂。形成泡沫的组合物中包含的水量通常为基于制造泡沫的混合物的总重量计0.05重量%至1.0重量%，如0.1重量%至0.8重量%。
如果需要，发泡剂组合物也可能包含具有小于20℃（68℉）的大气压沸点的烃，如氢氟烯烃，其具体实例包括但不限于丁烷（大气压沸点-1℃（30.2℉））、异丁烷（大气压沸点-11.7℃（10.9℉））、丁烯（大气压沸点-6.6℃（20.1℉））、异丁烯（大气压沸点–6.9℃（19.6℉））、反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯（大气压沸点19℃（66.2℉））和二甲醚（大气压沸点-24℃（-11.2℉））。
此外，制造泡沫的混合物可包含任何各种任选成分。
制造泡沫的混合物可包含阻燃剂组合物。用于形成泡沫的组合物的合适阻燃剂包括但不限于卤化，如溴化阻燃剂，如溴化多元醇，和膦酸化（phosphonated）阻燃剂，如卤化，如氯化磷酸酯。
在某些实施方案中，溴化阻燃剂包含通式(I)的溴化聚醚多元醇：
Figure 996441DEST_PATH_IMAGE001
(I)
其中n是0至7的数值，m是2至3的数值；X是饱和或不饱和溴化多元醇基团；且R是氢或具有1至5个碳原子的烷基。合适的溴化聚醚多元醇的具体实例可作为Ixol® B-251和Ixol® M-125商购自Solvay Fluorides LLC，它们被认为使用美国专利号4,020,024、4,067,911和4,072,638中描述的程序制成。其它合适的溴化阻燃剂包括但不限于3,4,5,6-四溴邻苯二甲酸、三溴新戊醇、1,3-丙二醇、2,2-双(溴甲基)和五溴苯醚等，尤其包括其中两种或更多种的混合物。合适的商购可得的溴化阻燃剂还包括可作为SaFRon®（6000系列）溴化阻燃剂获自ICL Industrial Products的那些。可使用两种或更多种这样的溴化阻燃剂的混合物。在某些实施方案中，溴化阻燃剂不含磷。
合适的磷化合物，如卤化磷酸酯的具体实例包括但不限于磷酸三-(2-氯乙基)酯、磷酸三-(2-氯异丙基)酯（TCPP）、磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯、磷酸三-(2,3-二溴丙基)酯和亚乙基二磷酸四-(2-氯乙基)酯、双-(2-羟乙基)-氨基甲基膦酸二乙酯、磷酸，三乙酯，与环氧乙烷和五氧化二磷（P2O5）的聚合物、磷酸三乙酯，包括其中两种或更多种的混合物。通常使用异氰酸酯反应性和/或非反应性非卤化磷化合物。
在某些实施方案中，制造泡沫的混合物中的阻燃剂总量为基于制造泡沫的混合物的总重量计至少1重量%，如至少2重量%和不大于10重量%，如不大于5重量%。
在某些实施方案中，制造泡沫的混合物包含表面活性剂，以例如稳定发泡反应混合物，直至其获得刚度。这样的表面活性剂通常包含液体或固体有机硅化合物、长链醇的聚乙二醇醚、叔胺、长链烷基酸硫酸酯的烷醇胺盐、烷基磺酸酯或烷基芳基磺酸或其混合物。这样的表面活性剂以足以稳定发泡反应混合物以防止憋塌和形成大的和不均匀的泡孔的量使用。通常使用基于制造泡沫的混合物的总重量计0.1至10重量%的表面活性剂。
在某些实施方案中，在制造泡沫的混合物中使用一种或多种催化剂。可使用任何合适的催化剂，包括叔胺，例如但不限于，三亚乙基二胺、N-甲基吗啉、五甲基二亚乙基三胺、二甲基环己胺、四甲基乙二胺、1-甲基-4-二甲基氨基乙基-哌嗪、3-甲氧基-N-二甲基-丙胺、N-乙基吗啉、二乙基乙醇-胺、N-椰油吗啉、N,N-二甲基-N',N'-二甲基异丙基丙二胺、N,N-二乙基-3-二乙基氨基丙胺和二甲基-苄胺。通常使用用于多异氰酸酯的三聚的催化剂，如碱金属醇盐或羧酸盐，或某些叔胺。这样的催化剂以可测量地提高多异氰酸酯的反应速率的量使用。典型的量是基于制造泡沫的混合物的总重量计0.1至10.0重量%。
在本发明的某些方法中，由制造泡沫的混合物制备硬质泡沫板。这样的硬质泡沫板通过使有机多异氰酸酯和聚合多元醇在发泡剂组合物存在下反应制成。可使用任何已知的生产硬质泡沫板的技术。本文所用的术语“硬质泡沫板”是指包含具有两个主表面（正面和背面）和侧面（其通常由在其中形成硬质泡沫板的壁界定）的多异氰酸酯泡沫芯的结构。通常界定板的各末端，在此切割机割穿该板以建立所需长度。硬质泡沫板是指满足ASTMC1289-15的表1中列出的压缩强度和弯曲强度值的泡沫。
由制造泡沫的混合物生产硬质泡沫板的方法是本领域技术人员已知的。合适方法的实例包括：用于生产聚异氰脲酸酯层压板材隔热材料（laminated boardstockinsulation）的方法、根据美国专利号4,572,865的教导用于连续生产玻璃纤维增强的隔热板的泡沫形成法、用于生产隔热金属板的连续或不连续方法、和用于生产模制或自由发泡的硬质泡沫制品的方法。另一种合适的方法公开在美国专利号8,106,106中，其也经此引用并入本文。
所得硬质泡沫板可具有小于1.80 lb/ft3（28.8 kg/m3），如1.50至1.80 lb/ft3（24.0至28.8 kg/m3）的芯泡沫密度。此外，完全膨胀的硬质泡沫板的厚度可为0.25至6英寸（6.35至152.4毫米），如1至4英寸（25.4至101.6毫米）或在一些情况下1.5至3英寸（38.1至76.2毫米）。
图1描绘泡沫板法10，其中制造泡沫的混合物制成硬质泡沫板。在集管11中经过几个控制阀12和出口13引入制造泡沫的混合物。尽管图1显示四(4)个出口，但可使用任何多个出口，优选2至16个出口。尽管在本文中使用术语“出口”，但这样的出口也可以是喷嘴、喷雾嘴、钻孔或浇口的一种或多种。同样地，术语“集管”可以是浇铸耙。在覆面在壁14内沿传送机行进时将该混合物沉积在覆面上。在本文中使用术语“沉积”；“喷射”和“浇注”也可能指相同操作：将制造泡沫的混合物沉积在覆面上。如上所述，在传送机利用电动轮16和皮带15移动喷射后的发泡混合物时，制造泡沫的混合物的组分在大气条件下反应，以制成硬质泡沫板23。切割机17将硬质泡沫板23切成所需长度，以制成最终产品，即硬质泡沫板24。该方法可进一步包括一个或多个闸门（gates）18和替代板区（alternative board areas）19和20以根据产品特征，如重量、长度或品质分离硬质泡沫板24。附加皮带21和电动轮22可用于自动移动和分离硬质泡沫板42。作为闸门的替代，也可使用机械手臂以分离硬质泡沫板产品。
图2是通过图1中所示的方法制成的硬质泡沫板的顶部透视图。硬质泡沫板30具有顶面31、截面32和侧面34和35。硬质泡沫板30还具有汇合线36、37和38。在硬质泡沫板的形成过程中在从四个出口13的每一个沉积制造泡沫的混合物时形成汇合线，且发泡反应形成快速膨胀到彼此中的泡沫，以形成三条汇合线36、37和38。在正常运行条件的过程中，由各出口13沉积的制造泡沫的混合物的量相同，各自如图1中所示由它们各自的控制阀12控制。这允许泡沫以相同速率形成为单个硬质泡沫板。汇合线36、37和38可为肉眼可见或不可见。但是，如下所述，使用红外成像装置，如红外照相机容易检测到这样的汇合线。此外，红外成像装置可检测汇合线的宽度，以及汇合线在硬质泡沫板上的位置，以及隔开各汇合线的间距。
用于形成硬质泡沫板的制造泡沫的混合物的反应是放热反应。因此硬质泡沫在其制成后且在最终冷却到室温前处于升高的温度下。此外，发泡剂组合物通常充当隔绝体，因此其将在反应完成后更长久地保持反应热。红外成像装置可检测硬质泡沫板中存在的这些温度差。汇合线以及外缘在硬质泡沫板刚制成后明显比硬质泡沫板的其余部分略冷。在通过红外成像装置查看时，汇合线显而易见，即使通过光学照相机或肉眼无法察觉相同的汇合线。另外，红外和光学照相机可用于品质控制，且图像可作为证实硬质泡沫板根据规格制成的品质控制过程的一部分存储。
红外和光学照相机能够检测的另一缺陷包括泡沫密度和压缩强度的差异。如上所述，IR照相机可检测空隙的存在。IR照相机同样可用于检测可能表现为不同温度的泡沫中的变化，以反映不同的泡沫密度。较多发泡剂和较少硬质泡沫的存在可能导致较热的硬质泡沫板，这也将是较低的泡沫密度。相反，较冷的温度可能表明较少发泡剂，和较高泡沫密度。压缩强度是可通过如IR照相机观察到的温度变化预测其变化的另一种性质。例如，来自硬质泡沫板的较热温度读数可能与低压缩强度相关联，且较冷温度读数可能与高压缩强度相关联。
图3是当该方法没有正确运行时，通过图1中所示的方法制成的硬质泡沫板的顶部透视图。硬质泡沫板40具有顶面41、截面42和侧面44和45。硬质泡沫板40还具有V孔46、47和48。V孔代表未成形的汇合线；制造泡沫的混合物在这些区域没有产生足以形成汇合线的硬质泡沫，并且该区域中的混合物的欠缺导致由发泡不足而形成V孔。此外，V孔之间的位置和间距没有位于汇合线的预期位置。这可能归因于四个出口13各自没有以相同速率沉积制造泡沫的混合物，因此具有较低流量的出口将引起在该区域中制成的所得泡沫的V孔，因为没有足够的泡沫。V孔也可能归因于出口的不均匀或非最优位置，因此所得硬质泡沫的料流没有合并在一起以形成适当的汇合线。同时，相邻出口很可能也形成V孔，因为其分配的泡沫混合物生长到比原设计大的区域中，因此在其可能正常运行时，该出口也可能出现问题。如图3中所示，V孔46比其应该在的位置偏左，可能是因为位于最左侧的出口没有沉积对该分配区域而言足够的制造泡沫的混合物，或因为其不在最优位置。这意味着V孔46右侧的区域比原计划的大，因此制造泡沫的混合物的量对该较大区域而言不足，这也导致V孔46和47。在图3中还显示空隙43，其也可能归因于制造泡沫的混合物的量对分配区域而言不足。因此即使跨过分配区域制成硬质泡沫，靠近汇合线或V孔的泡沫可能包含空隙43。如果空隙43正好出现在硬质泡沫板的切割处，有时可能在视觉上发现截面42上的空隙43。更可靠地，可使用红外成像装置检测空隙43，其中它们看起来比硬质泡沫板的其余部分略热。
当该方法没有正确运行时，在硬质泡沫板上出现这样的V孔和空隙。具体地，这在一个或多个出口被固体材料堵塞或出口的位置非最优时发生。由于制造泡沫的混合物被设计为一旦释放到大气条件中就形成固体——通过在释放到大气条件中时膨胀和固化，这时常导致固体材料粘着于出口并阻碍其分散所需量的制造泡沫的混合物的能力。此外，由于各出口彼此协作运行的系统设计，当一个出口没有沉积足够的混合物或位置不正确时，来自该出口的泡沫没有与由相邻出口沉积的材料形成适当的汇合线。因此整个板变成必须报废的缺陷品。此外，可能没有即时检测到该问题，因此导致相当大量的硬质泡沫板可能不得不报废。
参考图4，显示用于分析和控制硬质泡沫制造方法的系统60。系统60可包括与过程分析和参数选择系统65通讯的过程控制器61，从而为过程控制器提供生产或停止生产硬质泡沫板的指令，以及用于生产硬质泡沫板的工艺参数。工艺参数可包括经过各控制阀的制造泡沫的混合物的流量、传送带的速度和在一些实施方案中出口的布置和取向。过程控制器61可以是计算装置并可包括屏幕以显示在至少一个用户界面上，以便用户与过程分析和参数选择系统65交互，以观看IR和/或光学IR馈送（feeds）62和/或工艺参数的可见呈现，并控制生产硬质泡沫板的过程。
过程分析和参数选择系统65可与中央服务器63通讯，以通过存取一系列订单或预期订单和提供用于生产符合这些订单的硬质泡沫板的工艺参数而生成用于生产硬质泡沫板的附加和/或替代性工艺参数，或建议不要生产任何硬质泡沫板。过程分析和参数选择系统65和中央服务器63可以是分开的系统或可以是同一系统的组成部分。
系统60优选包含红外(IR)和/或光学馈送62，其中红外照相机和/或光学照相机和/或其它红外或光学成像装置将硬质泡沫板生产过程的照片或视频发送到过程分析和参数选择系统65。过程分析和参数选择系统65包含数据以确定IR/光学馈送中的图像是否显示在正常运行中的硬质泡沫板，或其是否显示正在生产不合格材料或将来很可能生产不合格材料的硬质泡沫板图像。或者，可在如下文论述的历史过程数据库64中存储或学习这些数据。
提供给过程分析和参数选择系统65的静止或视频图像使其能够确定在过程中是否存在问题，如汇合线变宽成V孔，或汇合线正挪动位置，以及可看见任何空隙，和空隙尺寸变化。如上所述，可被识别为需要校正的其它缺陷还包括泡沫密度和压缩强度。这使得过程分析和参数选择系统65能在硬质泡沫板的品质受到影响之前提前采取行动来解决问题，或至少使与不合格硬质泡沫板相关的停工期和浪费最小化。可采取的行动的实例包括直接或通过过程控制器61或中央服务器63通知工艺操作人员，和/或向过程控制器61发送替代工艺参数。替代工艺参数的实例包括通过限制经过控制阀的流量和减慢传送机而减慢该过程，直到可清理出口。如果该方法如此配置，进一步的替代方案可能是调节出口的位置和/或取向，以解决可能没有沉积足够的制造泡沫的混合物的一个或多个出口。在另一些实施方案中，可改变混合物的组分，以使组分以不同的量加入或在混合物中包含不同的组分。这些校正措施允许以高品质的方式生产硬质泡沫板，直到可清理堵塞的（一个或多个）出口。
为了确定在由光学和/或IR馈送可见的变化的情况下如何改变工艺参数，过程分析和参数选择系统65可与历史过程数据库64通讯，历史过程数据库64可能已存储或学习解决方案。解决方案包含与校正通过IR/光学馈送62识别的缺陷（如汇合线已变得太宽、或V孔或空隙的形成、或泡沫密度或压缩强度的变化）相关的数据。可通过人工智能或机器学习来学习解决方案，以提供可用于校正通过过程分析和参数选择系统65和IR/光学馈送62可看见或预测的缺陷的工艺参数。
历史过程数据库64可包含与先前制备的硬质泡沫板相关的工艺参数数据，包括IR/光学馈送和由于工艺参数变化，它们可能如何改变。由此，过程分析和参数选择系统65可分析和考虑类似硬质泡沫板的IR或光学图像，和过去用于校正问题的措施，从而创建用于校正当前问题的工艺参数。历史过程数据库64可加载这些数据和信息，并且还可在该过程经历由过程分析和参数选择系统65和IR/光学馈送62识别的问题时学习这些数据和信息。
过程分析和参数选择系统65可包含来自历史过程数据库64的与工艺参数数据以及IR和/或光学图像相关的预测模型，以生产硬质泡沫板。预测模型可使用现有数据的插值、数据库查找匹配项、改变工艺参数对硬质泡沫板性质的影响的多元回归模型（包括在进行这样的工艺改变后获得的图像）或任何数量的机器学习和神经网络算法生成。预测模型生成器可生成校正使用来自IR/光学馈送的图像识别的问题的方法和相关工艺参数。
参考图5，显示纠正硬质泡沫板生产中的问题的方法70。在这种方法中，过程分析和参数选择系统接收IR/光学馈送，其显示在用于制造硬质泡沫板的生产过程中存在问题71。该问题的性质可能使得在硬质泡沫板中产生产品缺陷，如V孔或大空隙，并通过IR/光学馈送来检测。或者问题可能是汇合线的位置看起来已移动。或者问题可能是泡沫密度或压缩强度已改变。过程分析和参数选择系统还可能考虑显示图像中的变化的趋势，这将指示将来很可能出现问题。
该系统随后确定72调整是否可校正该问题。为了做出这个确定，系统可考虑其历史过程数据库以及显示可制成的替代产品的中央服务器。根据该系统中和/或历史过程数据库中的数据，该系统可考虑先前或预加载的工艺变动以及由对实施到该系统中或预加载到该系统中的工艺参数作出的变动得到的图像。如果可作出改变，则系统指示过程控制器作出校正73。
如果不能作出改变来校正问题，则该系统确定74是否可制造替代产品。在确定是否可制造替代产品时，该系统可与中央服务器通讯，以检查是否存在硬质泡沫板的其它订单以及这些订单的相对值，以确定最理想的行动过程是否是改变工艺参数以制造替代产品。替代产品的一个实例是对较低品质产品的订单，或在如通过IR/光学馈送的分析测定的当前工艺受损下可制成的产品。如果存在可作出的这种工艺变动，该系统作出校正75以开始生产新产品。
在另一非限制性实施方案中，该系统可在确定调整是否可校正缺陷之前确定是否可制造替代产品。在这一实施方案中，具有缺陷但板仍在替代产品的产品规格内的硬质泡沫板被分离，因此其可作为替代产品出售。此外，该系统可基于如本文所述的光学和/或IR照相机输入来预测硬质泡沫板的某些性能特性。该系统可对通过该方法制成的不同产品或具有不同程度缺陷的相同产品进行分级，并根据这些差异分离硬质泡沫板产品。此外，可使用基于观察到的缺陷的类型和量或基于这些硬质泡沫板产品的预测性能的性能评级系统。该系统随后根据性能评级系统对不同的板产品进行分类。
如果没有这种生产替代产品的机会，则该系统确定是否可进行在线修复以校正该问题。在线修复的实例包括改变一个或多个控制阀的流量以改变从各个阀流出的制造泡沫的混合物的量、减慢一个或多个传送机、改变一个或多个出口的位置、取向或角度，以及警告操作人员从特定出口清除固体。如果可作出校正，该系统随后继续作出校正77，并切割和丢弃受影响的产品78。在警告系统操作人员的情况下，校正可能是将生产减慢到最低限度，以使不得不丢弃的产品最少化，并等待直到IR/光学馈送显示正在生产改进的硬质泡沫板，如在操作人员已清理堵塞的出口后，然后该系统将恢复正常运行。作为丢弃受影响产品的替代，如果其满足替代等级的规格，其可被分离并作为不同等级的产品使用。
如果不能对该过程进行在线修复，则系统停止该过程，警告操作人员，并切割和丢弃任何受影响的产品79。如上所述，这样的产品可被分离并作为不同等级的产品使用。
在另一个非限制性实施方案中，用于创建生产硬质泡沫板的工艺参数的计算机程序产品包括至少一个非暂时性计算机可读介质，其包括在被至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器执行本文所述的任何系统和方法的程序指令。所述至少一个处理器可包括过程分析和参数选择系统65和/或历史过程数据库64。
已经参考各种非限制性和非穷举性实施方案著述本说明书。但是，本领域普通技术人员会认识到，可在本说明书的范围内做出任何公开的实施方案（或其部分）的各种取代、修改或组合。因此，要考虑和理解的是，本说明书支持本文中没有明文阐述的附加实施方案。可以例如通过组合、修改或重组本说明书中描述的各种非限制性实施方案的任何公开的步骤、组分、元件、要素、方面、特征、限制等获得这样的实施方案。由此，申请人保留在审查期间修改权利要求书以增加如本说明书中各式各样描述的特征的权利，并且这样的修改遵从35 U.S.C. § 112第一段和35 U.S.C. § 132(a)的要求。
此外，公开了以下方面：
1.用于生产硬质泡沫板的方法、系统或计算机程序产品，其包括：
在覆面沿传送机行进时将制造泡沫的混合物沉积在覆面上；
由制造泡沫的混合物通过放热反应生产硬质泡沫板；
在其制成后但在其冷却到室温前，使用红外或光学成像装置将硬质泡沫板成像，以捕获硬质泡沫板的图像；
从成像装置接收包含捕获图像的第一信号到计算装置；
基于捕获图像确定在硬质泡沫板中是否存在需要校正的缺陷；和
任选地，响应于确定存在需要校正的缺陷，修改生产硬质泡沫板的工艺参数。
2.1的方法、系统或计算机程序产品，其中所述制造泡沫的混合物包含有机多异氰酸酯、聚合多元醇和发泡剂。
3.1或2的方法、系统或计算机程序产品，其中所述红外或光学成像装置是红外照相机。
4.前述方面任一项的方法、系统或计算机程序产品，其中所述缺陷选自汇合线变得太宽、汇合线在不同位置、出现V孔、出现空隙、预测泡沫密度太高、预测泡沫密度太低、预测压缩强度太高、预测压缩强度太低。
5.前述方面任一项的方法、系统或计算机程序产品，其中所述工艺参数选自来自出口的流量、出口的位置、出口的取向、出口的角度、通知工艺操作人员、生产硬质泡沫板的速度、传送机的速度、制造泡沫的混合物的组分、制造泡沫的混合物的组分的量和停止生产。
6.前述方面任一项的方法、系统或计算机程序产品，其进一步包括步骤：
基于硬质泡沫板的捕获图像，确定硬质泡沫板不符合品质标准；
切割硬质泡沫板；和
分离不符合品质标准的切割后的硬质泡沫板。
7.前述方面任一项的方法、系统或计算机程序产品，其进一步包括步骤：
在用户界面上显示工艺参数和捕获图像的视觉呈现的至少一种；
在用户界面上接收改变至少一个工艺参数的输入；和
响应于来自用户界面的输入，改变所述至少一个工艺参数。
8.前述方面任一项的方法、系统或计算机程序产品，其进一步包括步骤：
接收一个或多个替代硬质泡沫板产品规格；
通过改变至少一个工艺参数，确定是否可根据产品规格生产替代硬质泡沫板产品；和
改变至少一个工艺参数以根据产品规格生产替代硬质泡沫板产品。
9.前述方面任一项的方法、系统或计算机程序产品，其中响应于确定已出现需要校正的缺陷，修改生产硬质泡沫板的工艺参数，其包括：
用至少一个处理器接收以下至少一个：(a) 与先前存储的用于校正在硬质泡沫板中已出现的缺陷的解决方案相关联的数据；或(b) 来自用于生成校正在硬质泡沫板中已出现的缺陷的解决方案的预测模型的数据；和
响应于所述至少一个处理器接收到的数据，改变至少一个工艺参数。
10.前述方面任一项的方法、系统或计算机程序产品，其进一步包括步骤：
在已修改工艺参数后，从成像装置接收包含捕获图像的第二信号到计算装置；和
将与第一信号和第二信号相关联的数据和对硬质泡沫板生产中的工艺参数的修改存储到计算装置。

Claims (30)

1.生产硬质泡沫板的方法，其包括：
在覆面沿传送机行进时将制造泡沫的混合物沉积在覆面上；
由制造泡沫的混合物通过放热反应生产硬质泡沫板；
在其制成后但在其冷却到室温前，使用红外或光学成像装置将硬质泡沫板成像，以捕获硬质泡沫板的图像；
从成像装置接收包含捕获图像的第一信号到计算装置；
基于捕获图像确定在硬质泡沫板中是否存在需要校正的缺陷；和
任选地，响应于确定存在需要校正的缺陷，修改生产硬质泡沫板的工艺参数。
2.权利要求1的方法，其中所述制造泡沫的混合物包含有机多异氰酸酯、聚合多元醇和发泡剂。
3.权利要求1的方法，其中所述红外或光学成像装置是红外照相机。
4.权利要求1的方法，其中所述缺陷选自汇合线变得太宽、汇合线在不同位置、出现V孔、出现空隙、预测泡沫密度太高、预测泡沫密度太低、预测压缩强度太高、预测压缩强度太低。
5.权利要求1的方法，其中所述工艺参数选自来自出口的流量、出口的位置、出口的取向、出口的角度、通知工艺操作人员、生产硬质泡沫板的速度、传送机的速度、制造泡沫的混合物的组分、制造泡沫的混合物的组分的量和停止生产。
6.权利要求1的方法，其进一步包括步骤：
基于硬质泡沫板的捕获图像，确定硬质泡沫板不符合品质标准；
切割硬质泡沫板；和
分离不符合品质标准的切割后的硬质泡沫板。
7.权利要求1的方法，其进一步包括步骤：
在用户界面上显示工艺参数和捕获图像的视觉呈现的至少一种；
在用户界面上接收改变至少一个工艺参数的输入；和
响应于来自用户界面的输入，改变所述至少一个工艺参数。
8.权利要求1的方法，其进一步包括步骤：
接收一个或多个替代硬质泡沫板产品规格；
通过改变至少一个工艺参数，确定是否可根据产品规格生产替代硬质泡沫板产品；和
改变至少一个工艺参数以根据产品规格生产替代硬质泡沫板产品。
9.权利要求1的方法，其中响应于确定已出现需要校正的缺陷，修改生产硬质泡沫板的工艺参数，其包括：
用至少一个处理器接收以下至少一个：(a) 与先前存储的用于校正在硬质泡沫板中已出现的缺陷的解决方案相关联的数据；或(b) 来自用于生成校正在硬质泡沫板中已出现的缺陷的解决方案的预测模型的数据；和
响应于所述至少一个处理器接收到的数据，改变至少一个工艺参数。
10.权利要求1的方法，其进一步包括步骤：
在已修改工艺参数后，从成像装置接收包含捕获图像的第二信号到计算装置；和
将与第一信号和第二信号相关联的数据和对硬质泡沫板生产中的工艺参数的修改存储到计算装置。
11.用于生产硬质泡沫板的系统，所述系统包括：
在覆面沿传送机行进时将制造泡沫的混合物沉积在覆面上；
由制造泡沫的混合物通过放热反应生产硬质泡沫板；
在其制成后但在其冷却到室温前，使用红外或光学成像装置将硬质泡沫板成像，以捕获硬质泡沫板的图像；
从成像装置接收包含捕获图像的第一信号到计算装置；
基于捕获图像确定在硬质泡沫板中是否存在需要校正的缺陷；和
任选地，响应于确定存在需要校正的缺陷，修改生产硬质泡沫板的工艺参数。
12.权利要求11的系统，其中所述制造泡沫的混合物包含有机多异氰酸酯、聚合多元醇和发泡剂。
13.权利要求11的系统，其中所述红外或光学成像装置是红外照相机。
14.权利要求11的系统，其中所述缺陷选自汇合线变得太宽、汇合线在不同位置、出现V孔、出现空隙、预测泡沫密度太高、预测泡沫密度太低、预测压缩强度太高、预测压缩强度太低。
15.权利要求11的系统，其中所述工艺参数选自来自出口的流量、出口的位置、出口的取向、出口的角度、通知工艺操作人员、生产硬质泡沫板的速度、传送机的速度、制造泡沫的混合物的组分、制造泡沫的混合物的组分的量和停止生产。
16.权利要求11的系统，其进一步包括步骤：
基于硬质泡沫板的捕获图像，确定硬质泡沫板不符合品质标准；
切割硬质泡沫板；和
分离不符合品质标准的切割后的硬质泡沫板。
17.权利要求11的系统，其进一步包括步骤：
在用户界面上显示工艺参数和捕获图像的视觉呈现的至少一种；
在用户界面上接收改变至少一个工艺参数的输入；和
响应于来自用户界面的输入，改变所述至少一个工艺参数。
18.权利要求11的系统，其进一步包括步骤：
接收一个或多个替代硬质泡沫板产品规格；
通过改变至少一个工艺参数，确定是否可根据产品规格生产替代硬质泡沫板产品；和
改变至少一个工艺参数以根据产品规格生产替代硬质泡沫板产品。
19.权利要求11的系统，其中响应于确定已出现需要校正的缺陷，修改生产硬质泡沫板的工艺参数，其包括：
用至少一个处理器接收以下至少一个：(a) 与先前存储的用于校正在硬质泡沫板中已出现的缺陷的解决方案相关联的数据；或(b) 来自用于生成校正在硬质泡沫板中已出现的缺陷的解决方案的预测模型的数据；和
响应于所述至少一个处理器接收到的数据，改变至少一个工艺参数。
20.权利要求11的系统，其进一步包括步骤：
在已修改工艺参数后，从成像装置接收包含捕获图像的第二信号到计算装置；和
将与第一信号和第二信号相关联的数据和对硬质泡沫板生产中的工艺参数的修改存储到计算装置。
21.用于生产硬质泡沫板的计算机程序产品，所述硬质泡沫板由在覆面沿传送机行进时沉积在覆面上的制造泡沫的混合物通过放热反应制成，所述计算机程序产品包括：
在硬质泡沫板制成后但在使其冷却到室温前，接收包含由红外或光学成像装置捕获的硬质泡沫板的图像的第一信号到计算装置；
基于捕获图像确定在硬质泡沫板中是否存在需要校正的缺陷；和
任选地，响应于确定存在需要校正的缺陷，修改生产硬质泡沫板的工艺参数。
22.权利要求21的计算机程序产品，其中所述制造泡沫的混合物包含有机多异氰酸酯、聚合多元醇和发泡剂。
23.权利要求21的计算机程序产品，其中所述红外或光学成像装置是红外照相机。
24.权利要求21的计算机程序产品，其中所述缺陷选自汇合线变得太宽、汇合线在不同位置、出现V孔、出现空隙、预测泡沫密度太高、预测泡沫密度太低、预测压缩强度太高、预测压缩强度太低。
25.权利要求21的计算机程序产品，其中所述工艺参数选自来自出口的流量、出口的位置、出口的取向、出口的角度、通知工艺操作人员、生产硬质泡沫板的速度、传送机的速度、制造泡沫的混合物的组分、制造泡沫的混合物的组分的量和停止生产。
26.权利要求21的计算机程序产品，其进一步包括步骤：
基于硬质泡沫板的捕获图像，确定硬质泡沫板不符合品质标准；
切割硬质泡沫板；和
分离不符合品质标准的切割后的硬质泡沫板。
27.权利要求21的计算机程序产品，其进一步包括步骤：
在用户界面上显示工艺参数和捕获图像的视觉呈现的至少一种；
在用户界面上接收改变至少一个工艺参数的输入；和
响应于来自用户界面的输入，改变所述至少一个工艺参数。
28.权利要求21的计算机程序产品，其进一步包括步骤：
接收一个或多个替代硬质泡沫板产品规格和生产量；
通过改变至少一个工艺参数，确定是否可根据产品规格生产替代硬质泡沫板产品；和
改变至少一个工艺参数以根据产品规格生产替代硬质泡沫板产品。
29.权利要求21的计算机程序产品，其中响应于确定已出现需要校正的缺陷，修改生产硬质泡沫板的工艺参数，其包括：
用至少一个处理器接收以下至少一个：(a) 与先前存储的用于校正在硬质泡沫板中已出现的缺陷的解决方案相关联的数据；或(b) 来自用于生成校正在硬质泡沫板中已出现的缺陷的解决方案的预测模型的数据；和
响应于所述至少一个处理器接收到的数据，改变至少一个工艺参数。
30.权利要求21的计算机程序产品，其进一步包括步骤：
在已修改工艺参数后，从成像装置接收包含捕获图像的第二信号到计算装置；和
将与第一信号和第二信号相关联的数据和对硬质泡沫板生产中的工艺参数的修改存储到计算装置。
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