专利名称：一种堆垛张数和故障的自动检测方法和其专用装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种堆垛张数和故障的自动检测方法和其专用装置技术领域。
背景技术：
越来越多的生产厂家采用理论计重的方式向市场提供板垛，如用户使用时发现板垛的实际张数与计重的张数不符，一定会向生产厂家提出疑议。因此如何准确地检测出板垛的实际张数，就成为解决理论计重的关键。在生产过程中还时常会发生堆垛事故，不但影响堆垛张数的准确检测，还会造成机组停产、成品板材报废，甚至损坏设备。
现在采用的检测方式有在机械式堆垛台一般在堆垛位置的入口垂直安装对射型光电传感器进行张数检测，实际上这种检测测到的钢板张数是钢板传送数量，并不是钢板实际下落的张数，以至于在事故处理中，可能由于废板记录错误，导致板垛张数出错。真空板垛台是通过检测抽风通道的闭合次数记录落板的数量，也容易造成板垛的实际张数和计重张数不符，因此，现在采用的张数检测方法，并不能检测到实际下落钢板的张数。
在以前的自动检测带钢剪切生产线上，板材堆垛故障的自动检测尚没有很好的检测方法。
发明内容
本发明所要解决的首要技术问题是针对现有的背景技术而提供一种堆垛张数和故障的自动检测方法，它能对实际堆垛过程进行瞬时监测，既可以准确、及时地检测出堆垛张数，同时能检测出堆垛事故，而实施方法简单，容易，费用低。
本发明所要解决的再一个技术问题是提供一种上述自动检测方法中采用的专用装置，其结构简单，容易安装使用，使用效果好。
本发明解决上述首要技术问题所采用的技术方案为一种堆垛张数和故障的自动检测方法，其利用传统堆垛的光电测数方法，其特征在于光电测数方法中在入口长度挡板与出口长度挡板之间建立起斜向检测光线，对落下的各个板材检测其屏蔽时间，然后利用PLC可编程序控制器进行计数并判别各个板材屏蔽时间是否大于设定间隔时间，如果大于设定间隔时间，就认为是发生堆垛故障，输送信号至报警器进行报警或/和通过控制程序使机组快停，如果小于设定间隔时间，就认为是正常的下落，进行累计计数，输送信号至显示器进行显示。
上述的斜向检测光线其光电传感器采用反射板型的光电传感器，该光电传感器固定在入口长度挡板上，其发射光线与另一侧的固定在出口长度挡板上的反射板相垂直。
本发明解决再一个技术问题所采用的技术方案为一种在上述方法中使用的自动检测方法中专用装置，其包括堆垛上使用的光电测数装置，其特征在还包括有在堆垛上使用的入口长度挡板与出口长度挡板，入口长度挡板在其内侧的向里凹的空腔中内置有用来发射出斜向检测光线的光电传感器，其检测光线与水平底面的夹角控制在检测光线不能发射出出口长度挡板的上端极限位置，另一侧的出口长度挡板里侧向里凹的空腔中也固定安置有反射板，反射板与检测光线是垂直的，光电传感器的输出信号端连接到PLC可编程序控制器的输入端，PLC可编程序控制器的报警信号输出端连接到报警器，PLC可编程序控制器的显示信号端连接到显示器。
上述的PLC可编程序控制器其执行信号端连接到机组快停的控制器上。
上述的光电传感器采用反射板型的光电传感器，其发射光线与反射光线的夹角在0-25°范围里。
上述的光电传感器其水平线高于堆垛内钢板自动步降检测开关10-30毫米。
与现有技术相比，本发明的优点在于该堆垛张数和故障的检测方法能对实际堆垛过程进行瞬时监测，既可以准确、及时地检测出堆垛张数，同时能检测出堆垛事故，而实施方法简单，容易，费用低，为检测装置的设计开发提供了技术基础，而检测装置结构简单，容易安装使用，使用效果好，它与报警器和机组快停的控制器进行配合，提高了生产的安全性能，避免了更多意外事故，也提高了生产效率。
图1堆垛张数和故障的自动检测方法光学原理示意图；图2堆垛张数和故障的自动检测方法光学原理示意图；图3装置的检测部分结构示意图；图4装置的总体模块示意图；图5PLC可编程序控制器的流程示意图。
具体实施例方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
图号说明，图1中，AB入口长度挡板 A’B’出口长度档板 AB’头部提前落下或尾部堆积的钢板 BA’头部滞后落下或头部堆积的钢板 BB’堆积位置的底平面 DD’光电检测信号 EF假设的异常钢板；图2中，DD’假设最大长度时照射的检测光线 BB’假设最短长度时照射的检测光线 D’F倾斜设置的反射板 DE堆垛位置的底平面 ∠α光电检测信号与DE的夹角 ∠β发射板与DE的夹角；图3中，1入口长度挡板 2出口长度档板 3反射板型光电传感器4发射板 5反射板型光电传感器检测光线 6堆垛台内钢板自动步降检测开关位置 7堆垛位置的底平面 ∠α检测光线与堆垛位置底平面的夹角 ∠β反射板与堆垛位置底平面的夹角一种堆垛张数和故障的自动检测方法，其利用传统堆垛的光电测数方法，其发明之处在于光电测数方法中在入口长度挡板1与出口长度挡板2之间建立起斜向检测光线5，对落下的各个板材检测其屏蔽时间，然后利用PLC可编程序控制器进行计数并判别各个板材屏蔽时间是否大于设定间隔时间，如果大于设定间隔时间，就认为是发生堆垛故障，输送信号至报警器进行报警或/和通过控制程序使机组快停，如果小于设定间隔时间，就认为是正常的下落，进行累计计数，输送信号至显示器进行显示，斜向检测光线其光电传感器采用反射板型的光电传感器3，该光电传感器3固定在入口长度挡板1上，其发射光线与另一侧的固定在出口长度挡板上的反射板4相垂直，使光电传感器能接受反射回来的检测光线，简化检测装置。
该自动检测方法的光学原理是这样的，由于堆垛台均设计了确保堆垛整齐的长度和宽度的挡板，因此在堆垛位置内无论发生堆垛或卡板的事故，堆垛位置底平面、异常钢板和长度挡板三者均可以构成三角形的关系，如图1所示意，在图1中可以看出，假设堆垛或卡板的异常钢板EF与堆垛底平面BB’的夹角∠β，且∠β＞∠α，假设以一定的倾斜角度设置一检测信号DD’，使检测信号的堆垛位置底平面的夹角小于∠α，即可发现DD’与AB、BA’和EF均相交。因此无论发生哪种类型的堆垛钢板事故，异常钢板均会遮挡检测信号DD’。同时由于检测信号是倾斜设置在堆垛的长度方向，因此正常下落的钢板一定会与检测信号DD’相交，所以在堆垛长位置的长度方向设置一定固定向上倾斜的倾斜的检测信号，就能实现对钢板下落过程的瞬时检测。通过进一步对堆垛机械部分的分析发现，宽度、长度挡板可根据不同规格的钢板变化，为实现检测信号与堆垛位置底平面夹角不变的要求，可利用堆垛台入口长度挡板固定，出口长度挡板可随成品长度移动的特点，在入口长度挡板上设置发射型光电传感器，在出口长度挡板上倾斜地安装了一发射板，形成如图2所示意的几何关系。从图中可以发现只要确保出口长度挡板位于最大DE处，反射板型光电传感器的检测信号DD’垂直于反射板D’F，即可以确定∠α的大小，当出口长度挡板D’E在允许范围内移动，即反射板D’F向D点移动，则可以视为图中D点向D’E移动的B点，由于∠α不变，所以ΔDD’F∽ΔBB’F，根据相似三角形的关系，可得到B’F∽D’F，因此无论出口长度挡板在设定范围内如何调节，均可以实现下落和故障钢板对检测信号的遮挡。
其检测部分设计是这样的，见图3、4，该自动检测方法中专用装置，其包括堆垛上使用的光电测数装置，其特征在还包括有在堆垛上使用的入口长度挡板1与出口长度挡板2，入口长度挡板1在其内侧的向里凹的空腔中内置有用来发射出斜向检测光线的光电传感器3，其检测光线5与水平底面的夹角控制在检测光线不能发射出出口长度挡板的上端极限位置，另一侧的出口长度挡板里侧向里凹的空腔中也固定安置有反射板4，反射板与检测光线是垂直的，光电传感器3的输出信号端连接到PLC可编程序控制器的输入端，PLC可编程序控制器的报警信号输出端连接到报警器，PLC可编程序控制器的显示信号端连接到显示器，当然为了起到必要的报警和自动控制功能，上述的PLC可编程序控制器其执行信号端还可以连接到机组快停的控制器上。
本实施例子中，反射板型光电传感器最大有效检测距离为6000mm，发射板规格为50×180mm，堆垛台设计要求为成品长度范围500-5000mm，反射板垂直高度为150mm，出口长度挡板中反射板最高点与挡板面的距离为20mm，发射板型光电传感器的水平线高于堆垛台内钢板自动步降检测开关10-30mm，通过计算可以得到，∠α＝1.72°，∠β＝88.28°，反射板垂直倾斜量＝4.482mm，检测光线长度＝5022.240mm，反射板的有效长度＝150.068mm，可以看出按此计算出的参数进行堆垛张数和堆垛事故自动检测装置的设计，能满足堆垛成品长度500-5000mm的要求，宽度不限制。
为了确保检测装置的正常运行，检测装置的设计应该注意以下问题反射板型光电传感器和反射板应该安装在固定底座上，且能有效地避免其受损；反射板型光电传感器和反射板的安装位置应该在宽度挡板调节的最小范围以内；反射板应该允许在装配附件上偏离参考轴做±25°的调整；反射板型光电传感器必须进行精确调整；在选用反射板型光电传感器时，应该注意核算反射板移动后，发射光线与反射光线的夹角变化量是否符合反射板型传感器的特性，一般应该在0-25°。
本发明的工作原理是这样的，见图5，堆垛张数和堆垛事故自动检测装置是利用钢板对光线检测信号的遮挡，通过反射板型光电传感器对遮蔽信号的检测，实现对钢板张数的记录，同时将遮蔽信号的间隔时间输入PLC可编程序控制器，与原来设定的允许间隔时间最大值进行比较，如间隔时间大于设定时间，即可以视为堆垛事故，而发出报警信号和使控制机组快停。
权利要求
1.一种堆垛张数和故障的自动检测方法，其利用传统堆垛的光电测数方法，其特征在于光电测数方法中在入口长度挡板与出口长度挡板之间建立起斜向检测光线，对落下的各个板材检测其屏蔽时间，然后利用PLC可编程序控制器进行计数并判别各个板材屏蔽时间是否大于设定间隔时间，如果大于设定间隔时间，就认为是发生堆垛故障，输送信号至报警器进行报警或/和通过控制程序使机组快停，如果小于设定间隔时间，就认为是正常的下落，进行累计计数，输送信号至显示器进行显示。
2.根据权利要求1所述的自动检测方法，其特征在于所述的斜向检测光线其光电传感器采用反射板型的光电传感器，该光电传感器固定在入口长度挡板上，其发射光线与另一侧的固定在出口长度挡板上的反射板相垂直。
3.一种如权利要求1所述的自动检测方法中专用装置，其包括堆垛上使用的光电测数装置，其特征在还包括有在堆垛上使用的入口长度挡板与出口长度挡板，入口长度挡板在其内侧的向里凹的空腔中内置有用来发射出斜向检测光线的光电传感器，其检测光线与水平底面的夹角控制在检测光线不能发射出出口长度挡板的上端极限位置，另一侧的出口长度挡板里侧向里凹的空腔中也固定安置有反射板，反射板与检测光线是垂直的，光电传感器的输出信号端连接到PLC可编程序控制器的输入端，PLC可编程序控制器的报警信号输出端连接到报警器，PLC可编程序控制器的显示信号端连接到显示器。
4.根据权利要求3所述的专用装置，其特征在于所述的PLC可编程序控制器其执行信号端连接到机组快停的控制器上。
5.根据权利要求3或4所述的专用装置，其特征在于所述的光电传感器采用反射板型的光电传感器，其发射光线与反射光线的夹角在0-25°范围里。
6.根据权利要求3或4所述的专用装置，其特征在于所述的光电传感器其水平线高于堆垛内钢板自动步降检测开关10-30毫米。
全文摘要
一种堆垛张数和故障的自动检测方法和其专用装置，其利用传统堆垛的光电测数方法，其特征在于光电测数方法中在入口长度挡板与出口长度挡板之间建立起斜向检测光线，对落下的各个板材检测其屏蔽时间，然后利用PLC可编程序控制器进行计数并判别各个板材屏蔽时间是否大于设定间隔时间，如果大于设定间隔时间，就认为是发生堆垛故障，输送信号至报警器进行报警或/和通过控制程序使机组快停，如果小于设定间隔时间，就认为是正常的下落，进行累计计数，输送信号至显示器进行显示，它能对实际堆垛过程进行瞬时监测，既可以准确、及时地检测出堆垛张数，同时能检测出堆垛事故，而实施方法简单，容易，费用低等优点，适合在钢板生产企业上推广使用。
文档编号G01N21/86GK1627058SQ20031010927
公开日2005年6月15日 申请日期2003年12月11日 优先权日2003年12月11日
发明者吕世辉 申请人:宁波宝新不锈钢有限公司