一种基于柔性压力传感器的石料布料均匀性在线检测装置的制造方法

文档序号:10790780阅读:807来源:国知局
一种基于柔性压力传感器的石料布料均匀性在线检测装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于柔性压力传感器的石料布料均匀性在线检测装置,包括:柔性压力传感垫、石料输送装置、信号收发装置、主控装置、显示装置、标记装置,将柔性压力传感垫集成在带式输送机的输送带上,实现人造石材加工过程中石料布料均匀性的快速在线检测。本实用新型的一种基于柔性压力传感器的石料布料均匀性在线检测装置,对人造石材加工过程压制前的石料布料均匀性进行在线检测,具有实时检测、适应性高、快速准确、显示直观、操作简单等优点。
【专利说明】
一种基于柔性压力传感器的石料布料均匀性在线检测装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种石料布料均匀性检测装置,特别是涉及一种基于柔性压力传感器的石料布料均匀性在线检测装置。
【背景技术】
[0002]人造石材主要是由石英砂、树脂、颜料和固化剂等材料混合压制而成,经人造石板料成型设备通过称量、混合搅拌、布料和压制成型等几大步骤。在人造石压制板材生产成型的布料工序中,布料是否均匀直接影响人造石板材的产品质量,因而均匀布料是人造石板材生产控制的主要目标之一。现有的布料方法主要分为人工布料和机械布料两种,布料的均匀性均无法满足生产要求。目前实际生产操作中,布料均匀性主要依靠人工经验进行主观判断,缺乏快速准确的定量检测手段和设备,无法保证产品质量稳定性,造成了生产资源的浪费。因此,人造石板材生产成型中物料布料均匀性的快速准确在线检测,对提高生产效率和广品良率至关重要。
[0003]为了克服上述问题,可以开发一种基于柔性压力传感器的石料布料均匀性在线检测设备。柔性压力传感器可对相互接触的两个物体的表面作用力分布进行检测,具有良好的柔韧性,可以自由弯曲甚至折叠,便于对石料在牛皮纸上的表面压力分布进行检测;同时,将其阵列式分布制成柔性压力传感垫可实现大面积表面压力检测。开发一种基于柔性压力传感器的石料布料均匀性在线检测设备,具有在线、快速、直观的检测特点,既可以为不符合均匀性要求的区域进行调整提供依据,也可以将在线检测结果反馈给自动布料控制系统,为布料均匀性控制提供反馈信息。

【发明内容】

[0004]本实用新型的目的在于提供了一种基于柔性压力传感器的石料布料均匀性在线检测装置,可对人造石材加工过程中压制前的石料布料均匀性进行快速在线检测,该装置具有实时检测、适应性高、快速准确、显示直观、操作简单等优点。
[0005]本实用新型的技术解决方案如下:
[0006]一种基于柔性压力传感器的石料布料均匀性在线检测装置,包括:柔性压力传感垫、石料输送装置、信号收发装置、主控装置、显示装置、标记装置;
[0007]所述的柔性压力传感垫,固定在石料输送装置的输送带上表面,可以随输送带一起运动,用以对检测区上的石料进行实时检测,检测出石料各区域内的分布量,向主控装置输出相应检测数据,该检测数据包含上述石料中预定检测区域内的压力数据;
[0008]所述的柔性压力传感垫包含:阵列式分布的柔性压力传感器,导线,数据采集器,A/D转换模块,数据输出端口;
[0009]所述的柔性压力传感垫采用织布封装或聚酯薄膜封装,柔性传感器集成于垫子夹层,柔性压力传感器上的感应点为交叉网格的阵列式分布,导线和数据采集器分别集成在垫子夹层中,通过数据输出端口将数据传输出来;所述的数据输出端口采用有线接口或无线接口;
[0010]所述的柔性压力传感垫上相邻感应点的间隔控制为2.0?10.0cm;
[0011 ]所述的柔性压力传感垫封装完成后集成到输送带上的检测区域的宽度控制为0.2?1.6m,长度控制为0.5?4.0m;
[0012]所述的柔性压力传感垫的量程为O?2PSI或更小;
[0013]所述的石料输送装置主体为带式输送机,并在特定输送带位置集成了所述的柔性压力传感垫,用于对石料进行输送;当石料输送到检测区时,石料输送装置停止输送并通过柔性压力传感垫进行压力检测,检测完毕后使石料以预定速度脱离并转移到下一道工序的输送装置上;
[0014]所述的石料输送装置包括:输送机支架,输送带,以及驱动输送带以预定速度移动的驱动装置;
[0015]所述的输送带的宽度为1.0?2.0m;
[0016]所述的输送带的长度为1.5?5.0m;
[0017]输送带的输送速度控制为O?0.3m/s;
[0018]所述的信号收发装置,用于将柔性压力传感垫采集到的相应检测数据,通过相应通信接口传输到主控装置中;
[0019]所述的信号收发装置,为USB数据线或无线数据收发模块;
[0020]所述的主控装置,接收柔性压力传感垫输出的检测数据,对检测数据进行处理分析,并根据预设的参数,将检测区域划分为尺寸相等、阵列分布的多个矩形标记单元;所述的预设参数包含:矩形标记单元数量、符合生产均匀性要求的石料量标准区间、采样速率;对每一个矩形标记单元内采集的各感应点的检测数据进行积分,获得该矩形标记单元内石料布料量的信息,将石料在不同区域量的分布结果绘制成图,输出到显示装置中实时显示出来,并控制标记装置在石料的相应位置标记出来;
[0021]所述的区域划分数量可以在检测前设定,其中垂直于输送方向的矩形标记单元的数量范围为4?16,平行于输送方向的矩形标记单元的数量范围为4?16;
[0022]所述的主控装置将石料布料均匀性检测结果依据各矩形标记单元绘制为二维或三维图谱,并将该标记单元内的石料量大小采用蓝色到红色渐变的形式表示,其中设置绿色表示该矩形标记单元内的石料量满足预设的符合生产均匀性要求的石料量标准区间,红色和蓝色分别表示该检测子区域高于和低于标准区间,颜色越深表示超出或低于标准区间的程度越明显;所述的显示装置用以将主控装置输出的石料均匀性分布图实时显示出来;
[0023]所述的显示装置为LED显示屏、液晶显示器、连接投影仪的投影幕布、具有HDMI接口的电视机等,将主控装置输出的石料均匀性分布图实时显示出来的显示设备;
[0024]所述的标记装置位于输送带上柔性压力传感垫的正上方,高度可调节,用于在石料上标记划分出各矩形标记单元的对应位置;
[0025]所述的标记装置包含支架、投影灯、投影灯底片、透镜、电源组成,受主控装置控制;所述的投影灯底片上划刻了与矩形标记单元相同的阵列分布网格图形,各网格图形的尺寸与各矩形标记单元尺寸成比例,当投影灯发出的光源透过投影灯底片时,在石料上可以标记出各矩形标记单元位置;
[0026]本实用新型的一种基于柔性压力传感器的石料布料均匀性在线检测装置的工作过程如下:
[0027]调节输送带正上方标记装置高度,使投影灯照射投影到石料上的影像正好均匀分布在石料上;在主控装置内设置矩形标记单元数量、符合生产均匀性要求的石料量标准区间、采样速率等参数;主控装置向石料输送装置的驱动装置发出指令控制其输送状态,当石料从上一道工序中布料完成要进行检测时,主控装置控制石料输送装置输送带的速度,使输送带与上一道工序中的输送装置保持同步;将石料及其下方垫的牛皮纸,从上一道工序的输送装置转移到石料输送装置的柔性传感垫上,并到达预定的检测区域,主控装置停止石料输送装置;柔性压力传感垫实时检测石料各区域内的分布量,并通过信号收发装置向主控装置输出相应检测数据,该检测数据包含上述石料中预定检测区域内的压力数据;主控装置接收柔性压力传感垫输出的检测数据,对检测数据进行处理分析,获得各矩形标记单元内石料布料量的信息,将石料在不同区域量的分布结果绘制成图,输出到显示装置中实时显示出来,并控制标记装置在石料上的相应位置标记出来;工人根据显示装置实时显示的石料均匀性分布图,对各矩形标记单元内的石料量进行调整,直至处于生产要求的石料量标准区间;完成石料布料均匀性检测与调整后,主控装置控制石料输送装置输送带的速度,使输送带与上一道工序中的输送装置保持同步,将石料及其下方垫的牛皮纸,从石料输送装置到下一道工序的输送装置上;主控装置通过有线传输或者无线传输的方式发送信号,驱动控制石料输送装置的输送带回转,将柔性压力传感垫复位到预设的位置,等待下一次检测;
[0028]柔性压力传感垫的检测原理如下:柔性压力传感垫固定于带式输送机的输送带上,随输送带一起运动;柔性压力传感器由两片内表面分别铺设若干行和若干列带状导体的聚酯薄膜组成,导体外表有特殊的压敏半导体材料涂层,当两片薄膜合为一体时,大量的横向导体和纵向导体的交叉点形成压力感应点阵列;当外力作用到这些感应点上时,半导体的阻值会随外力的变化而成比例变化,由此来反映感应点的压力值;当压力为零时,阻值最大;压力越大,阻值越小,从而反映出两接触面间的压力分布情况;
[0029]本实用新型的有益效果在于:本实用新型的一种基于柔性压力传感器的石料布料均匀性在线检测装置,将柔性压力传感垫集成在石料输送装置的传送带,可以随输送带一起运动,传感垫不仅具有普通阵列式传感器的优点,还具有良好的柔韧性,可以自由弯曲甚至折叠,便于对各种分布状态的石料进行检测,克服了物料被测力台检测后难以被及时转移的问题;适应性好,能实现对人造石压制工序前的石料布料均匀性的快速准确的在线检测;石料布料均匀性检测结果以二维或三维图形实时显示出来,便于工人及时对物料量分布进行调整,显示直观,便于理解。
【附图说明】
[0030]图1为本实用新型的结构不意图;
[0031 ]图2为标记装置结构示意图;
[0032]图3为实施例中的投影灯底片示意图;
[0033]图4为本实用新型的工作示意图;
【具体实施方式】
[0034]下面结合附图和实施例,对本实用新型的【具体实施方式】作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案,而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
[0035]本实用新型具体实施例如下:
[0036]本实施例中对由石英砂、树脂、颜料和固化剂等材料混合而成的石料进行在线检测,该石料分布情况为长2.0m、宽lm、高0.1m的,采用本实用新型对石料布料均勾性进行检测,工人根据均匀性分布图对各区域的石料量进行调整,最终将石料转移到下一道工序中;
[0037]如图1所示,一种基于柔性压力传感器的石料布料均匀性在线检测装置,其特点在于:本装置包括柔性压力传感垫3、石料输送装置1、信号收发装置、主控装置、显示装置、标记装置5;
[0038]所述的柔性压力传感垫3,固定在石料输送装置I的输送带2上表面,可以随输送带2—起运动,用以对检测区上的石料4进行实时检测,检测出石料4各区域内的分布量,向主控装置输出相应检测数据,该检测数据包含上述石料4中预定检测区域内的压力数据;
[0039]所述的柔性压力传感垫3包含:阵列式分布的柔性压力传感器,导线,数据采集器,A/D转换模块,数据输出端口;
[0040]所述的柔性压力传感垫3采用织布封装或聚酯薄膜封装,柔性传感器集成于垫子夹层,柔性压力传感器上的感应点为交叉网格的阵列式分布,导线和数据采集器分别集成在垫子夹层中,通过数据输出端口将数据传输出来;所述的数据输出端口采用有线接口或无线接口 ;
[0041]所述的柔性压力传感垫3上相邻柔性压力传感器的距离控制为2.5cm;
[0042]所述的柔性压力传感垫3封装完成后集成到输送带2上的检测区域的宽度控制为1.2m,长度控制为1.2m;
[0043]所述的柔性传感垫3的压力范围为2PSI;
[0044]所述的石料输送装置I主体为带式输送机,并在特定输送带2位置集成了所述的柔性压力传感垫3,用于对石料4进行输送;当石料4输送到检测区时,石料输送装置I停止输送并通过柔性压力传感垫3进行压力检测,检测完毕后使石料4以预定速度脱离并转移到下一道工序的输送装置上;
[0045]所述的石料输送装置I包括:输送机支架6,输送带2,以及驱动输送带以预定速度移动的驱动装置;
[0046]所述的输送带2的宽度为1.4m;
[0047]所述的输送带2的长度为2.5m;输送带2的输送速度控制为O?0.3m/s;
[0048]所述的信号收发装置,用于将柔性压力传感垫采集到的相应检测数据,通过相应通信接口传输到主控装置中;
[0049]所述的信号收发装置,为USB数据线或无线数据收发模块;
[0050]所述的主控装置,接收柔性压力传感垫3输出的检测数据,对检测数据进行处理分析,并根据预设的参数,将检测区域划分为尺寸相等、阵列分布的36矩形标记单元;其中预设参数包含:矩形标记单元数量设置为36个,呈6 X 6阵列分布,其中垂直于输送方向的矩形标记单元的数量范围为6个,平行于输送方向的矩形标记单元的数量范围为6;设定符合生产均匀性要求的石料量标准区间为5.0?5.5kg;采样速率设定为1Hz;对每一个矩形标记单元内采集的各柔性压力传感器的检测数据进行积分,获得该矩形标记单元内石料4布料量的信息,将石料4在不同区域量的分布结果绘制成图,输出到显示装置中实时显示出来,并控制标记装置5在石料的相应位置标记出来;
[0051]所述的主控装置将石料4布料均匀性检测结果依据各矩形标记单元绘制为二维或三维图谱,并将该标记单元内的石料量大小采用蓝色到红色渐变的形式表示,其中设置绿色表示该矩形标记单元内的石料量满足预设的符合生产均匀性要求的石料量标准区间,红色和蓝色分别表示该检测子区域高于和低于标准区间,颜色越深表示超出或低于标准区间的程度越明显;
[0052]所述的显示装置为液晶显示器,将主控装置输出的石料均匀性分布图实时显示出来的显示设备;
[0053]所述的标记装置5位于输送带2上柔性压力传感垫3的正上方,根据石料4布料的尺寸调节标记装置5的高度,使投影出来的影像均匀分布在石料4上,用于在石料4上标记划分出各矩形标记单元的对应位置;
[0054]如附图2所示,所述的标记装置5包含支架51、投影灯52、投影灯底片53、透镜54、电源组成,受主控装置控制;如附图3所示,所述的投影灯底片531上划刻了与矩形标记单元相同的36个呈6X6阵列分布网格图形,各网格图形的尺寸与各矩形标记单元尺寸成比例,当投影灯53发出的光源透过投影灯底片53时,在石料4上可以标记出各矩形标记单元位置;
[0055]如附图4所示的是本实用新型的基于柔性压力传感器的石料布料均匀性在线检测装置工作过程示意图,石料输送装置101将石料104输送到检测区,集成在输送带102上的柔性压力传感垫103对石料104进行实时检测,并通过信号收发模块106,将检测数据传入主控装置107;主控装置107对接收到的检测数据进行处理分析,并将结果绘制成布料均匀性二维分布图109,在显示装置108中实时显示,并控制标记装置105将石料划分为对应的矩形标记单元;工人们根据布料均匀性分布图109,对不符合均匀性生产要求的单元进行调整;完成检测和调整后,主控装置107驱动石料输送装置101将石料输送到下一道工序中;主控装置107发出指令驱动输送带102回转,将柔性压力传感垫103复位到预设的位置,等待下一次检测;
[0056]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型技术原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种基于柔性压力传感器的石料布料均匀性在线检测装置,其特征在于,包括:柔性压力传感垫、石料输送装置、信号收发装置、主控装置、显示装置、标记装置; 所述的柔性压力传感垫,固定在石料输送装置的输送带上表面,可以随输送带一起运动,用以对检测区上的石料进行实时检测,检测出石料各区域内的分布量,向主控装置输出相应检测数据,该检测数据包含上述石料中预定检测区域内的压力数据; 所述的石料输送装置主体为带式输送机,并集成了所述的柔性压力传感垫,用于对石料进行输送;当石料输送到检测区时,石料输送装置停止输送并通过柔性压力传感垫进行压力检测,检测完毕后使石料以预定速度脱离并转移到下一道工序的输送装置上; 所述的信号收发装置,用于将柔性压力传感垫采集到的相应检测数据,通过相应通信接口传输到主控装置中; 所述的主控装置,接收柔性压力传感垫输出的检测数据,对检测数据进行处理分析,并根据预设的参数,将检测区域划分为尺寸相等、阵列分布的多个矩形标记单元;所述的预设参数包含:矩形标记单元数量、符合生产均匀性要求的石料量标准区间、采样速率;对每一个矩形标记单元内采集的各感应点的检测数据进行积分,获得该矩形标记单元内石料布料量的信息,将石料在不同区域量的分布结果绘制成图,输出到显示装置中实时显示出来,并控制标记装置在石料的相应位置标记出来; 所述的显示装置用以将主控装置输出的石料均匀性分布图实时显示出来; 所述的标记装置位于输送带上柔性压力传感垫的正上方,高度可调节,用于在石料上标记划分出各矩形标记单元的对应位置。2.根据权利要求1所述的一种基于柔性压力传感器的石料布料均匀性在线检测装置,其特征在于,所述的柔性压力传感垫上相邻感应点的间隔控制为2.0?10.0cm。3.根据权利要求1所述的一种基于柔性压力传感器的石料布料均匀性在线检测装置,其特征在于,所述的柔性压力传感垫的量程为O?2PSI或更小。4.根据权利要求1所述的一种基于柔性压力传感器的石料布料均匀性在线检测装置,其特征在于,所述的石料输送装置包括:输送机支架,输送带,以及驱动输送带以预定速度移动的驱动装置。5.根据权利要求4所述的一种基于柔性压力传感器的石料布料均匀性在线检测装置,其特征在于,所述的输送带的宽度为1.0?2.0m。6.根据权利要求4所述的一种基于柔性压力传感器的石料布料均匀性在线检测装置,其特征在于,所述的输送带的长度为1.5?5.0m。7.根据权利要求4所述的一种基于柔性压力传感器的石料布料均匀性在线检测装置,其特征在于,输送带的输送速度控制为O?0.3m/s。8.根据权利要求1所述的一种基于柔性压力传感器的石料布料均匀性在线检测装置,其特征在于,所述的标记装置包含支架、投影灯、投影灯底片、透镜、电源组成,受主控装置控制;所述的投影灯底片上划刻了与矩形标记单元相同的阵列分布网格图形,各网格图形的尺寸与各矩形标记单元尺寸成比例,当投影灯发出的光源透过投影灯底片时,在石料上可以标记出各矩形标记单元位置。
【文档编号】G01N5/00GK205483892SQ201620043053
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月12日
【发明人】吴飞斌, 龙晋桓, 韩军, 何鹏, 邹炎火, 徐大伟
【申请人】泉州装备制造研究所
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