CN117339858A - 一种铝带材辊涂生产线辊涂生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铝带材辊涂生产线的生产工艺，包括放卷、接片、入口活套/放卷储料架、前处理、底涂、印花、面/背涂、辊涂缺陷检测、出口活套/收卷储料架、覆膜和收卷等步骤。通过精确控制张力和冲孔重叠接片，结合化学清洗和钝化剂处理铝板表面，保证涂层附着力。底涂和面/背涂采用逆涂方式，印花将花纹转印到底涂油漆表面。在铝带材辊涂生产过程中针对不同背景纹理的辊涂图像，检测发现铝带材辊涂后的图像是否存在缺陷，在发现缺陷时通过放卷储料架来调节铝带材的运行；放卷储料架精确控制铝带材在生产线上卷过程中的张力，保证铝带材在停顿时的平稳运行，以避免卷材在停顿时产生松弛或紧绷的问题，提高生产线的稳定性和铝带材的质量。
Description
技术领域
本发明属于生产设备智能监测技术领域，特别涉及一种铝带材辊涂生产线辊涂生产工艺。
背景技术
铝带材辊涂生产工艺是通过预处理、底漆辊涂、干燥、面漆辊涂和固化等步骤，对铝板进行涂层处理，提高其表面性能和美观度的制造过程。铝带材辊涂生产工艺通常包括以下步骤：预处理：铝板需要进行表面处理以去除油污、氧化物和其他杂质，通过酸洗、碱洗和去蜡等方法来实现。底漆辊涂：在预处理完成后，铝板上将辊涂一层底漆。底漆有助于提供良好的附着力和防腐性能。干燥：经过底漆辊涂后的铝板需要进行干燥，以使底漆完全固化。这通过烘干炉或其它适当的干燥设备来完成。面漆辊涂：干燥后的铝板将进行面漆辊涂。面漆提供所需的颜色、效果和保护。二次干燥和固化：面漆辊涂完成后，铝板再次进行干燥和固化。这确保面漆完全固化，达到最佳的耐候性和外观效果。检验和质量控制：进行辊涂后，铝板需要经过检验和质量控制，以确保其符合相关的技术规范和客户要求。
然而在铝带材辊涂生产工艺，辊涂轮长期工作后，由于磨损或其他原因可能会造成辊涂花纹不清晰、不完整等缺陷，如未及时发现，会造成该批次的铝带材返工或报废。另外，由于铝卷大小限制等原因，在生产过程中换卷、检修时，会造成机器的停机，以至于产生大量浪费。
发明内容
本发明为解决其技术问题所采用的解决技术方案为：
本发明中一种铝带材辊涂生产线辊涂生产工艺，包括以下步骤：
S1、放卷：通过悬臂式放卷机旋转运行及电机准确控制板面张力，保证铝卷匀速平稳的运行打开；
S2、接片：通过机械冲压模在垂直铝带材的方向对前后铝带材的头尾进行重叠冲孔，并穿入接片条，进行缝合；
S3、入口活套/放卷储料架：由于涂装工艺段生产过程中必须连续运行，而生产线铝带材入口有上卷时的停顿，此时铝带材的运行通过放卷储料架来调节；
S4、前处理：通过化学清洗剂和钝化剂，将铝板表面油污，杂质清除干净，使铝板表面形成一层转化膜，防止铝板的氧化保证涂层的附着力。包括以下工序：酸洗→挤干→清洗→挤干→清洗→挤干→钝化→挤干→烘干；
S5、底涂：涂装是生产线的核心部分，包括滚涂机，烘箱，冷却系统。底涂采用带刮刀的4辊逆涂的方式进行涂装，包括以下工序：底涂→烘干→风冷+水冷冷却；
S6、印花：通过印花机将印花辊上的花纹转印到底涂油漆表面，包括印花机，烘箱，冷却系统。包括以下工序：印花→烘干→风冷+水冷冷却；
S7、面/背涂：涂装是生产线的核心部分，包括滚涂机，烘箱，冷却系统。面涂采用带刮刀的4辊逆涂的方式进行涂装，背涂采用不带刮刀两辊逆涂方式涂装有。包括以下工序：面/背涂→烘干→风冷+水冷冷却；
S8、辊涂缺陷检测：采用基于图像的在线检测系统，监控铝带材的辊涂缺陷。在检测到辊涂缺陷时，通过放卷储料架来调节铝带材的运行，以便对辊进行检查或调整；
S9、出口活套/收卷储料架：由于涂装工艺段生产过程中必须连续运行，而生产线铝带材出口有下卷时更换纸筒的停顿，此时铝带材的运行通过收卷储料架来调节；
S10、覆膜：通过覆膜机组将用于保护油漆涂层的保护膜粘附于涂层铝带材表面；
S11、收卷：通过悬臂式收卷机旋转运行，把辊涂成品铝带材整齐的卷绕成卷。
优选的，放卷储料架用于在生产线铝带材入口上卷时的停顿时，通过放卷储料架调节铝带材的运行，包括以下组件：
主体框架：由钢材或铝合金制成；
支撑辊：储料架上的多个支撑辊用于承载铝卷的重量并提供支撑，确保铝卷平稳地滑动或滚动；支撑辊的两端可滑动的设置在主体框架上，在间距调整装置的驱动下实现支撑辊间距的调整，进而调整铝带材的运行；
张力控制装置：张力控制装置通过控制间距调整装置来调节和维持铝卷的张力，进而调整卷材的张力来控制其在储料架上的运行状态。
其中张力控制装置包括以下控制步骤：
S31、设置张力传感器：在储料架的支撑辊安装张力传感器，该传感器用于监测铝卷在储料架上的张力变化。传感器连接到张力控制装置。
S32、设定目标张力值：根据储料架所需的工作条件和材料的特性，设定一个目标张力值。该值根据实际需求进行调整。例如，考虑铝卷的宽度、重量和运行速度等因素来确定目标张力值。
S33、实时监测张力：通过传感器实时监测铝卷在储料架上的张力，并将监测到的张力值传输到控张力控制装置。
S34、比较实际张力与目标张力：控制系统将比较实际张力值与设定的目标张力值，并计算出二者之间的误差信号。
S35、控制信号生成：根据误差信号，张力控制装置生成相应的控制信号，用于调整储料架的间距调整装置。
S36、间距调整装置：根据控制信号，通过调整间距调整装置来改变铝卷的张力。具体的调整方式根据储料架的设计和机构的特性来确定，例如通过液压系统调节支撑辊间距。
S37、反馈控制：继续监测和比较实际张力与目标张力，循环执行步骤34至步骤36，直到实际张力达到或接近目标张力为止，实现对铝卷张力的实时调节和控制，进而保障在生产线铝带材入口上卷时的停顿时铝带材的运行。
优选的，在步骤S9中，采用基于图像的在线检测系统，监控铝带材的辊涂缺陷。辊涂缺陷检测的图像分析和处理算法中，采用自动阈值处理方法。由于基于图像呈现多模态直方图分布，并且相关的缺陷通常占据捕获图像的很小一部分，采用两步自动阈值算法，其中采用基于统计过程控制的算法来确定初始阈值，以去除大多数背景像素，有助于使用自动阈值处理方法来确定隔离精细缺陷区域的最终阈值。
优选的，烘干通过烘干箱进行。
优选的，还包括纠偏系统，包括分别设置于前处理出烘干箱口处、底涂烘干箱出口导向辊处、印花机处、面涂烘干箱出口导向辊处、收卷机底座处的纠偏装置。
本发明与现有技术相比所具有的优点：
(1)更好地控制铝带材的张力，提高产品的稳定性；改进的接片方式提高了接合点的牢固性；解决了铝带材入口和出口因停顿带来的运行问题，提高了生产线的连续性；前处理工序的优化使得铝板表面更干净、附着力更好；底涂、印花和面/背涂工艺的改进提高了涂装质量和生产效率；采用收卷储料架解决了下卷停顿问题，提高了生产线效率；覆膜技术保护了涂层质量。
(2)在铝带材辊涂生产过程中针对不同背景纹理的辊涂图像，采用两步阈值算法，检测发现铝带材辊涂后的图像是否存在缺陷，在发现缺陷时通过放卷储料架来调节铝带材的运行，以便对辊进行检查或调整，避免造成生产损失。
(3)放卷储料架精确控制铝带材在生产线上卷过程中的张力，保证铝带材在停顿时的平稳运行，以避免卷材在停顿时产生松弛或紧绷的问题，提高生产线的稳定性和铝带材的质量。同时，通过张力控制装置的自动调节，还可以减少人工干预的需求，提高生产效率和操作安全性。
附图说明
图1是本发明中的一种铝带材辊涂生产线辊涂生产工艺的流程图；
图2是本发明中的一种铝带材辊涂生产线辊涂生产工艺的张紧力控制装置的控制流程图；
图3是本发明中的一种铝带材辊涂生产线辊涂生产工艺的辊涂缺陷检测的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。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他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的结构、技术方案作进一步的具体描述，给出本发明的一个实施例。
图1-2是本发明中一种铝带材辊涂生产线辊涂生产工艺，包括以下步骤：
S1、放卷：通过悬臂式放卷机旋转运行及电机准确控制板面张力，保证铝卷匀速平稳的运行打开；
S2、接片：通过机械冲压模在垂直铝带材的方向对前后铝带材的头尾进行重叠冲孔，并穿入接片条，进行缝合；
S3、入口活套/放卷储料架：由于涂装工艺段生产过程中必须连续运行，而生产线铝带材入口有上卷时的停顿，此时铝带材的运行通过放卷储料架来调节；
S4、前处理：通过化学清洗剂和钝化剂，将铝板表面油污，杂质清除干净，使铝板表面形成一层转化膜，防止铝板的氧化保证涂层的附着力。包括以下工序：酸洗→挤干→清洗→挤干→清洗→挤干→钝化→挤干→烘干；
S5、底涂：涂装是生产线的核心部分，包括滚涂机，烘箱，冷却系统。底涂采用带刮刀的4辊逆涂的方式进行涂装，包括以下工序：底涂→烘干→风冷+水冷冷却；
S6、印花：通过印花机将印花辊上的花纹转印到底涂油漆表面，包括印花机，烘箱，冷却系统。包括以下工序：印花→烘干→风冷+水冷冷却；
S7、面/背涂：涂装是生产线的核心部分，包括滚涂机，烘箱，冷却系统。面涂采用带刮刀的4辊逆涂的方式进行涂装，背涂采用不带刮刀两辊逆涂方式涂装有。包括以下工序：面/背涂→烘干→风冷+水冷冷却；
S8、辊涂缺陷检测：采用基于图像的在线检测系统，监控铝带材的辊涂缺陷。在检测到辊涂缺陷时，通过放卷储料架来调节铝带材的运行，以便对辊进行检查或调整；
S9、出口活套/收卷储料架：由于涂装工艺段生产过程中必须连续运行，而生产线铝带材出口有下卷时更换纸筒的停顿，此时铝带材的运行通过收卷储料架来调节；
S10、覆膜：通过覆膜机组将用于保护油漆涂层的保护膜粘附于涂层铝带材表面；
S11、收卷：通过悬臂式收卷机旋转运行，把辊涂成品铝带材整齐的卷绕成卷。
其中，放卷储料架用于在生产线铝带材入口上卷时的停顿时，通过放卷储料架调节铝带材的运行，包括以下组件：
主体框架：由钢材或铝合金制成；
支撑辊：储料架上的多个支撑辊用于承载铝卷的重量并提供支撑，确保铝卷平稳地滑动或滚动；支撑辊的两端可滑动的设置在主体框架上，在间距调整装置的驱动下实现支撑辊间距的调整，进而调整铝带材的运行；
张力控制装置：张力控制装置通过控制间距调整装置来调节和维持铝卷的张力，进而调整卷材的张力来控制其在储料架上的运行状态。
其中张力控制装置包括以下控制步骤：
S31、设置张力传感器：在储料架的支撑辊安装张力传感器，该传感器用于监测铝卷在储料架上的张力变化。传感器连接到张力控制装置。
S32、设定目标张力值：根据储料架所需的工作条件和材料的特性，设定一个目标张力值。该值根据实际需求进行调整。例如，考虑铝卷的宽度、重量和运行速度等因素来确定目标张力值。
S33、实时监测张力：通过传感器实时监测铝卷在储料架上的张力，并将监测到的张力值传输到控张力控制装置。
S34、比较实际张力与目标张力：控制系统将比较实际张力值与设定的目标张力值，并计算出二者之间的误差信号。
S35、控制信号生成：根据误差信号，张力控制装置生成相应的控制信号，用于调整储料架的间距调整装置。
S36、间距调整装置：根据控制信号，通过调整间距调整装置来改变铝卷的张力。具体的调整方式根据储料架的设计和机构的特性来确定，例如通过液压系统调节支撑辊间距。
S37、反馈控制：继续监测和比较实际张力与目标张力，循环执行步骤34至步骤36，直到实际张力达到或接近目标张力为止，实现对铝卷张力的实时调节和控制，进而保障在生产线铝带材入口上卷时的停顿时铝带材的运行。
优选的，烘干通过烘干箱进行。
优选的，还包括纠偏系统，包括分别设置于前处理出烘干箱口处、底涂烘干箱出口导向辊处、印花机处、面涂烘干箱出口导向辊处、收卷机底座处的纠偏装置。
其中，前处理出烘干箱口处设置一组纠偏装置，防止铝带材跑偏；底涂烘干箱出口导向辊处设置一组纠偏装置，防止铝带材跑偏；印花机处每组印花机均设有一组纠偏装置，以应对精准印花、套色、套框；面涂烘干箱出口导向辊处设置一组纠偏装置，防止铝带材跑偏；收卷机底座处设置一组纠偏装置，为成品铝带材整齐卷绕成卷。
其中，在步骤S9中，采用基于图像的在线检测系统，监控铝带材的辊涂缺陷。辊涂缺陷检测的图像分析和处理算法中，采用自动阈值处理方法。由于基于图像呈现多模态直方图分布，并且相关的缺陷通常占据捕获图像的很小一部分，采用两步自动阈值算法，其中采用基于统计过程控制的算法来确定初始阈值，以去除大多数背景像素，有助于使用自动阈值处理方法来确定隔离精细缺陷区域的最终阈值。
假设gi(x，y)是第i个捕获的大小为m×n的灰度图像，其中x＝0，1，...，m-1且y＝0，1，...，n-1，gi(x，y)值的范围是从0到L-1，其中L是不同灰度级的数量。
为了使用统计过程控制找到阈值，首先计算第i幅捕获的灰度图像的平均灰度级μi，计算公式如下：
相应的方差vi计算如下：
给定μi和vi，第i幅图像的阈值T1i定义为：
T1i＝μi-kσi
其中，k是可调控制因子，根据与平均灰度值的距离设置阈值。使用统计过程控制阈值是控制因子k的选择。在训练期间选择一个具有最佳性能的恒定控制因子，如k＝2。
为了使用自适应阈值选择算法计算阈值，灰度级I处的像素数量q(I)由下式给出：
其中，
去除灰度大于阈值T1i的像素，若I＞T1i，q(I)＝0。
已知与给定灰度级I相关联的像素数量，出现概率h(I)为：
小于阈值t的灰度级的累积概率p0(t)由下式给出：
类似地，大于阈值t的灰度级的累积概率p1(t)由下式给出：
灰度级小于t的像素的平均灰度级u0(t)为：
类似地，灰度级大于t的像素的平均灰度级u1(t)为：
小于和大于阈值t的像素灰度级的最大类间方差由下式给出：
第i个图像的最优自适应阈值选择算法阈值T2i是通过找到使类间方差σ最大化的灰度t，如：
将灰度级小于T2i的像素分类为缺陷像素：
若gi(x，y)＜T2i，gi(x，y)＝L-1
将灰度级大于T2i的像素分类为背景像素：
若gi(x，y)＞T2i，gi(x，y)＝0。
通过将统计过程控制阈值和自适应阈值选择算法相结合的两步方法：首先，应用统计过程控制应用统计过程控制来找到阈值T1i找到阈值T1i，以去除大部分背景。然后，将自适应阈值选择算法应用于剩余的像素，以找到用于缺陷分割的阈值T2i。灰度级小于T2i的像素被定义为缺陷像素。采用两步阈值算法，该算法使用统计过程控制生成一个初步阈值，以去除捕获图像中的大部分背景，然后自适应阈值选择算法生成最终阈值，图像由初步阈值分割。然后使用最终阈值从原始捕获图像中分割缺陷像素，能够在均匀和非均匀背景纹理的情况下以一致的速率分割缺陷像素。在铝带材辊涂生产过程中针对不同背景纹理的辊涂图像，采用两步阈值算法，检测发现铝带材辊涂后的图像是否存在缺陷，在发现缺陷时通过放卷储料架来调节铝带材的运行，以便对辊进行检查或调整，避免造成生产损失。
本发明与现有技术相比所具有的优点：
(1)更好地控制铝带材的张力，提高产品的稳定性；改进的接片方式提高了接合点的牢固性；解决了铝带材入口和出口因停顿带来的运行问题，提高了生产线的连续性；前处理工序的优化使得铝板表面更干净、附着力更好；底涂、印花和面/背涂工艺的改进提高了涂装质量和生产效率；采用收卷储料架解决了下卷停顿问题，提高了生产线效率；覆膜技术保护了涂层质量。
(2)在铝带材辊涂生产过程中针对不同背景纹理的辊涂图像，采用两步阈值算法，检测发现铝带材辊涂后的图像是否存在缺陷，在发现缺陷时通过放卷储料架来调节铝带材的运行，以便对辊进行检查或调整，避免造成生产损失。
(3)放卷储料架精确控制铝带材在生产线上卷过程中的张力，保证铝带材在停顿时的平稳运行，以避免卷材在停顿时产生松弛或紧绷的问题，提高生产线的稳定性和铝带材的质量。同时，通过张力控制装置的自动调节，还可以减少人工干预的需求，提高生产效率和操作安全性。
本发明未详细阐述部分为本领域公共常识。
通过上述实施例，完全有效地实现了本发明的目的。该领域的技术人员可以理解本发明包括但不限于附图和以上具体实施方式中描述的内容。虽然本发明已就目前认为最为实用且优选的实施例进行说明，但应知道，本发明并不限于所公开的实施例，任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。
Claims (6)
1.一种铝带材辊涂生产线辊涂生产工艺，包括以下步骤：
S1、放卷：通过悬臂式放卷机旋转运行及电机准确控制板面张力，保证铝卷匀速平稳的运行打开；
S2、接片：通过机械冲压模在垂直铝带材的方向对前后铝带材的头尾进行重叠冲孔，并穿入接片条，进行缝合；
S3、入口活套/放卷储料架：由于涂装工艺段生产过程中必须连续运行，而生产线铝带材入口有上卷时的停顿，此时铝带材的运行通过放卷储料架来调节；
S4、前处理：通过化学清洗剂和钝化剂，将铝板表面油污，杂质清除干净，使铝板表面形成一层转化膜，防止铝板的氧化保证涂层的附着力；包括以下工序：酸洗、挤干、清洗、挤干、清洗、挤干、钝化、挤干、烘干；
S5、底涂：涂装是生产线的核心部分，包括滚涂机，烘箱，冷却系统；底涂采用带刮刀的4辊逆涂的方式进行涂装，包括以下工序：底涂、烘干、风冷和水冷冷却；
S6、印花：通过印花机将印花辊上的花纹转印到底涂油漆表面，包括印花机，烘箱，冷却系统；包括以下工序：印花、烘干、风冷和水冷冷却；
S7、面/背涂：涂装是生产线的核心部分，包括滚涂机，烘箱，冷却系统；面涂采用带刮刀的4辊逆涂的方式进行涂装，背涂采用不带刮刀两辊逆涂方式涂装；包括以下工序：面/背涂、烘干、风冷和水冷冷却；
S8、辊涂缺陷检测：采用基于图像的在线检测系统，监控铝带材的辊涂缺陷；在检测到辊涂缺陷时，通过放卷储料架来调节铝带材的运行，以便对辊进行检查或调整；
S9、出口活套/收卷储料架：由于涂装工艺段生产过程中必须连续运行，而生产线铝带材出口有下卷时更换纸筒的停顿，此时铝带材的运行通过收卷储料架来调节；
S10、覆膜：通过覆膜机组将用于保护油漆涂层的保护膜粘附于涂层铝带材表面；
S11、收卷：通过悬臂式收卷机旋转运行，把辊涂成品铝带材整齐的卷绕成卷。
2.如权利要求1所述的一种铝带材辊涂生产线辊涂生产工艺，其特征在于，所述放卷储料架用于在生产线铝带材入口上卷时的停顿时，通过放卷储料架调节铝带材的运行，包括以下组件：
主体框架：由钢材或铝合金制成；
支撑辊：储料架上的多个支撑辊用于承载铝卷的重量并提供支撑，确保铝卷平稳地滑动或滚动；支撑辊的两端可滑动的设置在主体框架上，在间距调整装置的驱动下实现支撑辊间距的调整，进而调整铝带材的运行；
张力控制装置：张力控制装置通过控制间距调整装置来调节和维持铝卷的张力，进而调整卷材的张力来控制其在储料架上的运行状态。
3.如权利要求2所述的一种铝带材辊涂生产线辊涂生产工艺，其特征在于，其中张力控制装置包括以下控制步骤：
S31、设置张力传感器：在储料架的支撑辊安装张力传感器，该传感器用于监测铝卷在储料架上的张力变化；传感器连接到张力控制装置；
S32、设定目标张力值：根据储料架所需的工作条件和材料的特性，设定一个目标张力值；该目标张力值根据实际需求进行调整；
S33、实时监测张力：通过传感器实时监测铝卷在储料架上的张力，并将监测到的张力值传输到控张力控制装置；
S34、比较实际张力与目标张力：控制系统将比较实际张力值与设定的目标张力值，并计算出二者之间的误差信号；
S35、控制信号生成：根据误差信号，张力控制装置生成相应的控制信号，用于调整储料架的间距调整装置；
S36、间距调整装置：根据控制信号，通过调整间距调整装置来改变铝卷的张力；
S37、反馈控制：继续监测和比较实际张力与目标张力，循环执行步骤34至步骤36，直到实际张力达到或接近目标张力为止，实现对铝卷张力的实时调节和控制，进而保障在生产线铝带材入口上卷时的停顿时铝带材的运行。
4.如权利要求1所述的一种铝带材辊涂生产线辊涂生产工艺，其特征在于，在步骤S9中，采用基于图像的在线检测系统，监控铝带材的辊涂缺陷；采用两步阈值算法，使用统计过程控制生成一个初步阈值，以去除捕获图像中的大部分背景，然后自适应阈值选择算法生成最终阈值，图像由初步阈值分割，再使用最终阈值从原始捕获图像中分割缺陷像素。
5.如权利要求1所述的一种铝带材辊涂生产线辊涂生产工艺，其特征在于，烘干通过烘干箱进行。
6.如权利要求5所述的一种铝带材辊涂生产线辊涂生产工艺，其特征在于，还包括纠偏系统，包括分别设置于前处理出烘干箱口处、底涂烘干箱出口导向辊处、印花机处、面涂烘干箱出口导向辊处、收卷机底座处的纠偏装置。
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|---|---|---|---|
| CN202311352325.1A CN117339858A (zh) | 2023-10-18 | 2023-10-18 | 一种铝带材辊涂生产线辊涂生产工艺 |
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Publications (1)
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| CN117339858A true CN117339858A (zh) | 2024-01-05 |
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Family Applications (1)
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-
2023
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