一种石膏板缺陷自动监测系统以及监测方法与流程

本发明实施例涉及石膏板生产技术领域，具体涉及一种石膏板缺陷自动监测系统以及监测方法。

背景技术：

石膏板在料浆成型终凝之后需要进入干燥机进行干燥，以确保石膏板的质量和使用寿命，为了保证干燥质量和干燥速度，确保生产效率，石膏板干燥机一般都有10层甚至12层干燥层。在多层干燥机的出板处的石膏板将被收集到输送皮带上进行切割后包装。

纸面石膏板在生产成型、切断、干燥机内部运输等过程中均有可能出现板材破损、坏板角等各类问题，问题板材出现主要通过岗位人员肉眼观察判定，有时会存在忙于岗位其他工作未及时发现个别产品外在缺陷使得板材进入堆垛，不利于产品质量控制，并且需要岗位将整架堆垛板材使用叉车叉下进行质量挑选和重新码垛，工作量较大。

因此需要采用一种智能自动缺陷监测方式对石膏板表面进行缺陷监测，现有的智能自动缺陷监测方式一般先对石膏板的一个表面进行缺陷检测，然后将石膏板翻转，再对石膏板的另一个表面进行缺陷监测这种检测方式存在以下问题：

(1)将石膏板水平传输，需要对石膏板进行180°的翻转，为了配合输送线的正常工作，导致翻板机构设计复杂，缺陷监测的输送流程长，耗时长，影响整个生产工艺的效率；

(2)对石膏板进行180°的翻转的能耗高，并且安全性能差，容易在翻板的时候造成石膏板的二次损坏。

技术实现要素：

为此，本发明实施例提供一种石膏板缺陷自动监测系统以及监测方法，采用将石膏板侧立输出，只需要将石膏板翻转90°即可水平传输，因此方便除废操作，保证石膏板在集废平台的正常摆放，以解决现有技术中导致翻板机构设计复杂，缺陷监测的输送流程长，耗时长，影响整个生产工艺的效率的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：一种石膏板缺陷自动监测系统，包括用于将干燥机输出的石膏板传输到下一个堆垛工位的输送线，所述干燥机与堆垛工位之间设有对侧立的石膏板表面扫描识别的光栅扫描装置，所述光栅扫描装置与堆垛工位之间依次设有翻板连接机构和侧推机构，所述翻板连接机构将侧立的石膏板翻转为水平传送，并且所述侧推机构将检测到有缺陷的石膏板推离输送线集中收集。

作为本发明的一种优选方案，所述翻板连接机构将输送线分成前段输送线和后段输送线，所述前段输送线传送从干燥机输出的侧立石膏板，并且所述后段输送线将水平的石膏板分别传输到侧推机构和堆垛工位。

作为本发明的一种优选方案，所述翻板连接机构包括设置在前段输送线末端和后段输送线首端之间的圆筒滚轮，以及设置在所述圆筒滚轮两端的挡板环，所述挡板环与圆筒滚轮一体化成型，所述圆筒滚轮的两端面中心位置均连接有驱动组件，所述圆筒滚轮的侧曲面设有若干垂直分布的辐射挡片，两个相邻的所述辐射挡片之间设有挤压稳板，所述挤压稳板的内表面沿着所述圆筒滚轮的侧曲面滑动。

作为本发明的一种优选方案，所述圆筒滚轮的两端面中心位置处安装有若干个环形分布的摆动组件，所述摆动组件的输出端连接有长径摆杆，所述挤压稳板的中心位置设有连接短轴，两个相邻的所述辐射挡片之间的所述挡板环上设有弧形孔槽，所述连接短轴穿过所述弧形孔槽与长径摆杆固定连接。

作为本发明的一种优选方案，所述挤压稳板的上表面设有三角抵板，所述三角抵板与石膏板接触一个边与所述辐射挡片平行，并且所述挤压稳板和三角抵板的总高度等于侧立石膏板高度的1/3，所述辐射挡片的高度等于侧立石膏板高度的1/4，每个所述辐射挡片上均设有角度传感器。

作为本发明的一种优选方案，所述挤压稳板与辐射挡片之间的圆筒滚轮表面设有压力传感器，两个所述挡板环之间的距离为侧立石膏板的长度，两个相邻的所述辐射挡片分别抵达所述前段输送线末端的传输间隔时间，与两个相邻辐射挡片分别抵达所述前段输送线末端的旋转间隔时间相同。

另外本发明还提供了一种石膏板缺陷自动监测系统的监测方法，包括如下步骤：

步骤100、将已完成干燥的侧立石膏板在输送线上输送，沿着输送线的传动方向，将输送路程分为缺陷监测区、翻板保护区和除废区；

步骤200、光栅扫描装置对输送至缺陷监测区的侧立石膏板两个平行表面进行缺陷监测，并且将缺陷结果传递到侧推机构，发出侧推除废指令；

步骤300、翻板连接机构将输送至翻板保护区的侧立石膏板翻转为水平状，将石膏板进行水平传送；

步骤400、水平传送的石膏板进入除废区，侧推除废指令将检测有缺陷的石膏板推出输送线至集废平台重新回收；

步骤500、检测无缺陷的石膏板沿着输送线至堆垛工位。

作为本发明的一种优选方案，在步骤300中，所述翻板连接机构将整个输送线分为前段输送线和后段输送线，所述翻板连接机构接收前段输送线的侧立石膏板，并且将侧立石膏板旋转输送至后段输送线，石膏板由侧立状态转换为水平状态，所述翻板连接机构的具体翻转步骤为：

步骤301、圆筒滚轮循环旋转，辐射挡片转至靠近前段输送线末端的位置；

步骤302、侧立石膏板从前段输送线倾斜下落，平行落入辐射挡片与挤压稳板之间的空隙内；

步骤303、摆动组件推动挤压稳板，将石膏板的下端夹紧在辐射挡片与挤压稳板之间，圆筒滚轮持续转动，石膏板转动至后段输送线侧；

步骤304、摆动组件反向拉动挤压稳板，释放对石膏板下端的固定，石膏板落入后段输送线上继续传输。

作为本发明的一种优选方案，在步骤304中，释放对石膏板下端的固定挤压时，所述石膏板与后段输送线之间的夹角为30°-40°，所述后段输送线的高度小于后段输送线的高度，计算所述后段输送线与后段输送线的高度差的方法为：

记录圆筒滚轮的圆半径为r1，辐射挡片的长度为h1，侧立石膏板从前段输送线倾斜下落的角度为a1，后段输送线距离圆筒滚轮的圆心高度l1＝(r1+h1)·sin(a1)；

记录圆筒滚轮的圆半径为r1，辐射挡片的长度为h1，侧立石膏板与后段输送线的释放角度为a2，后段输送线距离圆筒滚轮的圆心高度l2＝(r1+h1)·sin(a2)；

前段输送线与后段输送线的高度差△l＝(r1+h1)·sin(a1)－(r1+h1)·sin(a2)。

作为本发明的一种优选方案，在步骤301和步骤304中，挤压和释放石膏板后，所述圆筒滚轮持续带动挤压稳板和辐射挡板转动，所述圆筒滚轮分别与前段输送线和后段输送线的水平距离计算步骤如下：

记录挤压稳板和三角抵板的总高度为r2，圆筒滚轮的圆半径为r1，侧立石膏板从前段输送线倾斜下落的角度为a1，圆筒滚轮的安装位置与前段输送线的末端距离s1＝(r1+r2)·cos(a1)；

记录挤压稳板和三角抵板的总高度为r2，圆筒滚轮的圆半径为r1，侧立石膏板与后段输送线的释放角度为a2，圆筒滚轮的安装位置与后段输送线的末端距离s1＝(r1+r2)·cos(a2)。

本发明的实施方式具有如下优点：

(1)本发明沿着石膏板的传输方向将石膏板侧立输出，在光栅扫描装置的后方设置翻板机构将侧立的石膏板翻转为水平传输，只需要将石膏板翻转90°即可水平传输，因此方便除废操作，保证石膏板在集废平台的正常摆放，不会造成二次损坏；

(2)本发明的翻板机构将石膏板的翻转角度有180读减小至50°-70°，从而可有效的降低翻板机构对石膏板的二次损坏概率，降低翻转机构能耗，提高翻板效率，进而提高生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施方式中石膏板监测系统的整体结构示意图；

图2为本发明实施方式中石膏板夹持和释放的结构框图；

图3为本发明实施方式中石膏板监测方法的流程示意图。

图中：

1-光栅扫描装置；2-翻板连接机构；3-前段输送线；4-后段输送线；5-摆动组件；6-长径摆杆；7-连接短轴；8-弧形孔槽；9-三角抵板；10-角度传感器；11-压力传感器；

201-圆筒滚轮；202-挡板环；203-驱动组件；204-辐射挡片；205-挤压稳板。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种石膏板缺陷自动监测系统，本实施方式的石膏板缺陷监测系统设置在干燥机的输出端与堆垛工位之间，主要用于对干燥机数据的石膏板进行损坏和裂纹方面的质检，当质检合格没有损坏部分，则沿着输送线继续输送至堆垛工位进行切割，如果质检不合格损坏情况，则利用石膏板缺陷监测系统后方的侧推机构进行除废。

为了快速对石膏板双面检测，本发明先将干燥的石膏板侧立在输送线上，当石膏板达到缺陷检测区，则利用两个光栅扫描装置即可完成前后两个石膏板面的检测，由于侧立的石膏板不方便侧推机构的除废操作，石膏板受力不均匀容易倾倒，因此在除废时容易造成石膏板的二次损坏。

本实施方式为了解决上述问题，在沿着石膏板的传输方向，特在光栅扫描装置的后方设置翻板机构，将侧立的石膏板翻转为水平传输，因此方便除废操作，保证石膏板在集废平台的正常摆放，不会造成二次损坏。

但是由于现有技术的翻板机构只是在输送线上端设置一个挡板，直接将石膏板进行90°的翻转，这种翻转方式的石膏板侧倒角度大，容易对石膏板出现二次损害，为了解决上述问题，本实施方式的翻板机构将石膏板的翻转角度有90°减小至30°，从而可有效的降低翻板机构对石膏板的二次损坏概率。

具体包括用于将干燥机输出的石膏板传输到下一个堆垛工位的输送线，所述干燥机与堆垛工位之间设有对侧立的石膏板表面扫描识别的光栅扫描装置1，所述光栅扫描装置1与堆垛工位之间依次设有翻板连接机构2和侧推机构，所述翻板连接机构2将侧立的石膏板翻转为水平传送，并且所述侧推机构将检测到有缺陷的石膏板推离输送线集中收集。

光栅扫描装置1利用现有的光栅扫描成像技术即可，对石膏板的两个平面从上到下的扫描成像，利用二值化处理扫描图像，即可辨别石膏板表面是否损伤，如果监测结果有损伤，则控制器将处理信号传递给放废限位进行放废处理，如果监测结果无损伤，石膏板正常进入堆垛台完成堆垛包装等工序。

不管石膏板监测结果有没有损坏，翻板连接机构2均需要对侧立的石膏板翻转为水平输送，不仅方便侧推除废，同时也便于堆垛处理。

翻板连接机构2将输送线分成前段输送线3和后段输送线4，所述前段输送线3传送从干燥机输出的侧立石膏板，并且所述后段输送线4将水平的石膏板分别传输到侧推机构和堆垛工位。

翻板连接机构2的主要工作原理为：前段输送线3上的侧立石膏板下落到翻板连接机构2，翻板连接机构2夹紧石膏板，并且带动石膏板旋转，石膏板旋转至后段输送线4侧，释放石膏板，石膏板沿着后段输送线4继续传输。

翻板连接机构2包括设置在前段输送线3末端和后段输送线4首端之间的圆筒滚轮201，以及设置在所述圆筒滚轮201两端的挡板环202，所述挡板环202与圆筒滚轮201一体化成型，所述圆筒滚轮201的两端面中心位置均连接有驱动组件203。

驱动组件203具体为主动轮和被动轮的组合，主要是利用主动轮的旋转带动被动轮的转动，直至圆筒滚轮201的整体转动。

圆筒滚轮201的侧曲面设有若干垂直分布的辐射挡片204，两个相邻的所述辐射挡片204之间设有挤压稳板205，所述挤压稳板205的内表面沿着所述圆筒滚轮201的侧曲面滑动。

圆筒滚轮201转动，将石膏板从前段输送线3侧转移至后段输送线4侧，并且当石膏板下落到圆筒滚轮201时，挤压稳板205在动力机构的驱动下挤压固定石膏板，在石膏板转移至后段输送线4侧时，挤压稳板205在动力机构的驱动下释放石膏板，石膏板与后段输送线4接触而继续传动。

圆筒滚轮201的两端面中心位置处安装有若干个环形分布的摆动组件5，摆动组件5的输出端连接有长径摆杆6，挤压稳板205的中心位置设有连接短轴7，两个相邻的辐射挡片204之间的挡板环202上设有弧形孔槽8，连接短轴7穿过弧形孔槽8与长径摆杆6固定连接。

挤压稳板205的转动动力来源主要为摆动组件5，每个摆动组件5带动长径摆杆6在两个相邻的辐射挡片204中摆动，从而带动挤压稳板205夹定或者释放石膏板，在夹定石膏板后，由于圆筒滚轮201在驱动组件203的带动下持续旋转，即可实现石膏板的旋转，当石膏板旋转到靠近后段输送线4侧，则释放石膏板即可完成整套的翻板动作。

挤压稳板205的上表面设有三角抵板9，所述三角抵板9与石膏板接触一个边与所述辐射挡片204平行，并且所述挤压稳板205和三角抵板9的总高度等于侧立石膏板高度的1/3，所述辐射挡片204的高度等于侧立石膏板高度的1/4。

在夹定石膏板时，为了提高石膏板的稳定性，需要设定挤压稳板205和辐射挡片204的高度，保证对石膏板的稳定夹持，因此本实施方式在挤压稳板205的上表面设置三角抵板9，增加挤压稳板205的高度。

需要补充说明的是，在本实施方式中的高度是指三角抵板9的上端到圆筒滚轮201侧曲面的距离，以及辐射挡片204的上端到圆筒滚轮201的距离，其中辐射挡片204的高度不应太大，挤压稳板205释放石膏板后，石膏板绕辐射挡板204旋转，从圆筒滚轮201转移到后段输送线4上，如果辐射挡片204的高度过大，则石膏板不易绕辐射挡片204上端旋转，不方便对石膏板的释放。

因此本发明通过控制挤压稳板205的作用面高度和辐射挡片204的高度，既能保证稳定的夹持稳定效果，同时又能确正常的释放转移工作。

两个所述挡板环202之间的距离为侧立石膏板的长度，两个相邻的所述辐射挡片204分别抵达前段输送线3末端的传输间隔时间，与两个相邻辐射挡片204分别抵达前段输送线3末端的旋转间隔时间相同，因此保证辐射挡片204依次接收石膏板进行翻板操作。

如图2所示，每个所述辐射挡片204上均设有角度传感器10，挤压稳板205与辐射挡片204之间的圆筒滚轮201表面上设有压力传感器11，角度传感器10可精准控制接收下落的石膏板以及释放石膏板的角度位置，而压力传感器用于触发摆动组件5的工作，夹紧石膏板。

在本实施方式中，压力传感器11不仅用于触发摆动组件5的夹紧工作，同时触发角度传感器10的重置归零，举例来说，翻板连接机构2初始工作，圆筒滚轮201在动力组件的带动下旋转工作，当挤压稳板205与辐射挡片204之间的圆筒滚轮201表面上的压力传感器11检测到有石膏板下落后，触发摆动组件5的工作，夹紧石膏板，同时触发角度传感器10从零计时，然后圆筒滚轮201和石膏板整体在动力组件的作用下持续旋转，当角度传感器10检测转动到设定的角度后，触发摆动组件5的工作释放石膏板，从而实现对一个石膏板的翻板转移工作。

根据上述，当摆动组件5工作释放石膏板后，压力传感器11的读数重新归零，角度传感器10持续记载圆筒滚轮201的转动角度，当前段输送线3上的石膏板重新下落到圆筒滚轮201表面时，压力传感器11重新读数，重新触发角度传感器10从零计时，因此可降低角度传感器10的计数压力，方便判断触发摆动组件5的工作释放石膏板的角度，提高石膏板下落精准度。

实施例2

为了说明上述自动监测石膏板缺陷系统的工作原理，如图3所示，本发明还提供了一种石膏板缺陷自动监测系统的监测方法，包括如下步骤：

步骤100、将已完成干燥的侧立石膏板在输送线上输送，沿着输送线的传动方向，将输送路程分为缺陷监测区、翻板保护区和除废区。

缺陷监测区主要用于检测干燥后的石膏板表面是否存在损伤，翻板保护区将侧立的已检测石膏板转换为水平输送，方便除废区对损坏石膏板的侧推工作，以及堆垛工作的正常快速进行，防止除废区侧推侧立石膏板不稳定而产生的二次损坏。

步骤200、光栅扫描装置对输送至缺陷监测区的侧立石膏板两个平行表面进行缺陷监测，并且将缺陷结果传递到侧推机构，发出侧推除废指令。

当光栅扫描装置检测到石膏板表面损坏后，则侧推机构接收除废指令，将石膏板推离输送线，而对于表面无损坏的石膏板，则可沿着输送线继续传输，直至到达堆垛工位。

步骤300、翻板连接机构将输送至翻板保护区的侧立石膏板翻转为水平状，将石膏板进行水平传送。

在步骤300中，所述翻板连接机构将整个输送线分为前段输送线和后段输送线，所述翻板连接机构接收前段输送线的侧立石膏板，并且将侧立石膏板旋转输送至后段输送线，石膏板由侧立状态转换为水平状态，所述翻板连接机构的具体翻转步骤为：

首先，圆筒滚轮循环旋转，辐射挡片转至靠近前段输送线末端的位置。

然后，侧立石膏板从前段输送线倾斜下落，平行落入辐射挡片与挤压稳板之间的空隙内，压力传感器检测到有石膏板落入；

其后，控制器根据压力传感器信息，控制摆动组件推动挤压稳板，同时角度传感器从零计算，将石膏板的下端夹紧在辐射挡片与挤压稳板之间，圆筒滚轮持续转动，石膏板转动至后段输送线侧。

最后，当角度传感器的读数与释放角度设定值相同时，摆动组件反向拉动挤压稳板，释放对石膏板下端的固定，石膏板落入后段输送线上继续传输。

释放对石膏板下端的固定挤压时，石膏板与后段输送线之间的夹角为30°-40°，后段输送线的高度小于后段输送线的高度，计算后段输送线与后段输送线的高度差的方法为：

记录圆筒滚轮的圆半径为r1，辐射挡片的长度为h1，侧立石膏板从前段输送线倾斜下落的角度为a1，后段输送线距离圆筒滚轮的圆心高度l1＝(r1+h1)·sin(a1)。a1根据多次实现统计，确定侧立石膏板从前段输送线倾斜下落的角度，即下落倾斜的侧立石膏板与水平面之间的夹角为60°-70°。

记录圆筒滚轮的圆半径为r1，辐射挡片的长度为h1，侧立石膏板与后段输送线的释放角度为a2，后段输送线距离圆筒滚轮的圆心高度l2＝(r1+h1)·sin(a2)。石膏板与后段输送线之间的夹角a2为30°-40°，也就是说圆筒滚轮带动石膏板旋转50°-70°。

前段输送线与后段输送线的高度差△l＝(r1+h1)·sin(a1)－(r1+h1)·sin(a2)。

前段输送线与后段输送线之间的高度差，可保证侧立石膏板的稳定翻板操作，避免在释放石膏板时，石膏板与后段输送线之间的夹角过大，而造成石膏板的翻板二次损坏，通过进一步加大前段输送线和后段输送线之间的高度差，可保证翻板机构释放石膏板时，石膏板的倾斜夹角越小，从而提高石膏板输送的稳定性。

由于翻板机构设置在前段输送线与后段输送线之间，并且为了保证前段输送线下落的石膏板顺利被圆筒滚轮夹持，以及圆筒滚轮释放的石膏板顺利稳定的被后段输送线接收，在步骤301和步骤304中，挤压和释放石膏板后，所述圆筒滚轮持续带动挤压稳板和辐射挡板转动，所述圆筒滚轮分别与前段输送线和后段输送线的水平距离计算步骤如下：

记录挤压稳板和三角抵板的总高度为r2，圆筒滚轮的圆半径为r1，侧立石膏板从前段输送线倾斜下落的角度为a1，圆筒滚轮的安装位置与前段输送线的末端距离s1＝(r1+r2)·cos(a1)。同样的，a1根据多次实现统计，确定侧立石膏板从前段输送线倾斜下落的角度，即下落倾斜的侧立石膏板与水平面之间的夹角为60°-70°，此时的三角抵板正好抵着前段输送线的下表面转动。

记录挤压稳板和三角抵板的总高度为r2，圆筒滚轮的圆半径为r1，侧立石膏板与后段输送线的释放角度为a2，圆筒滚轮的安装位置与后段输送线的末端距离s1＝(r1+r2)·cos(a2)，同样的，石膏板与后段输送线之间的夹角a2为30°-40°，此时的三角抵板正好抵着后段输送线的下表面转动。

通过控制中间翻板连接机构的距离前段输送线和后段输送线的安装位置，可有效的保证石膏板翻板转移的稳定性，同时确保翻板机构的正常运行，不受前段输送线和后段输送线的干扰。

步骤400、水平传送的石膏板进入除废区，侧推除废指令将检测有缺陷的石膏板推出输送线至集废平台重新回收。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。