CN117268272B - 一种隔热片材厚度检测系统及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及隔热片材领域，用于解决气凝胶生产中缺少全自动化的厚度检测系统，无法完全脱离人工导致产品质量不稳定的问题，具体为一种隔热片材厚度检测系统及检测方法；本发明中，对隔热片材的整体厚度进行检测，完成全自动厚度检测，实现全自动化封装作业，解决人工组装产生的误差和良率，同时减少人工、提高良品率和效率，在对隔热片材整体厚度进行检测完成后，对隔热片材每个点位的厚度进行逐一对比分析，当隔热片材中存在任意点位超过了最大允许范围时，对隔热片材进行不合格判定，通过上下两组间距的对比分析，智能分析气凝胶隔热片材的平整度，能够自动发现隔热片材弯曲项目的不合格，进一步提高了厚度检测系统的检测项目全面性。

Description

一种隔热片材厚度检测系统及检测方法

技术领域

本发明涉及隔热片材领域，具体为一种隔热片材厚度检测系统及检测方法。

背景技术

气凝胶材料是将纳米气凝胶与特殊纤维结合在一起，具有优异的隔热效果，材料整体憎水，可有效防止水分进入，为无机材料，采用气凝胶材料制作的隔热片材具有遇火不燃，厚度薄的优点，广泛适用于空间有限但要求较高的各类保温隔热，例如新能源电池隔热保温，特殊电器设备保温，汽车，地铁，电子产品的保温隔热等；

气凝胶材料制作的隔热片材具有保持系统内部温度，利于低温充放电，保持系统内部温度，外部出现火烧或者高温时，延缓电池热失控，提高安全性的作用，因此，气凝胶隔热片材在参与封装时，气凝胶的质量对电池的稳定性具有直接的影响，现有的气凝胶隔热片材基本是通过人工检测厚度或通过半自动化的方式检测厚度，使得隔热片材生产中无法脱离人工，从而增加了隔热片材生产时的误差率和次品率；

针对上述技术问题，本申请提出一种解决方案。

发明内容

本发明中，对隔热片材的整体厚度进行检测，通过对比分析智能控制整体质量合格的产品进入后续封装程序，完成全自动厚度检测，实现全自动化封装作业，解决人工组装产生的误差和良率，同时减少人工、提高良品率和效率，在对隔热片材整体厚度进行检测完成后，对隔热片材每个点位的厚度进行逐一对比分析，当隔热片材中存在任意点位超过了最大允许范围时，对隔热片材进行不合格判定，通过上下两组间距的对比分析，智能分析气凝胶隔热片材的平整度，能够自动发现隔热片材弯曲项目的不合格，进一步提高了厚度检测系统的检测项目全面性，解决隔热片材生产中缺少全自动化的厚度检测系统，无法完全脱离人工导致产品质量不稳定的问题，而提出一种隔热片材厚度检测系统及检测方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种隔热片材厚度检测系统，包括片材厚度采集单元、厚度数据分析单元、曲面分析单元和检测控制单元，所述片材厚度采集单元能够通过隔热片材厚度检测装置中的两组测距矩阵对隔热片材的距离进行采集，并根据采集到的隔热片材和测距矩阵之间的距离计算出隔热片材的厚度，所述片材厚度采集单元将隔热片材的厚度发送至厚度数据分析单元；

所述厚度数据分析单元对隔热片材的厚度进行分析，根据分析结果判断隔热片材的厚度是否符合工艺需求，并生成厚度合格信号或厚度不合格信号，将厚度合格信号或厚度不合格信号发送至检测控制单元；

所述曲面分析单元通过厚度数据分析单元获取到隔热片材距离两组测距矩阵的距离，并分别记录为上间距和下间距，所述曲面分析单元对上间距和下间距对隔热片材平整度进行分析，并根据分析结果生成片材弯曲信号或片材平整信号，所述曲面分析单元将片材弯曲信号或片材平整信号发送至检测控制单元；

所述检测控制单元根据获取到的厚度合格信号、厚度不合格信号、片材弯曲信号或片材平整信号生成相应的片材检测结果，并将片材检测结果发送至隔热片材厚度检测装置，所述隔热片材厚度检测装置包括安装板，所述安装板上方固定安装有送料轨道，所述安装板上方悬吊有顶板，所述安装板下方固定安装有底板，所述顶板下表面固定安装有顶部测距矩阵，所述底板上表面固定安装有底部测距矩阵，所述顶部测距矩阵和底部测距矩阵每一个测距点在竖直方向上一一对应；

所述曲面分析单元将获取到的上间距和下间距进行差值计算，其中进行计算的上间距和下间距为在竖直方向上相对应的一组，所述曲面分析单元将上间距和下间距的差值记录为波动值；

所述曲面分析单元获取到预设的波动值a和b，且a＜b，所述曲面分析单元将波动值与a和b对比，若波动值小于a，则将波动值记录为平面波动值，若波动值大于a且小于b，则将波动值记录为轻微波动值，若波动值大于b，则将波动值记录为曲面波动值；

所述曲面分析单元将平面波动值的数量记录为M1，将轻微波动值的数量记录为M2，将曲面波动值的数量记录为M3，并通过公式分析片材平整特征值Y，，其中j、q、k为预设的权重系数，且q＜k；

所述曲面分析单元将片材平整特征值Y与预设的特征阈值Y0进行对比，若片材平整特征值Y小于等于特征阈值Y0，则生成片材弯曲信号，若片材平整特征值Y大于特征阈值Y0，则生成片材平整信号。

作为本发明的一种优选实施方式，所述片材厚度采集单元通过顶部测距矩阵测量隔热片材距离顶部测距矩阵的距离，并记录为L1，通过底部测距矩阵测量隔热片材距离底部测距矩阵之间的距离，并记录为L2，所述片材厚度采集单元将顶部测距矩阵和底部测距矩阵之间的距离记录为L0，通过公式计算片材厚度L3，L3=L0-L1-L2，所述片材厚度采集单元将每个激光测距点上的片材厚度与预设的厚度需求范围进行对比，将片材厚度位于厚度需求范围内的点，记录为标准点，将片材厚度位于厚度需求范围外的点，记录为异常点，所述片材厚度采集单元将标准点和异常点的数量进行求和，并将求和后的数量与激光测距点的总设置数量进行对比，若求和后的数量与激光测距点的总设置数量相同，则生成设备正常信号，若求和后的数量与激光测距点的总设置数量不同，则生成设备故障信号；

所述片材厚度采集单元通过异常点的数量以及异常点和标准点的总数量计算异常点在总数量中的占比，并将异常点的占比与工艺需求的最大异常占比进行对比，若异常点的占比小于工艺需求的最大异常占比，则生成厚度合格信号，若异常点的占比大于等于工艺需求的最大异常占比，则生成厚度不合格信号。

作为本发明的一种优选实施方式，所述片材厚度采集单元将每个激光测距点上的片材厚度依照厚度进行顺序排列，并将排序中的最大值与预设的厚度上限进行对比，若最大值超过厚度上限，则生成厚度超标信号，若最大值未超过厚度上限，则不作出反应，再将排序中的最小值与预设的厚度下限进行对比，若最小值小于厚度下限，则生成厚度过低信号，若最小值未小于厚度下限；

所述片材厚度采集单元获取到厚度过低信号或厚度过高信号后，生成厚度不合格信号。

作为本发明的一种优选实施方式，所述检测控制单元同时获取到厚度合格信号和片材平整信号时，生成通过信号，并将通过信号发送至隔热片材厚度检测装置，所述检测控制单元获取到厚度不合格信号或片材弯曲信号中的任意一个时，生成阻拦信号，并将阻拦信号发送至隔热片材厚度检测装置。

一种隔热片材厚度检测方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：通过激光测距矩阵分别从隔热片材的上方和下方同时进行激光测距；

步骤二：通过隔热片材上方和下方的激光测距结果以及上下方两组激光测距点之间的原始距离计算出隔热片材每个测距点上的厚度；

步骤三：通过对每个厚度点上的厚度进行检测，并判断合格点数所占比例，判断隔热片材整体上的厚度是否合格；

步骤四：通过对每个厚度点上的厚度进行最大值或最小值检测，若存在任意一个点上的厚度超过最大值或小于最小值，则直接判断隔热片材厚度不合格；

步骤五：对每个测距点距离上下方激光测距点的距离进行差值计算，判断不同测距点上的隔热片材所处的高度，对隔热片材的平整性进行判断，确保隔热片材平整度合格；

步骤六：当步骤三至步骤五中的步骤全部合格后，允许隔热片材进行通过，进入后续封装程序，当步骤三至步骤五中的步骤存在任意一项不合格时，不许与隔热片材通过，由气动组件或机械组件对隔热片材进行卸料，回收不合格隔热片材。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中，通过对隔热片材的整体厚度进行检测，确保隔热片片材的整体厚度均一合格，当隔热片材中存在少部分允许范围内的过厚或过薄时，能够通过对比分析智能控制整体质量合格的产品进入后续封装程序，完成全自动厚度检测，实现全自动化封装作业，解决人工组装产生的误差和良率，同时减少人工、提高良品率和效率。

本发明中，在对隔热片材整体厚度进行检测完成后，通过扩大阈值范围，并对隔热片材每个点位的厚度进行逐一对比分析，当隔热片材中存在任意点位超过了最大允许范围时，能够直接对隔热片材进行不合格判定，从而避免进入后续封装程序中的隔热片材存在较大的凸起点或者过薄的凹陷点，保证了气凝胶整体的隔热效果。

本发明中，通过上下两组间距的对比分析，智能分析气凝胶隔热片材的平整度，当气凝胶出现过大弯曲时，对后续封装程序以及气凝胶的隔热效果存在较大影响，为避免影响后续封装程序，能够自动判定隔热片材不合格，避免其进入后续封装，进一步提高了厚度检测系统的检测项目全面性。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的系统框图；

图2为本发明的厚度检测装置结构主视图；

图3为本发明的厚度检测装置仰视图。

图中：1、顶板；2、送料轨道；3、底板；4、测距预留孔；5、安装板；6、底部测距矩阵；7、顶部测距矩阵。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1－图3所示，一种隔热片材厚度检测系统，包括片材厚度采集单元、厚度数据分析单元、曲面分析单元和检测控制单元，片材厚度采集单元能够通过隔热片材厚度检测装置中的两组测距矩阵对隔热片材的距离进行采集，通过顶部测距矩阵7测量隔热片材距离顶部测距矩阵7的距离，并记录为L1，通过底部测距矩阵6测量隔热片材距离底部测距矩阵6之间的距离，并记录为L2，片材厚度采集单元将顶部测距矩阵7和底部测距矩阵6之间的距离记录为L0，通过公式计算片材厚度L3，L3=L0-L1-L2，片材厚度采集单元将隔热片材的厚度发送至厚度数据分析单元；

具体的，隔热片材厚度检测装置包括安装板5，安装板5上方固定安装有送料轨道2，安装板5上方悬吊有顶板1，安装板5下方固定安装有底板3，顶板1下表面固定安装有顶部测距矩阵7，底板3上表面固定安装有底部测距矩阵6，顶部测距矩阵7和底部测距矩阵6每一个测距点在竖直方向上一一对应，顶部测距矩阵7和底部测距矩阵6大致对称设置在送料轨道2上下两侧，使得顶部测距矩阵7和底部测距矩阵6距离送料轨道2的距离相差一个标准的隔热片材厚度，即假设隔热片材厚度为标准值时，L1=L2=1/2×（L0-隔热片材厚度）；

厚度数据分析单元对隔热片材的厚度进行分析，根据分析结果判断隔热片材的厚度是否符合工艺需求，片材厚度采集单元将每个激光测距点上的片材厚度与预设的厚度需求范围进行对比，将片材厚度位于厚度需求范围内的点，记录为标准点，将片材厚度位于厚度需求范围外的点，记录为异常点，片材厚度采集单元将标准点和异常点的数量进行求和，并将求和后的数量与激光测距点的总设置数量进行对比，若求和后的数量与激光测距点的总设置数量相同，表明所有激光测距点均在正常工作状态，则生成设备正常信号，若求和后的数量与激光测距点的总设置数量不同，表明存在激光测距点无法工作，则生成设备故障信号；

片材厚度采集单元通过异常点的数量以及异常点和标准点的总数量计算异常点在总数量中的占比，并将异常点的占比与工艺需求的最大异常占比进行对比，若异常点的占比小于工艺需求的最大异常占比，表明隔热片材中仅存在小部分厚度不合格区域，且厚度不合格范围未超过极限范围，则生成厚度合格信号，若异常点的占比大于等于工艺需求的最大异常占比，表明隔热片材中存在大部分厚度不合格区域，则生成厚度不合格信号；

片材厚度采集单元将每个激光测距点上的片材厚度依照厚度进行顺序排列，并将排序中的最大值与预设的厚度上限进行对比，若最大值超过厚度上限，则生成厚度超标信号，若最大值未超过厚度上限，则不作出反应，再将排序中的最小值与预设的厚度下限进行对比，若最小值小于厚度下限，则生成厚度过低信号，若最小值未小于厚度下限，其中预设的厚度上限和厚度下限均位于厚度需求范围外，即厚度上限和厚度下限的标准宽松与厚度需求范围，当隔热片材中任意一点的厚度大于厚度上限或小于厚度下限时，会导致隔热片材无法使用；

片材厚度采集单元获取到厚度过低信号或厚度过高信号后，生成厚度不合格信号，片材厚度采集单元将厚度合格信号或厚度不合格信号发送至检测控制单元

曲面分析单元通过厚度数据分析单元获取到隔热片材距离两组测距矩阵的距离，并分别记录为上间距和下间距，曲面分析单元将获取到的上间距和下间距进行差值计算，其中进行计算的上间距和下间距为在竖直方向上相对应的一组，曲面分析单元将上间距和下间距的差值记录为波动值，

曲面分析单元获取到预设的波动值a和b，且a＜b，曲面分析单元将波动值与a和b对比，若波动值小于a，则将波动值记录为平面波动值，若波动值大于a且小于b，则将波动值记录为轻微波动值，若波动值大于b，则将波动值记录为曲面波动值；

曲面分析单元将平面波动值的数量记录为M1，将轻微波动值的数量记录为M2，将曲面波动值的数量记录为M3，并通过公式分析片材平整特征值Y，，其中j、q、k为预设的权重系数，且q＜k；

曲面分析单元将片材平整特征值Y与预设的特征阈值Y0进行对比，若片材平整特征值Y小于等于特征阈值Y0，则生成片材弯曲信号，若片材平整特征值Y大于特征阈值Y0，则生成片材平整信号，曲面分析单元将片材弯曲信号或片材平整信号发送至检测控制单元，

检测控制单元根据获取到的厚度合格信号、厚度不合格信号、片材弯曲信号或片材平整信号生成相应的片材检测结果，并将片材检测结果发送至隔热片材厚度检测装置，检测控制单元同时获取到厚度合格信号和片材平整信号时，生成通过信号，并将通过信号发送至隔热片材厚度检测装置，检测控制单元获取到厚度不合格信号或片材弯曲信号中的任意一个时，生成阻拦信号，并将阻拦信号发送至隔热片材厚度检测装置。

实施例二

请参阅图1－图3所示，一种隔热片材厚度检测方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：通过激光测距矩阵分别从隔热片材的上方和下方同时进行激光测距；

步骤二：通过隔热片材上方和下方的激光测距结果以及上下方两组激光测距点之间的原始距离计算出隔热片材每个测距点上的厚度；

步骤三：通过对每个厚度点上的厚度进行检测，并判断合格点数所占比例，判断隔热片材整体上的厚度是否合格；

步骤四：通过对每个厚度点上的厚度进行最大值或最小值检测，若存在任意一个点上的厚度超过最大值或小于最小值，则直接判断隔热片材厚度不合格；

步骤五：对每个测距点距离上下方激光测距点的距离进行差值计算，判断不同测距点上的隔热片材所处的高度，对隔热片材的平整性进行判断，确保隔热片材平整度合格；

步骤六：当步骤三至步骤五中的步骤全部合格后，允许隔热片材进行通过，进入后续封装程序，当步骤三至步骤五中的步骤存在任意一项不合格时，不许与隔热片材通过，由气动组件或机械组件对隔热片材进行卸料，回收不合格隔热片材

本发明中，通过对隔热片材的整体厚度进行检测，确保隔热片片材的整体厚度均一合格，能够通过对比分析智能控制整体质量合格的产品进入后续封装程序，完成全自动厚度检测，实现全自动化封装作业，解决人工组装产生的误差和良率，同时减少人工、提高良品率和效率，在对隔热片材整体厚度进行检测完成后，通过扩大阈值范围，并对隔热片材每个点位的厚度进行逐一对比分析，当隔热片材中存在任意点位超过了最大允许范围时，能够直接对隔热片材进行不合格判定，保证了气凝胶整体的隔热效果，通过上下两组间距的对比分析，智能分析气凝胶隔热片材的平整度，当气凝胶出现过大弯曲时，能够自动判定隔热片材不合格，进一步提高了厚度检测系统的检测项目全面性。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种隔热片材厚度检测系统，其特征在于，包括片材厚度采集单元、厚度数据分析单元、曲面分析单元和检测控制单元，所述片材厚度采集单元能够通过隔热片材厚度检测装置中的两组测距矩阵对隔热片材的距离进行采集，并根据采集到的隔热片材和测距矩阵之间的距离计算出隔热片材的厚度，所述片材厚度采集单元将隔热片材的厚度发送至厚度数据分析单元；

所述厚度数据分析单元对隔热片材的厚度进行分析，根据分析结果判断隔热片材的厚度是否符合工艺需求，并生成厚度合格信号或厚度不合格信号，将厚度合格信号或厚度不合格信号发送至检测控制单元；

所述曲面分析单元通过厚度数据分析单元获取到隔热片材距离两组测距矩阵的距离，并分别记录为上间距和下间距，所述曲面分析单元对上间距和下间距对隔热片材平整度进行分析，并根据分析结果生成片材弯曲信号或片材平整信号，所述曲面分析单元将片材弯曲信号或片材平整信号发送至检测控制单元；

所述检测控制单元根据获取到的厚度合格信号、厚度不合格信号、片材弯曲信号或片材平整信号生成相应的片材检测结果，并将片材检测结果发送至隔热片材厚度检测装置，所述隔热片材厚度检测装置包括安装板（5），所述安装板（5）上方固定安装有送料轨道（2），所述安装板（5）上方悬吊有顶板（1），所述安装板（5）下方固定安装有底板（3），所述顶板（1）下表面固定安装有顶部测距矩阵（7），所述底板（3）上表面固定安装有底部测距矩阵（6），所述顶部测距矩阵（7）和底部测距矩阵（6）每一个测距点在竖直方向上一一对应；

所述曲面分析单元将获取到的上间距和下间距进行差值计算，其中进行计算的上间距和下间距为在竖直方向上相对应的一组，所述曲面分析单元将上间距和下间距的差值记录为波动值；

所述曲面分析单元获取到预设的波动值a和b，且a＜b，所述曲面分析单元将波动值与a和b对比，若波动值小于a，则将波动值记录为平面波动值，若波动值大于a且小于b，则将波动值记录为轻微波动值，若波动值大于b，则将波动值记录为曲面波动值；

所述曲面分析单元将平面波动值的数量记录为M1，将轻微波动值的数量记录为M2，将曲面波动值的数量记录为M3，并通过公式分析片材平整特征值Y，，其中j、q、k为预设的权重系数，且q＜k；

所述曲面分析单元将片材平整特征值Y与预设的特征阈值Y0进行对比，若片材平整特征值Y小于等于特征阈值Y0，则生成片材弯曲信号，若片材平整特征值Y大于特征阈值Y0，则生成片材平整信号。

2.根据权利要求1所述的一种隔热片材厚度检测系统，其特征在于，所述片材厚度采集单元通过顶部测距矩阵（7）测量隔热片材距离顶部测距矩阵（7）的距离，并记录为L1，通过底部测距矩阵（6）测量隔热片材距离底部测距矩阵（6）之间的距离，并记录为L2，所述片材厚度采集单元将顶部测距矩阵（7）和底部测距矩阵（6）之间的距离记录为L0，通过公式计算片材厚度L3，L3=L0-L1-L2，所述片材厚度采集单元将每个激光测距点上的片材厚度与预设的厚度需求范围进行对比，将片材厚度位于厚度需求范围内的点，记录为标准点，将片材厚度位于厚度需求范围外的点，记录为异常点，所述片材厚度采集单元将标准点和异常点的数量进行求和，并将求和后的数量与激光测距点的总设置数量进行对比，若求和后的数量与激光测距点的总设置数量相同，则生成设备正常信号，若求和后的数量与激光测距点的总设置数量不同，则生成设备故障信号；

所述片材厚度采集单元通过异常点的数量以及异常点和标准点的总数量计算异常点在总数量中的占比，并将异常点的占比与工艺需求的最大异常占比进行对比，若异常点的占比小于工艺需求的最大异常占比，则生成厚度合格信号，若异常点的占比大于等于工艺需求的最大异常占比，则生成厚度不合格信号。

3.根据权利要求2所述的一种隔热片材厚度检测系统，其特征在于，所述片材厚度采集单元将每个激光测距点上的片材厚度依照厚度进行顺序排列，并将排序中的最大值与预设的厚度上限进行对比，若最大值超过厚度上限，则生成厚度超标信号，若最大值未超过厚度上限，则不作出反应，再将排序中的最小值与预设的厚度下限进行对比，若最小值小于厚度下限，则生成厚度过低信号，若最小值未小于厚度下限；

所述片材厚度采集单元获取到厚度过低信号或厚度过高信号后，生成厚度不合格信号。

4.根据权利要求3所述的一种隔热片材厚度检测系统，其特征在于，所述检测控制单元同时获取到厚度合格信号和片材平整信号时，生成通过信号，并将通过信号发送至隔热片材厚度检测装置，所述检测控制单元获取到厚度不合格信号或片材弯曲信号中的任意一个时，生成阻拦信号，并将阻拦信号发送至隔热片材厚度检测装置。

5.一种隔热片材厚度检测方法，适用于权利要求4所述的一种隔热片材厚度检测系统，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一：通过激光测距矩阵分别从隔热片材的上方和下方同时进行激光测距；

步骤二：通过隔热片材上方和下方的激光测距结果以及上下方两组激光测距点之间的原始距离计算出隔热片材每个测距点上的厚度；

步骤三：通过对每个厚度点上的厚度进行检测，并判断合格点数所占比例，判断隔热片材整体上的厚度是否合格；

步骤四：通过对每个厚度点上的厚度进行最大值或最小值检测，若存在任意一个点上的厚度超过最大值或小于最小值，则直接判断隔热片材厚度不合格；

步骤五：对每个测距点距离上下方激光测距点的距离进行差值计算，判断不同测距点上的隔热片材所处的高度，对隔热片材的平整性进行判断，确保隔热片材平整度合格；

步骤六：当步骤三至步骤五中的步骤全部合格后，允许隔热片材进行通过，进入后续封装程序，当步骤三至步骤五中的步骤存在任意一项不合格时，不许与隔热片材通过，由气动组件或机械组件对隔热片材进行卸料，回收不合格隔热片材。