纸卷端面平整度检测装置

专利摘要:
纸卷端面平整度检测装置，包括激光测距仪、减速机、减速机支架、移动臂、工业控制计算机；所述激光测距仪安装在移动臂末端并位于输送链板正中心区域；所述减速机安装于减速机支架上方；工业控制计算机连接激光测距仪。由于激光测距仪具有测量精度高，测量速度快的特点，可以比较完美的替代传统测量工具；在提高了测量精度的同时不再需要人工参与，对于有纸卷端面平整度要求较高的场合非常适用。
公开号:CN214333695U
申请号:CN202120568903.5U
申请日:2021-03-19
公开日:2021-10-01
发明作者:覃振洋；程宏；曾俊钢；曾繁智
申请人:Changsha Chaint Machinery Co Ltd；
IPC主号:G01B11-30

专利说明:
[n0001] 本实用新型属于包装机械技术领域，涉及一种对造纸行业成品纸卷端面的平整度进行检测的检测装置。
[n0002] 卷筒纸在复卷过程中，受到纸页定量、水分及复卷过程各种设备和操作因素的影响，卷好的纸卷两个端面特别是纸芯附近区域容易出现凹凸不平的现象。而纸卷端面平整度是卷筒纸的一项外观质量指标，是造纸生产过程质量检验的必检项目；更重要的是，对于使用自动仓库的生产线而言，由于纸卷将上下重叠码放多达10余层，如果纸卷端面凹凸程度过大，将会造成纸卷塔位晃动，存在重大安全隐患，严重者会产生塔位倒塌，造成重大安全事故。中国国标中对纸卷端面凹凸量规定限值在10mm以内，但是国外自动仓的供货商要求端面的凹入值小于5mm，凸出值小于2mm范围内的纸卷才允许进入自动仓。这给检测带来了很大的难题。实际生产中一般由操作人员人眼观察或者采用卷尺或直尺等传统测量工具检测。
[n0003] 这些测量工具存在以下问题：一是作业不方便，需要人工干预，无法适应自动化生产流程；二是测量的基本精度难以保证，2mm对于人眼或普通测量工具已经接近测量极限。
[n0004] 本实用新型旨在提供一种纸卷端面平整度检测装置，能克服上述传统测量工具的缺点，将测量纸卷端面平整度的工作整合进自动化生产流程中并且提高测量精准度。
[n0005] 本实用新型解决以上技术问题所采用的技术方案是：
[n0006] 纸卷端面平整度检测装置，包括激光测距仪、减速机、减速机支架、移动臂、工业控制计算机。所述激光测距仪安装在移动臂末端并位于输送链板正中心区域，以保证移动臂上下移动时完整经过纸卷上半端面、纸芯管和部分下半端面。移动臂末端留有安装激光测距仪所需的L形结构，并有对应的固定螺丝所需的打孔，激光测距仪与移动臂通过螺丝与螺母进行连接固定；所述减速机安装于减速机支架上方，用于驱动移动臂上下移动。减速机支架的上方是一块金属板，金属板上留有孔位与减速机的孔位对应，通过螺丝与螺母连接并固定减速机与减速机支架；所述移动臂和减速机支架的结构为中空结构，由激光测距仪所延伸出来的串口线经过移动臂的中空结构部分到达减速机支架，再经由减速机支架的中空结构部分到达地面，再经由地下线槽到达工业控制计算机的串口接口，与工业控制计算机连接。
[n0007] 工业控制计算机连接激光测距仪，用于记录激光测距仪与纸卷端面的距离数据并根据这些数据计算纸卷端面平整度。
[n0008] 本实用新型的有益效果：由于激光测距仪具有测量精度高，测量速度快的特点，可以比较完美的替代传统测量工具。在提高了测量精度的同时不再需要人工参与，对于有纸卷端面平整度要求较高的场合非常适用。
[n0009] 图1为纸卷端面平整度检测装置结构主视图。
[n0010] 图2为纸卷端面平整度检测装置结构侧视图。
[n0011] 图3为纸卷端面平整度检测装置结构俯视图。
[n0012] 图中：1-激光测距仪，2-移动臂，3-减速机，4-减速机支架，5-输送链板，6-工业控制计算机。
[n0013] 下面结合附图的实施例对本实用新型作进一步的说明。
[n0014] 图1 、图2 、图3 所示：纸卷端面平整度检测装置，包含1-激光测距仪，2-移动臂，3-减速机，4-减速机支架。1-激光测距仪安装在2-移动臂末端并位于5-输送链板正中心区域，2-移动臂的末端留有安装1-激光测距仪所需的L形结构，并有对应的固定螺丝所需的打孔，1-激光测距仪、2-移动臂通过螺丝与螺母进行连接固定；3-减速机安装于4-减速机支架上方，4-减速机支架的上方是一块金属板，金属板上留有孔位与3-减速机的孔位对应，通过螺丝与螺母连接并固定3-减速机与4-减速机支架；2-移动臂和4-减速机支架的结构为中空结构，由1-激光测距仪所延伸出来的串口线经过2-移动臂的中空结构部分到达4-减速机支架，再经由4-减速机支架的中空结构部分到达地面，再经由地下线槽到达6-工业控制计算机的串口接口与6-工业控制计算机连接。
[n0015] 纸卷端面平整度检测装置的使用方法，采用以下步骤：
[n0016] （1）纸卷经输送带运送到达指定测量位置并停稳；
[n0017] （2）减速机启动，使得移动臂开始由上至下移动，移动臂分为一前一后共两个，可安装于同一输送带或者前后两个输送带处，对纸卷两个端面的平整度进行测量；
[n0018] （3）安装于移动臂上的激光测距仪依次经过纸卷端面的上半部分、纸芯管、端面的下半部分；激光测距仪在进入纸卷的端面前其照射距离会超过设定的测量量程，为设定的最大值；当进入纸卷端面后开始测量从纸卷端面到激光测距仪的距离，激光测距仪通过串口或者网口与工业计算机相连，由工业计算机收集采集到的数据；
[n0019] （4）移动臂到达最低允许移动位置后上升回位，最低允许移动位置在纸卷下半端面的中部；到达最低位置后，激光测距仪关闭激光，停止数据采集，同时移动臂快速回到最高点；
[n0020] （5）由工业控制计算机收集采集到的距离数据，通过转换算法将距离数据换算成纸卷端面凹凸量的数据从而实现纸卷端面平整度的测量；测量完成后由工业控制计算机判断凹凸量数据是否满足规定的要求，供后续流程继续使用。
[n0021] 所述步骤（5）的详细处理逻辑：
[n0022] 1）将采集到的数据进行噪点处理，对所有样本数据取整后去除出现次数小于3的数据，判断剩余的数据量是否满足规定的可处理的最小允许数据量；
[n0023] 2）对所有样本数据进行了取整，将取整后的结果作为key，对应的真实数据作为data，将key按照data的数量从多到少排列；按照从多到少取出占总数据量80%的key，对对应的真实数据取平均值称为多数平均值，对该80%的数据取最大最小数据间的偏差后向上取整作为分界用的判断值称为分界判断值；将原始数据以前后差值是否超过分界判断值的条件划分为数个阶段，阶段中数据量小于5的阶段进行去除；对每个阶段取平均值，由于无限远点（指未进入纸卷端面时的数据点）认为是0，无限远点阶段的平均值必定为0，直接去除。同时只对无限远点阶段之间的阶段进行判断，与无限远点邻近的阶段需要判断其平均值是否是内凹值（平均值-多数平均值>10，10为纸芯塞边缘的凹进深度，可根据实际情况设定）,若是内凹则是纸芯塞边界或其他干扰数据，将其去除。保留满足条件的剩余阶段；
[n0024] 3）对剩余数据再次进行步骤1）的噪点处理和数据量判断；
[n0025] 4）将剩余数据扩大十倍的值作为key，真实数据值的列表作为value，重新将key按照从多到少排列；
[n0026] 5）基于key值对应value列表的数据量，计算占据前80%数据总量的扩大十倍后的真实数据的多数平均值，将该多数平均值的结果除以10作为该纸卷端面整体数据的平均值，称为整体平均值；
[n0027] 6)对待分析数据以类似滑块的方式，取出滑块指定的数据量（该取值方式举例为如存在一组数据1、2、3、4、5、6、7、8，以指定取出数据量2的滑块来取值，通过滑块的移动取出的结果依次为1、2，2、3，3、4…7、8）对取出的数据取平均值，计算平均值与上述整体平均值之差的绝对值，若滑块内平均值>整体平均值，则将差值绝对值作为maxInner（最大内凹数据），反之则为maxOuter（最大外凸数据），随滑块移动，更新maxInner和maxOuter。最终得到的maxInner和maxOuter作为纸卷端面的最大内凹和最大外凸数据。

权利要求:
Claims (1)
[0001] 1.纸卷端面平整度检测装置，其特征在于：包括激光测距仪、减速机、减速机支架、移动臂、工业控制计算机；激光测距仪安装在移动臂末端并位于输送链板正中心区域；移动臂末端留有安装激光测距仪所需的L形结构并有对应的固定螺丝所需的打孔，激光测距仪与移动臂通过螺丝与螺母进行连接固定；减速机安装于减速机支架上方，减速机支架的上方是一块金属板，金属板上留有孔位与减速机的孔位对应，通过螺丝与螺母连接并固定减速机与减速机支架；移动臂和减速机支架的结构为中空结构，由激光测距仪所延伸出来的串口线经过移动臂的中空结构部分到达减速机支架，再经由减速机支架的中空结构部分到达地面，最后由地下线槽到达工业控制计算机的串口接口与工业控制计算机连接。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202120568903.5U|CN214333695U|2021-03-19|2021-03-19|纸卷端面平整度检测装置|CN202120568903.5U| CN214333695U|2021-03-19|2021-03-19|纸卷端面平整度检测装置|