玻璃纖維線密度智能檢測方法與流程
2024-04-10 02:09:05 5
本發明屬於玻璃纖維生產領域，涉及一種玻璃纖維檢測方法，具體涉及一種用於玻璃纖維線密度智能檢測方法，能夠自動對流水線上玻璃纖維的線密度進行智能檢測，並將線密度不合格的次品移除。
背景技術：
玻璃纖維是一種性能優異的無機非金屬材料，種類繁多，是以玻璃球或廢舊玻璃為原料經高溫熔制、拉絲、絡紗、織布等工藝製造而成，其單絲的直徑為幾個微米到二十幾米個微米，相當於一根頭髮絲的1/20-1/5，每束纖維原絲都由數百根甚至上千根單絲組成。玻璃纖維通常用作複合材料中的增強材料、電絕緣材料以及絕熱保溫材料，還可應用於電路基板等，其應用涉及國民經濟的各個領域。
線密度是描述紗線粗細程度的常用指標，線密度—長度質量(g/km)。用纖維或紗線質量除以它的長度就可以得到線密度。纖維的線密度是指纖維的粗細程度。線密度是纖維很重要的物理特性和幾何特徵之一，它不僅影響紡織加工和產品質量，而且還與織物的服用性能密切相關。同樣，線密度也是決定玻璃纖維質量的最重要的指標之一。線密度的法定單位為特克斯(tex)，特克斯的千分之一，十分之一和一千倍，分別稱為毫特(mtex)、分特(dtex)、和千特(ktex)，線密度越大表示纖維或紗線越粗。紗線的線密度影響到紡織品的物理機械性能、手感、風格等，它也是進行織物設計的重要依據之一。
玻璃纖維成品大多捲成中圓筒狀的玻璃纖維卷，其內孔裡有一個自由線頭。在玻璃纖維包裝出廠之前，需要對每一卷玻璃纖維的線密度進行檢測，線密度合格的繼續包裝出廠，不合格的作為次品回收處理。不同型號的玻璃纖維其線密度不一樣，目前較常用的玻璃纖維的線密度檢測方法是針對每一卷玻璃纖維卷人工截取1米長的樣品，放到電子天平上稱重，根據其重量是否在該品種的合格範圍之內來判斷是否為次品，這種方法過分依賴人工判斷，當工人疲勞作業時可能產生誤判，給公司帶來損失。因此，研發一種用於玻璃纖維線密度檢測的智能檢測方法，檢測精準，高效低耗，全程替代人力，具有良好的應用和經濟價值。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服現有技術存在的缺點，提供一種用於玻璃纖維線密度檢測的智能檢測方法，能夠自動對流水線上玻璃纖維的線密度進行智能檢測，並將線密度不合格的次品移除。
本發明涉及的玻璃纖維線密度智能檢測方法包括以下步驟：
步驟1、輸入參數：根據待檢的玻璃纖維品種和物理性質，向智能控制器輸入1米長樣品的重量合格範圍以及玻璃纖維緊繃所需拉力；
步驟2、設備初始化：智能控制裝置控制固定夾、伸縮線頭夾張開，吸罩升降器、上刀組驅動裝置、下刀組驅動裝置收縮到最短行程，電子天平歸零；啟動傳送帶；
步驟3、產品到位：當測距傳感器感應到其前方有玻璃纖維卷時，向智能控制器發送電信號；智能控制器收到信號後，向傳送帶發出停止傳送的電信號；傳送帶停止，使待測產品的位置固定；
步驟4、獲取樣品：智能控制器控制伸縮線頭夾的伸縮杆伸長，使伸縮線頭夾的內夾和外夾伸進玻璃纖維卷的內孔之中；伸縮線頭夾的外夾支架順時針旋轉90度，使玻璃纖維卷內孔中的自由線頭被夾住；伸縮杆縮短，使伸縮線頭夾將線頭拉出到第二刀片；固定夾夾緊，使玻璃纖維抻成緊繃的狀態；當伸縮線頭夾後端的拉力傳感器感受到玻璃纖維已經緊繃時，向智能控制器發送電信號；智能控制器控制上刀組驅動裝置、下刀組驅動裝置伸長，使上刀組、下刀組形成剪切作用，截取獲得一段長度為1米的玻璃纖維樣品；
步驟5、稱重：智能控制器控制上刀組驅動裝置、下刀組驅動裝置收縮回原位，使上刀組、下刀組分開，玻璃纖維樣品落在電子天平的載物盤上；電子天平對玻璃纖維樣品進行稱重後，將重量以電信號的形式發送給智能控制器控制；
步驟6、分揀次品：當智能控制裝置判斷玻璃纖維樣品的重量不在預設合格範圍之內時，控制次品分揀器插入玻璃纖維卷的內孔，將不合格的玻璃纖維卷抬起並移除出傳送帶；當玻璃纖維樣品的重量在預設合格範圍之內時，次品分揀器不做動作；
步驟7、回收樣品：吸罩升降器伸長，使吸罩下降到電子天平的載物盤上方0.5釐米處；開動氣泵，樣品經吸罩、吸管，最終被吸進入儲存艙；
步驟8、設備歸位：智能控制裝置控制固定夾張開，伸縮線頭夾的外夾逆時針旋轉90度，吸罩升降器收縮回原位；
步驟9、持續監測：智能控制裝置控制傳送帶啟動，重複步驟3到步驟8。
本用於玻璃纖維線密度檢測的智能檢測方法可以使用如下裝置來完成：一種用於玻璃纖維線密度檢測的智能檢測裝置，包括傳送帶、測距傳感器、伸縮線頭夾、固定夾、電子天平、上刀組、下刀組、上刀組驅動裝置、下刀組驅動裝置、樣品回收器、次品分撿器、智能控制器和拉力傳感器；所述智能控制器分別與傳送帶、測距傳感器、伸縮線頭夾、固定夾、電子天平、上刀組驅動裝置、下刀組驅動裝置、樣品回收器、次品分撿器和拉力傳感器電信息連接，所述傳送帶表面制有定位凸起，定位凸起用於防止玻璃纖維卷滾動，定位凸起的高度低於玻璃纖維卷直徑；定位凸起的高度為玻璃纖維卷直徑的十分之一到三分之一，定位凸起的形狀可以是板形、半圓柱形或三稜椎形；測距傳感器位於傳送帶側上方，測距傳感器高於定位凸起的高度且低於玻璃纖維卷的高度，測距傳感器用於感應前方是否有物體，並向智能控制器發送電信號；伸縮線頭夾用於將玻璃纖維卷內孔的線頭夾住並拉出來，伸縮線頭夾後端設有拉力傳感器，拉力傳感器用於測量伸縮線頭夾的拉力並以電信號的形式傳遞到智能控制器；伸縮線頭夾包括伸縮杆、內夾、外夾、內夾支架和外夾支架，內夾安裝在內夾支架上，外夾安裝在外夾支架上；外夾支架是圓環形，圓環的外圓直徑是玻璃纖維卷內孔直徑的0.9倍，圓環內圓比外圓直徑小0.5～2釐米；內夾支架套裝在外夾支架的內圓裡，內夾支架是圓盤形，內夾支架固定在伸縮杆上，外夾支架可旋轉並與旋轉驅動馬達連接；內夾與外夾的表面均有鋸齒形花紋，且二者的花紋相互配合；固定夾根據智能控制器控制實現開合，固定夾夾口張開時，伸縮線頭夾可以從固定夾的夾口穿過；上刀組是兩個平行且相距1米的刀片，刀刃垂直向下，上刀組的兩個刀片為單側開刃，開刃面為兩個刀片相對的內側面；上刀組安裝在上刀組驅動裝置上，上刀組驅動裝置能夠驅動上刀組上下運動；下刀組是兩個平行且相距1米的刀片，刀刃垂直向上，下刀組的兩個刀片為單側開刃，開刃面為兩個刀片相背的外側面，下刀組與上刀組的上下位置對應配合；下刀組安裝在下刀組驅動裝置上，下刀組驅動裝置能夠驅動下刀組上下運動；電子天平位於下刀組的兩個刀片中間，電子天平的載物盤為直徑1米的圓臺；當下刀組與上刀組接觸時，下刀組的刀刃與伸縮線頭夾的高度平齊，當下刀組驅動裝置驅動下刀組運動到最低點時，下刀組的刀刃低於電子天平的載物盤；樣品回收器用於將電子天平上的玻璃纖維樣品取走或清除；樣品回收器包括吸罩、吸罩升降器、吸管、氣泵和儲存倉，吸罩大小與電子天平的載物盤相同，吸罩位於電子天平上方，可以使吸罩上下運動，當吸罩升降器驅動吸罩運動到最高點時，吸罩下緣高於伸縮線頭夾，當吸罩升降器驅動吸罩運動到最低點時，吸罩下緣的高度比載物盤的高度高0.5～5釐米；次品分撿器能夠將傳送帶上的玻璃纖維卷移除，優選的，次品分撿器是一根直徑小於玻璃纖維卷內孔直徑的0.8倍的長杆，可以沿玻璃纖維捲軸向伸縮移動，且可以沿上下方向移動。
智能控制器用於智能控制器用於控制傳送帶、測距傳感器、伸縮線頭夾、固定夾、電子天平、上刀組驅動裝置、下刀組驅動裝置、樣品回收器和次品分撿器，具體控制內容是：控制傳送帶啟動和停止，控制固定夾張開和夾緊，控制伸縮線頭夾的伸縮杆、吸罩升降器、上刀組驅動裝置、下刀組驅動裝置收縮和伸長，控制電子天平歸零；控制伸縮線頭夾的外夾支架旋轉；控制次品分揀器插入玻璃纖維卷的內孔，將不合格的玻璃纖維卷抬起並移除出傳送帶；控制氣泵啟動和關閉。
本發明同現有技術相比：能夠自動對流水線上玻璃纖維的線密度進行智能檢測，並將線密度不合格的次品移除；減少了人工勞動力參與，防止人為失誤導致的次品進入下一道產品線；及時對樣品進行清理，保證了車間工作環境整潔，有利於設備健康順利運行。
附圖說明
圖1為本發明實施例1涉及的智能檢測方法的流程示意圖。
圖2為本發明實施例1涉及的智能檢測裝置部分組件的主視結構示意圖。
圖3為本發明實施例1涉及的智能檢測裝置部分組件的右視結構示意圖。
圖4為本發明實施例1涉及的智能檢測裝置部分組件的俯視結構示意圖。
圖5為本發明實施例1涉及的伸縮線頭夾放開時的結構原理示意圖。
圖6為本發明實施例1涉及的伸縮線頭夾夾緊時的結構原理示意圖。
具體實施方式
下面通過實施例並結合附圖對本發明作進一步描述。
實施例1：
如圖1所示，一種玻璃纖維線密度智能檢測方法，包括以下步驟：
步驟1、輸入參數：根據待檢的玻璃纖維品種和物理性質，向智能控制器12輸入1米長樣品的重量合格範圍以及玻璃纖維緊繃所需拉力；
步驟2、設備初始化：智能控制器12控制固定夾10、伸縮線頭夾3張開，吸罩升降器52、上刀組驅動裝置8、下刀組驅動裝置9收縮到最短行程，電子天平4歸零；啟動傳送帶1；
步驟3、產品到位：當測距傳感器2感應到其前方有玻璃纖維卷13時，向智能控制器12發送電信號；智能控制器12收到信號後，向傳送帶1發出停止傳送的電信號；傳送帶1停止，使待測產品的位置固定；
步驟4、獲取樣品：智能控制器12控制伸縮線頭夾3的伸縮杆31伸長，使伸縮線頭夾3的內夾32和外夾33伸進玻璃纖維卷13的內孔之中；伸縮線頭夾3的外夾支架35順時針旋轉90度，使玻璃纖維卷13內孔中的自由線頭被夾住；伸縮杆31縮短，使伸縮線頭夾3將線頭拉出到第二刀片62；固定夾10夾緊，使玻璃纖維抻成緊繃的狀態；當伸縮線頭夾3後端的拉力傳感器14感受到玻璃纖維已經緊繃時，向智能控制器12發送電信號；智能控制器12控制上刀組驅動裝置8、下刀組驅動裝置9伸長，使上刀組6、下刀組7形成剪切作用，截取獲得一段長度為1米的玻璃纖維樣品；
步驟5、稱重：智能控制器12控制上刀組驅動裝置8、下刀組驅動裝置9收縮回原位，使上刀組6、下刀組7分開，玻璃纖維樣品落在電子天平4的載物盤41上；電子天平4對玻璃纖維樣品進行稱重後，將重量以電信號的形式發送給智能控制器12控制；
步驟6、分揀次品：當智能控制器12判斷玻璃纖維樣品的重量不在預設合格範圍之內時，控制次品分揀器11插入玻璃纖維卷13的內孔，將不合格的玻璃纖維卷13抬起並移除出傳送帶1；當玻璃纖維樣品的重量在預設合格範圍之內時，次品分揀器11不做動作；
步驟7、回收樣品：吸罩升降器52伸長，使吸罩51下降到電子天平4的載物盤41上方0.5釐米處；啟動氣泵54，樣品經吸罩51、吸管53，最終被吸進入儲存艙55；
步驟8、設備歸位：智能控制器12控制固定夾10張開，伸縮線頭夾3的外夾33逆時針旋轉90度，吸罩升降器52收縮回原位；關閉氣泵54；
步驟9、持續監測：智能控制器12控制傳送帶啟動，重複步驟3到步驟8。
圖2、圖3、圖4所示，本方法所使用的玻璃纖維線密度智能檢測裝置，包括傳送帶1、測距傳感器2、伸縮線頭夾3、電子天平4、樣品回收器5、上刀組6、下刀組7、上刀組驅動裝置8、下刀組驅動裝置9、固定夾10、次品分撿器11、智能控制器12和拉力傳感器14。
智能控制器12分別與傳送帶1、測距傳感器2、伸縮線頭夾3、電子天平4、樣品回收器5、上刀組驅動裝置8、下刀組驅動裝置9、固定夾10、次品分撿器11和拉力傳感器14電信息連接，所述傳送帶1表面制有定位凸起101，所述定位凸起101為半圓柱狀，定位凸起101的高度為玻璃纖維卷13直徑的四分之一，定位凸起101用於防止玻璃纖維卷13滾動；測距傳感器2位於傳送帶1的側上方，測距傳感器2高於定位凸起101的高度且低於玻璃纖維卷13的高度，測距傳感器2用於感應前方是否有玻璃纖維卷13，並向智能控制器12發送電信號。
伸縮線頭夾3用於將玻璃纖維卷13內孔的線頭夾住並拉出來，伸縮線頭夾3後端設有拉力傳感器14，拉力傳感器14用於測量伸縮線頭夾3的拉力並以電信號的形式傳遞到智能控制器12；伸縮線頭夾3包括伸縮杆31、內夾32、外夾33、內夾支架34和外夾支架35；內夾32安裝在內夾支架34上，外夾33安裝在外夾支架35上；外夾支架35是圓環形，圓環形外夾支架35的外圓的直徑是玻璃纖維卷13的內孔的直徑的0.9倍，圓環形外夾支架35的內圓的直徑比外圓直徑小0.5～2釐米；內夾支架34套裝在外夾支架35的內圓裡，兩者旋轉連接，內夾支架34是圓盤形，內夾支架34固定在伸縮杆31上，外夾支架35與旋轉驅動馬達連接實現相對內夾支架34旋轉運動；內夾32與外夾33的表面設有鋸齒，且二者的花紋相互配合，伸縮杆31與內夾支架34連接；固定夾10根據智能控制器12控制實現開合，當固定夾10夾口張開時，伸縮線頭夾3從固定夾10的夾口穿過，當固定夾10夾口閉合時，用於夾緊拉出的玻璃纖維樣品。
上刀組6包括第一刀片61和第二刀片62，第一刀片61與第二刀片62相距1米，第一刀片61和第二刀片62與傳送帶1平行，第一刀片61與第二刀片62的刀刃垂直向下且均單側開刃，第一刀片61的開刃面為遠離傳送帶1的一面，第二刀片62的開刃面為靠近傳送帶1的一面；上刀組6安裝在上刀組驅動裝置8上，上刀組驅動裝置8是一對電動伸縮裝置，能夠驅動上刀組6上下運動；下刀組7包括第三刀片71和第四刀片72，第三刀片71的刀刃位於第一刀片61刀刃的正下方，第四刀片72的刀刃位於第二刀片62刀刃的正下方，第三刀片71的刀刃和第四刀片72的刀刃均垂直向上且為單側開刃，第三刀片71的開刃面為靠近傳送帶1的一面，第四刀片72的開刃面為遠離傳送帶1的一面；下刀組7與上刀組6可以形成類似剪刀的配合。下刀組7安裝在下刀組驅動裝置9上，下刀組驅動裝置9能夠驅動下刀組7上下運動。電子天平4的載物盤41為一個直徑1米的圓臺，位於第三刀片71和第四刀片72之間。當下刀組7的刀刃與上刀組6的刀刃接觸時，下刀組6的刀刃與伸縮線頭夾3的高度平齊，當下刀組驅動裝置9驅動下刀組7運動到最低點時，下刀組7的刀刃低於電子天平4的載物盤41。
樣品回收器5用於將電子天平4上的玻璃纖維樣品取走或清除，樣品回收器5包括吸罩51、吸罩升降器52、吸管53、氣泵54和儲存倉55，吸罩升降器52位於吸罩上方，並與吸罩51連接，吸管53兩端分別連接吸罩51和儲存倉55，氣泵54安裝在吸管53上，吸罩51的大小與電子天平4的載物盤41相同，吸罩51位於電子天平4上方，可以使吸罩51上下運動，當吸罩升降器52驅動吸罩51運動到最高點時，吸罩51下緣高於伸縮線頭夾3，當吸罩升降器52驅動吸罩51運動到最低點時，吸罩51下緣的高度比載物盤41的高度高0.5～5釐米；次品分撿器11能夠將傳送帶上的玻璃纖維卷移除，次品分撿器11是一根直徑小於玻璃纖維卷內孔直徑的0.8倍的長杆，可以沿玻璃纖維卷13軸向伸縮移動，且可以沿上下方向移動。
智能控制器12用於控制傳送帶1啟動和停止，控制固定夾10張開和夾緊，控制伸縮線頭夾3的伸縮杆31、吸罩升降器52、上刀組驅動裝置8、下刀組驅動裝置9收縮和伸長，控制電子天平4歸零；控制伸縮線頭夾3的外夾支架35旋轉；控制次品分揀器11插入玻璃纖維卷13的內孔，將不合格的玻璃纖維卷13抬起並移除出傳送帶1；控制氣泵54啟動和關閉。