稜角檢測裝置及稜角檢測方法
2023-12-10 10:24:12 2
專利名稱：稜角檢測裝置及稜角檢測方法
技術領域：
本發明涉及稜角檢測裝置及稜角檢測方法。具體地說，是可連續且切實地監視石膏板成形體稜角的稜角檢測裝置及稜角檢測方法。
石膏板用原紙(下紙)，在皮帶輸送裝置或輥式輸送裝置等的運送裝置上行走，與構成板成型裝置的導引部件或成形型材滑接，沿著被刻線裝置刻設的折線(劃線)彎折。結果，在石膏板成型體的兩側的側緣帶區域形成石膏板的稜角面或邊緣面。另一方面，水、熟石膏(半水石膏)、發泡劑、澱粉等的粘接輔助劑、纖維素纖維或無機纖維等所需要的混合材被導入泥漿混練裝置的攪拌式混合器內。石膏類原材料與混合材混練後得到的石膏漿，從混合器排到板用原紙(下紙)上，構成上紙的板用原紙被上紙疊層兼成型裝置疊置在石膏漿上。這樣，在上下的石膏板用原紙間充填石膏漿而形成了具有3層構造且連續帶板形態的石膏板成型體。在運送裝置上行走的連續的石膏板成型體(石膏板半成品或中間製品)，藉助在運送中進行的熟石膏和水的反應(雙水石膏化)而硬化，同時被粗切斷，接著在乾燥工序中剩餘水分散失而乾燥後，由切斷裝置裁斷，作為具有預定尺寸的石膏板製品送出。該石膏板製造裝置及製造方法，例如在日本特公昭43-12918號公報等中揭示。
在現行的日本工業規範(JISA6901)中，石膏板的側緣部被分類為直角稜邊和斜稜邊等各種形態，同時，規定了「側面相對於石膏板表面最好約成直角」。實際操作中，在直角稜邊形態和斜稜邊形態的石膏板側緣部，側緣面(稜面)相對於板表面(下紙構面)的角度限制在90度至80度的範圍內。當側緣部(稜角部)具有相對於板表面不足80度或超過90度的稜角時，石膏板製品被定為等外品，這種等外品不容易出廠。
現有技術中，為了防止這種不良產品，採用分度器或規尺等的角度檢查器具，用定期目測檢查等的人工作業來計測稜角，以稜角為基準微調刻線裝置，憑經驗地調節折線角度。該稜角測定法，通過比較高頻度的定期檢查，可將稜角限制在所需範圍內。
但是，該定期的人工作業檢查，不能連續地檢測稜角，因此，在檢查的間隔中產生的稜角異常，導致連續地生產出比較多的不合格品。這是石膏板生產效率或成品率低的主要原因。
對此，為了連續且繼續地檢測稜角，曾考慮過使用採用了接觸式傳感器形式的稜角檢測裝置。接觸式傳感器例如是備有可與石膏板成型體的稜面連續接觸的接觸頭的檢測器。
但是，流動化石膏漿的一部分，在上紙疊層工序中，流出到石膏板成型體的邊緣部區域，或者流出，結果，將石膏板成型體的稜面弄髒，或者附著在稜面上。該稜面上的石膏漿，阻礙接觸頭的稜角檢測功能，有可能使接觸式傳感器產生誤動作。因此，要求頻繁且煩雜的、稜面與接觸頭的清掃作業。而且，由於石膏板產品的品種更換等原因，石膏板成型體的尺寸和/或稜角形態改變，結果，當運送裝置上的石膏板成型體的位置變化時，每次都要進行傳感器構成部件的再調節。另外，因運送裝置上的石膏板成型體的行走位置變動或移位或成型體的擺動行走等，使稜角部的位置不能預測地位移時，接觸頭不能繼續與稜角面接觸，因此，用該接觸檢測方式的稜角檢測裝置，仍不容易檢測稜角。
本發明是鑑於上述問題而作出的，其目的在於提供一種能連續且切實地監視石膏板成型體稜角的稜角檢測裝置和稜角檢測方法。
另外，本發明的目的是提供一種能跟蹤在運送裝置上行走的石膏板成型體的行走位置的變動、能連續且切實地監視石膏板成型體稜角的稜角檢測裝置和稜角檢測方法。
另外，本發明的目的是提供一種能連續且自動地監視石膏板成型體的稜角、使稜角的檢測省力化、同時迅速避免等外品或不合格品的連續生產、提高石膏板製品生產效率的石膏板製造裝置和石膏板製造方法。
根據上述構造，光源發出的攝像用光被稜面反射，稜面的形態或輪廓在攝像裝置的攝像元件上成像。稜角部的影像作為圖像信號輸入到圖像處理裝置，圖像處理裝置根據稜角部的影像計測稜角寬度。從緣部區域的上方攝製的稜面的影像與稜角有直接的相關關係，所以，圖像處理裝置根據稜角寬度檢測稜角。這樣，石膏板成型體的稜角被上述稜角檢測裝置持續地監視。而且，構成稜角檢測裝置的光學攝像裝置的受光部構成不與石膏板成型體的側緣帶區域接觸的非接觸式檢測部。因此，不僅可避免因附著在側緣帶區域上的石膏漿引起的檢測裝置的誤動作，而且，由於容許石膏板成形體的行走位置某種程度的變動，所以，伴隨著稜角檢查，可大幅度減輕已往那樣的清掃作業和調節作業等煩雜的人工作業。
本發明的稜角檢測方法，用於石膏板製造工序，該石膏板製造工序中，將石膏漿充填到上下石膏板用原紙之間而形成為板狀的石膏板成型體，同時，用運送裝置連續地運送成型體，持續地檢測在行走中的石膏板成型體的稜角，其特徵在於，將攝像用光持續地照射在石膏板成型體的側緣帶區域；用攝像元件持續地對上述側緣帶區域的反射光進行攝像；對在上述攝像元件上成像的圖像的亮暗信息進行2值化處理，以作為閾值設定的2值化水準值(レベル)為基準，將圖像2值化為亮部和暗部，同時計數被指定為亮部的圖像信號的像素數；根據該像素數計算上述稜角。
根據該方法，稜角部的影像被圖像信號的2值化處理定量化，由2值化處理被指定在亮部的像素的集合，與稜面的輪廓相應。稜角寬度通過計數亮部的像素數被計測，根據稜角寬度檢測出稜角。
本發明的另一稜角檢測裝置，其特徵在於，還備有稜角位置檢測裝置和受光部移動裝置；上述稜角位置檢測裝置用於檢測上述側緣帶區域的位置；上述受光部移動裝置使上述攝像裝置的受光部朝著與石膏成型體的運送方向直交的方向位移；
上述稜角位置檢測裝置，具有檢測上述攝像裝置與上述側緣帶區域相對位置的位置檢測機構；上述受光部移動裝置，使上述受光部相對於石膏板成型體位移，以修正上述相對位置的變動。
根據該構造的稜角檢測裝置，當石膏板品種更換、石膏板長度和寬度尺寸變更、石膏板用原紙的輥更換或尺寸變更、或未預見的石膏板成型體的行走路徑變動等原因，石膏板成型體的側緣帶區域的位置變化了時，稜角位置檢測裝置檢測出稜角部的位移，受光部移動裝置使上述攝像裝置的受光部與側緣帶區域的位移量相應地移動，使其位移到適合於對稜角部攝像的位置。這樣，攝像裝置常時在適合的位置對側緣帶區域的影像進行攝像，可跟蹤側緣帶區域的位置變化，所以能切實連續地監視稜角。
本發明的另一稜角檢測方法，其特徵在於，用非接觸型位置檢測器持續地計測上述側緣帶區域的位置，根據該位置檢測器的計測值將上述攝像元件在石膏板成形體寬度方向移動，修正上述側緣帶區域與上述攝像元件的相對位置的變動。根據該方法，石膏板成型體的側緣區域被位置檢測器持續地監視，攝像裝置的攝像元件，與位置檢測器與側緣區域之間的距離的放大或縮小相應地移動到適合的位置。
另外，本發明提供備有上述構造的稜角檢測裝置的石膏板製造裝置，並且，提供採用上述構成的稜角檢測方法的石膏板製造方法。
根據該石膏板製造裝置和石膏板製造方法，由於稜角被持續地監視，不僅能適當地保持和管理製造裝置的運轉形態及運轉條件，以將稜角收斂在容許範圍內，而且，當製造出稜角不好的不合格品或等外品時，可早期地中斷製造工序，可迅速且早期地使製造工序正常化，所以，可提高石膏板製品的生產效率和成品率。
根據本發明的較好實施例，其特徵在於，上述光源由高頻點燈型的圖像處理用光源構成，上述攝像裝置具有受光部，該受光部備有電荷耦合器件。上述光源最好由滷燈等的高頻點燈型螢光燈構成，受光部由CCD攝像機構成。高頻點燈型的圖像處理用光源配置在側緣帶區域的側方，光源的照射光持續地照向側緣帶區域。備有電荷耦合器件(CCD)的受光部配置在側緣帶區域的上方，側緣帶區域的稜面的反射光在作為攝像元件的電荷耦合器件上成像。這樣，攝像裝置具有對稜面影像進行攝像的、圖像傳感器的作用，攝像裝置的圖像數據輸入到上述圖像處理裝置。
根據本發明另一較好實施例，其特徵在於，圖像處理裝置備有2值化處理部和數值控制部，上述2值化處理部可輸入上述攝像裝置的圖像信號，上述數值控制部根據2值化處理部的2值化處理得到的稜角寬度運算稜角；上述2值化處理部，以規定的2值化水準值(レベル)值為基準，對上述圖像信號的亮暗信息進行2值化處理，同時計數指示該2值化值以上的受光量的像素數；上述數值控制部，根據像素數的計數值求出稜角寬度，以該稜角寬度為基準計算稜角。
最好是，圖像處理裝置的2值化處理部將沿石膏板成型體寬度方向延伸的計測基準線設定在上述側緣帶區域，對沿著該基準線得到的圖像信號進行2值化處理，沿著上述基準線計數指示上述2值化水準值(レベル)以上光量的圖像信號的像素數；上述數值控制部計算與像素數計數值相當的上述基準線上的長度，檢測稜角。這樣，攝像裝置和圖像處理裝置具有檢測從上方區域看顯示在基準面上的稜面寬度的、作為輪廓傳感器的功能，根據稜角寬度的檢測值檢測出從稜角寬度和石膏板厚度可直接計算的稜角值。
本發明的較好實施例中，其特徵在於，上述受光部和位置檢測機構固定在可沿石膏板成型體寬度方向移動的支承體上，該位置檢測機構由非接觸型位置檢測器構成，該非接觸型位置檢測器可測定它距成型體稜角部的距離；上述受光部移動裝置，備有驅動裝置，該驅動裝置使上述支承體整體移動，以使得位置檢測器的檢測值收斂為預先設定的距離值。非接觸型的位置檢測器持續地計測側緣帶區域的位置，攝像元件根據位置檢測器的檢測值在石膏板成型體的寬度方向移動，結果，側緣帶區域與攝像元件的相對位置的變動被修正。另外，將側緣帶區域與攝像元件的相對位置關係保持為均等的自動控制是由可編程序控制器等的電子控制裝置實行的，攝像元件自動地被定位在適合於對稜角部攝像的位置。這樣，隨著製造條件的變更可自動地進行攝像元件的位置調節作業。使石膏板製造中的維護、管理作業簡單化。
位置檢測器，最好採用不容易受被測定面(稜面)的汙染狀態或附著物等影響的傳感器，例如可採用非接觸型的距離傳感器。作為距離傳感器，可採用備有LED光源的一般的非接觸型傳感器，或者採用靜電容量型的非接觸式傳感器等。最好採用不容易受周圍環境影響的傳感器，例如非接觸型的雷射式位移傳感器。
本發明的一個實施例中，上述光源、受光部和雷射式位移傳感器，一體地固定在可在與石膏板成型體的運送方向直交的方向上移動的支承體上。支承體與可正反兩方向旋轉的電動馬達等驅動裝置連接，藉助驅動裝置的動作可接近或遠離石膏板成型體。位移傳感器將雷射照射到石膏板成型體的稜角部，測定它距稜角部的距離，驅動裝置根據位移傳感器的檢測值使支承體位移，將光源、受光部、稜角部的相對位置常時地保持為均等的條件。
根據本發明的石膏板製造裝置的較好實施例，該石膏板製造裝置，其特徵在於，備有導引部件和導引部件修正裝置，上述導引部件用於將石膏板用原紙的側緣帶區域彎折；上述導引部件修正裝置用於修正該導引部件的位置和/或形態；當上述稜角檢測裝置檢測出的稜角不是規定範圍內的角度值時，該修正裝置修正上述導引部件的位置和/或形態，以修正石膏板用原紙的側緣帶區域的彎折角度。側緣帶區域的彎折角度也可以用導引部件的手動調節作業進行微調節。
本發明的石膏板製造裝置的一個較好實施例，其特徵在於，備有刻線裝置和刻線修正裝置，上述刻線裝置用於在石膏板用原紙上刻設石膏板用原紙的側緣帶區域的折線；上述刻線修正裝置用於修正該刻線裝置的刻線作用；當上述稜角檢測裝置檢測出的稜角不是規定範圍內的角度值時，該刻線修正裝置調節刻線裝置的刻線作用，以修正石膏板用原紙的側緣帶區域的彎折角度。另外，刻線裝置的刻線作用，也可以用手工作業進行刻線具的位置調節，進行微調。
另外，石膏板製造裝置，其特徵在於，最好具有矯正稜角的稜角矯正裝置，該矯正裝置備有推壓上述側緣帶區域的稜面的側緣推壓機構，當上述稜角檢測裝置檢測出的稜角不是規定範圍內的角度值時，該矯正裝置用側緣推壓機構推壓側緣帶區域的稜面，以矯正上述稜角。例如，當製造出稜角超過90度、所謂「倒邊」稜角形態的石膏板時，側緣推壓機構推壓稜面的上部，將稜面矯正為基本直交的平面。該推壓機構的作用。由自動控制調節，或者由手工作業微調。
這樣，根據上述各實施例的稜角檢測裝置和檢測方法，不僅能連續地監視稜角，而且稜角的調節作業可自動控制化，這樣，可有效地促進石膏板製造工序中的維護、管理作業的省力化。
圖2是備有直角稜角形態的稜角部的石膏板成型體的局部縱斷面圖。
圖3是備有斜稜角形態的稜角部的石膏板成型體的局部縱斷面圖。
圖4是表示
圖1所示CCD攝像裝置的攝像區域的稜角部的俯視圖(圖4(A))和表示圖像處理裝置的2值化處理方法的CCD攝像裝置的信號水準線圖(圖4(B))。
圖5是部分地表示備有稜角檢測裝置的石膏板製造裝置構造的概略側面圖。
圖6是圖5所示石膏板製造裝置的局部俯視圖。
圖7是圖5和圖6所示石膏板製造裝置的局部縱斷面圖。
稜角檢測裝置1與石膏板製造裝置的運送裝置10相鄰地配置著。檢測裝置1備有光源2和CCD攝像裝置3。光源2將攝像用光持續地照射在石膏板成型體W的側緣帶區域。CCD攝像裝置3持續地對側緣帶區域進行攝像。CCD攝像裝置3通過控制信號線與圖像處理裝置31連接。將石膏漿13充填在下側原紙11與上側原紙12之間而形成的長條帶板形態的石膏板成型體W配置在運送裝置10的運送平面上，在運送平面上被連續運送。
石膏板成型體W的稜角構造如圖2和圖3所示。圖2所示的石膏板成型體W的稜角部15成形為所謂的直角稜角形態。圖3所示的石膏板成型體W備有所謂斜稜角形態的稜角部15，該稜角部15備有斜面14。石膏板成型體W的稜面16，如圖2(A)和圖3(A)所示，成形為90度(直角)的稜角α是理想的。但是，在實際的製造工序中，稜角α並不一定嚴格地形成為90度，而存在某種程度的誤差。這是由於將下側原紙11彎折的石膏板製造裝置的彎折導引部件(圖未示)的調節不良、或者是由於刻線裝置的劃線刻設作用的調節不良而引起的。例如，當劃線刻設作用被過度設定，與石膏漿相接的下側原紙11的內側面11a上的劃線比較深時，稜面16被過度彎折，稜角部15如圖2(B)或圖3(B)所示，形成為不足90度的稜角α。另一方面，當劃線刻設作用被設定得不足，劃線在下側原紙11的內側面11a上比較淺時，稜面16被不充分彎折，或者產生彎折部的反彈現象，結果，稜角部15如圖2(C)或圖3(C)所示，形成為超過90度的稜角α。在一般的製造條件下，該稜角α被設定在80至90度的角度範圍內，超出該容許範圍的稜角α最好不作為一般建築物內裝飾工程用的石膏板。尤其是超過90度的稜角α(C圖)，由於是有損建築物內裝修施工性的、「倒邊」形態的稜角，所以必須極力避免。
如圖1所示，將預定頻率帶的光持續地照射在稜角部15上的光源2，配置在稜角部15的側方。對稜角部15進行攝像的CCD攝像裝置3配置在稜角部15的上方。光源2是採用圖像處理用的高頻點燈型螢光燈，最好採用滷燈。CCD攝像裝置3最好採用內藏CCD(電荷耦合器件)的CCD攝相機。光源2最好配置在與石膏板成型體W同一平面上，但也可以配置在石膏板成型體W的平面的稍上方。另外，CCD攝像裝置3最好配置在稜角部15的垂直上方，但也可以配置在稜角部15的斜上方。
備有橫架材61和垂直支柱62的L字形支承體6配置在運送裝置10的側部。支承體6安裝在石膏板製造裝置的機架(圖未示)上，可在石膏板成型體W的寬度方向位移。光源2固定在垂直支柱62的下端部，CCD攝像裝置3固定在橫架件61的前端部。
光源2通過控制配線與電源燈21連接，電源燈21與外部電源(AC100V)連接。光源2接通電源時發光，光源2發出的光線持續地照射到稜角部15上，稜角部15的像在CCD攝像裝置3內藏的CCD型攝像元件上成像。
CCD攝像裝置3通過控制配線與圖像處理裝置31連接。圖像處理裝置31備有將CCD攝像裝置3的視頻輸出信號2值化處理的2值化處理部32，並且備有數值控制部33，該數值控制部33根據在2值化處理部32被數位訊號化的圖像數據計算稜角部15的角度。圖像處理裝置31通過控制信號線與監視裝置35和遙控開關36連接。數值控制部33的計算結果，作為稜角部15的稜角檢測值，由監視裝置35的顯示屏顯示。圖像處理裝置31的初始設定、設定值輸入及設定值變更等是通過遙控開關36的手動操作執行的。
圖4(A)是表示圖1所示CCD攝像裝置3的攝像區域的稜角部15的俯視圖。圖4(B)是表示圖像處理裝置35的2值化處理方法的、CCD攝像裝置3的信號值線圖。
如圖4(A)所示，沿著計測線S(該計測線S相對於石膏板成型體W的運送方向F成β角)測定稜角部15的視在稜角寬度E。角度β可以預先設定為任意角度，例如可設定為90度或者不足90度的任意角度。圖1和圖4(A)所示的石膏板成型體W的稜角α是不足90度的角度，稜面16表示可由正上方CCD攝像裝置3攝像的水平投影輪廓。反射光源2的投射光的稜面16的影像，在CCD攝像裝置3的攝像元件上成像，稜面的圖像作為包含亮暗信息的CCD攝像裝置3的視頻輸出信號(模擬信號)輸入到圖像處理裝置31。
輸入到圖像處理裝置31內的模擬信號，如圖4(B)所示。視頻輸出信號作為多個像素的集合被圖像處理裝置31識別，計測線S上的圖像信號被抽出。這裡，計測線S，在稜面16的範圍內比較強地反射光源2的投射光線，所以指示相對強的視頻輸出信號，所以，計測線S的視頻輸出信號值或受光值，可以認為是以稜面16的中心為頂點的漸增、漸減曲線。
規定的閾值，作為2值化值預先設定在2值化處理部32內。2值化處理部32如圖4(B)所示，把閾值(2值化水準線)以上的視頻輸出信號判定為白或亮部(H)，把不足閾值(2值化水準線)的視頻輸出信號判定為黑或暗部(L)。結果，視頻信號輸出被形成為白(亮部)和黑(暗部)的2值信號，通過H/L或1/0而變換為可識別的數位訊號。
作為白或亮部(H)被識別的區域的像素數被計數，像素數變換為稜角部15的寬度E。稜角寬度E的值輸入到數值控制部33。石膏板成型體W的板厚t預先輸入數值控制部33內，數值控制部33根據板厚t和稜角寬度E的值計算稜角α，並在監視裝置35的顯示屏上顯示稜角α。
如圖1所示，檢測稜角部15位置的位置檢測裝置4固定在垂直支柱62的下端部。位置檢測裝置4配置在稜角部15的側方，檢測稜角部15相對於運送裝置10的相對位置。位置檢測裝置4最好由雷射式非接觸型位移傳感器構成，將雷射照射到稜角部15的稜面16上，持續地計測位置檢測裝置4與稜角部15間的距離。位置檢測裝置4通過放大單元41與外部電源(AC100V)連接，並通過控制信號線與可編程序控制器51連接。由位置檢測裝置4測定的距離實測值d輸入到可編程序控制器51的微定序器。可將CCD攝像裝置3設定在預定位置的距離設定值D預先設在可編程序控制器51內。微定序器將預先設定的距離設定值D與實測值d相比較，計算實測值d與設定值D的誤差，並且矯正該誤差後，將位置修正信號輸出給支承體移動裝置5。
備有可正反兩方向旋轉的電動馬達M的支承體驅動裝置5配設在支承體6上。電動馬達M通過動力傳遞機構63可動作地與支承體6連接，使支承體6整體地水平位移。電動馬達M通過控制器51與外部電源(AC100)連接，在控制器51的控制下，朝正轉方向或反轉方向旋轉驅動，根據位置修正信號，使支承體6整體朝著與運送方向F直交的方向移動。結果，CCD攝像裝置3被定位在能對稜角部15攝像的位置，同樣，光源2被定位在能將攝像光投射在稜角部15上的位置。
圖5、圖6和圖7是部分地表示備有上述稜角檢測裝置1的石膏板製造裝置構造的概略側面圖、局部俯視圖和局部縱斷面圖。
圖5所示的石膏板製造裝置，作為石膏板原料供給機構，備有下側原紙11的原紙輥17、上側原紙12的原紙輥18、石膏漿13的攪拌式混合器19。運送裝置10備有運送板101和若干旋轉輥102，運送板101具有平滑的上面。若干個旋轉輥102隔開規定間隔地配列在運送方向F。刻線裝置7配置在運送板101的上流端部分。刻線裝置7在從原紙輥17抽出的下側原紙11的上面，刻設劃線或條。在運送板101的下流端部分配置著轉向輥80，該轉向輥80把從原紙輥18抽出的上側原紙12疊置在石膏漿13上。石膏板製造裝置還備有把這些裝置構成要素支承在預定位置的框架或機架(圖未示)。
如圖6所示，刻線裝置7備有在下側原紙11上分別刻設第1及第2劃線75、76的第1及第2切刀71、72、以及驅動第1及第2切刀71、72旋轉的第1及第2電動馬達73、74。切刀71、72和電動馬達73、74成對地配設在下側原紙11的兩側部分。將下側原紙11的側緣區域向內方推壓的彎折裝置8配設在運送板101上。彎折裝置8備有固定導引部件81、可動導引部件82和電動馬達83。固定導引部件81可調節地配置在運送板101上的預定位置。可動導引部件82可移動地配置在運送板101上。電動馬達83使可動導引部件82在下側原紙11的寬度方向移動。電動馬達83通過包含減速機等的動力傳遞機構(圖未示)可作動地與可動導引部件82連接。導引部件81、82和電動馬達83成對地配置在下側原紙11的兩側。
上述稜角檢測裝置1配設在轉向輥80的下遊側，成對地配置在下側原紙11的兩側。在稜角檢測裝置1的下遊側配置著可與石膏板成型體W的稜面16相接觸的一對推壓導引部件9。電動馬達91通過包含減速機等的動力傳遞機構(圖未示)可作動地與推壓導引部件9連接。
如圖7所示，稜角檢測裝置1備有光源2、CCD攝像裝置3、位置檢測裝置4和支承體驅動裝置5。光源2、CCD攝像裝置3和位置檢測裝置4分別由固定在支承體6的垂直支柱62和橫架材61上的滷燈、CCD攝像機和雷射式非接觸型位移傳感器構成。支承體驅動裝置5備有通過動力傳遞機構63與支承體6連接著的電動馬達M。滷燈、CCD攝像機和雷射式非接觸型位移傳感器和電動馬達M如圖1所示地分別與電源放大器21、圖像處理裝置31、放大單元41及可編程序控制器51連接。
石膏板製造裝置從原紙輥17上抽出下側原紙11，刻線裝置7如圖6所示地利用被電動馬達73、74驅動的第1及第2切刀71、72在下側原紙11的上面平行地刻設第1及第2劃線75、76。攪拌式混合器19將石膏原材料與混合材混練，將泥漿化的石膏漿13排出到下側原紙11上。在運送板101上行走的下側原紙11的左右側邊區域，與固定導引部件81及可動導引部件82的內側面滑接，沿著第1及第2劃線75、76彎折。
從原紙輥18抽出的上側原紙12被轉向輥80疊置在石膏漿13上，這樣，疊置著的原紙11、12和石膏漿13在通過運送板101與轉向輥80之間的間隙時形成為平板形態，作為石膏成型體W被連續地推出到旋轉輥102上。成型體W在旋轉輥102上連續地行走，被粗切斷成預定的板長，經過乾燥工序後，由切斷裝置(圖未示)裁斷成規定長度的石膏板製品。
在旋轉輥102上被連續運送的石膏板成型體W的邊緣部區域接受光源2的光，稜面16反射光源2的光。稜面16的反射光，作為稜面16的影像被CCD攝像裝置3攝製。CCD攝像裝置3持續地對稜面16攝像，把包含亮暗信息的圖像數據作為模擬·視頻信號輸出給圖像處理裝置31(圖1)。圖像處理裝置31從視頻信號輸入中抽出與計測線S(圖4)相應的像素集合的亮暗信息，將其數位化為2值信號。即，圖像處理裝置31的2值化處理部32(圖1)以預先設定的2值化水準值為基準將計測線S的亮暗信息2值化，計數指示2值化值(閾值)以上的受光量的像素。當稜角α不足90度時，與稜角寬度E相應的像素數被計數，當稜角α基本上為90度時，最小限的像素數被計數。被像素數的計數值定量化了的線段長度，作為表示稜角寬度E的值輸入到數值控制部33(圖1)，數值控制部33運算稜角α，輸出給監視裝置35(圖1)。監視裝置35將稜角α顯示在顯示屏上。另一方面，當稜角部15形成為超過90度的稜角α、即所謂的「倒邊」形態時，全部的圖像信號被指定為暗部，因此，上述像素數的計數值表示為零。這時，數值控制部33不運算稜角α，而是在監視裝置35(圖1)顯示「倒邊」的狀態。
這樣，當稜角部15的「倒邊」形態被檢測出時，數值控制部33使推壓導引部件9的電動馬達91動作，使推壓導引部件9與稜面16相接。結果，稜面16如圖7中虛線所示，與推壓導引部件9的表面滑接並被推向內方，以將「倒邊」形態矯正為直交面。這樣，推壓導引部件9構成矯正稜角部15的「倒邊」形態的稜角矯正裝置。數值控制裝置33再使可動導引部件82的電動馬達83(圖6)動作，使可動導引部件82移動，同時使切刀位置修正裝置(圖未示)動作，使刻線裝置7的切刀71、72朝上下方向位移，調節下側原紙11的各劃線75、76的深度。該可動導引部件82和切刀71、72的位置修正是由與稜角α的檢測值相關的反饋控制執行的，協調控制可動導引部件82和切刀71、72的位置，以使稜角α收斂在80至90度的範圍內。
當稜角檢測裝置1檢測出不足80度的稜角α時，數值控制部33使電動馬達91動作，使推壓導引部件9離開稜面16，同時，反饋控制刻線裝置7的切刀位置修正裝置和可動導引部件82的電動馬達83，使稜角α收斂在80至90度的範圍內。另外，上述切刀71、72的位置，需要極微妙的調節，所以，熟練者也可以一邊確認監視裝置35的顯示，一邊用手工作業進行微調節。
因石膏板製品的品種更換等，石膏板成型體W的尺寸和/或稜角形態等變更時，或者因未預見的石膏板成型體W的擺動行走等，運送裝置10上的石膏板成型體W的位置變化了時，位置檢測裝置4的雷射式非接觸型位移傳感器檢測稜角部15的位置變化，控制器51使支承體驅動裝置5的電動馬達M動作，使支承體整體地水平移動。結果，CCD攝像裝置3的CCD攝像機位移到稜角部15的正上方，光源2的滷燈位移到離開稜角部15預定距離的位置。這樣，CCD攝像裝置3自動地跟蹤稜角部15的位置變化，常時地被定位在能對稜角部15進行攝像的位置。另外，光源2也被定位在能對稜角部15良好地照射攝像光的位置。
上面詳細說明了本發明的最佳實施形態和實施例，但本發明並不局限於上述實施形態和實施例，在權利要求記載的範圍內，可對本發明作各種變更或變形，當然，該變更或變形包含在本發明的範圍內。
例如，也可以用可相對位移的若干支承部件構成支承體6把光源2、CCD攝像裝置3和位置檢測裝置4固定在各支承部件上。另外，上述的支承體驅動裝置5作為使可動導引部件82和推壓導引部件9移動的驅動源，也可以採用伺服馬達或流體壓作動型壓缸裝置等各種驅動裝置。
工業實用性如上所述，根據權利要求1至5、8或9記載的本發明的稜角檢測裝置和稜角檢測方法，可持續且切實地監視石膏板成型體的稜角。
根據權利要求6、7或10記載的本發明的稜角檢測裝置和稜角檢測方法，可跟蹤在運送裝置上行走的石膏板成型體W的行走位置的變動，可持續且切實地監視石膏板成型體的稜角。
另外，根據權利要求11至18記載的石膏板製造裝置和石膏板製造方法，可持續且切實地監視石膏板成型體的稜角，使稜角的檢查省力化，同時迅速避免等外品或不合品的連續生產，提高石膏板製品的生產效率。
權利要求
1．稜角檢測裝置，它配設在石膏板製造裝置上，該石膏板製造裝置將石膏漿充填到上下石膏板用原紙間而連續地製造石膏板，稜角檢測裝置檢測在運送裝置上被連續運送的石膏板成型體的稜角；其特徵在於，具有光源、攝像裝置、圖像處理裝置；上述光源對在運送方向連續延伸的板狀石膏板成型體的側緣帶區域持續地照射攝像用光；上述攝像裝置持續地攝像上述側緣帶區域的圖像；上述圖像處理裝置根據上述攝像裝置的圖像數據檢測上述側緣帶區域的稜角；上述光源與上述側緣帶區域的稜面相對地配置在該側緣帶區域的側方；上述攝像裝置配置在上述側緣帶區域的上方，接受上述稜面的反射光；上述圖像處理裝置藉助上述稜面的圖像的圖像處理計測視在的稜角寬度，根據該稜角寬度的計測值檢測上述稜角。
2．如權利要求1所述的稜角檢測裝置，其特徵在於，上述光源由高頻點燈型的圖像處理用光源構成，上述攝像裝置具有受光部，該受光部備有電荷耦合器件。
3．如權利要求2所述的稜角檢測裝置，其特徵在於，上述光源由滷燈構成，上述受光部由CCD攝像機構成。
4．如權利要求1至3中任一項所述的稜角檢測裝置，其特徵在於，上述圖像處理裝置備有2值化處理部和數值控制部，上述2值化處理部可輸入上述攝像裝置的圖像信號，上述數值控制部根據該2值化處理部的2值化處理得到的稜角寬度計算上述稜角；上述2值化處理部以規定的2值化水準值為基準，對上述圖像信號的亮暗信息進行2值化處理，同時計數指示該2值化值以上的受光量的像素數；上述數值控制部，根據上述像素數的計數值求出上述稜角寬度，以該稜角寬度為基準計算上述稜角。
5．如權利要求4所述的稜角檢測裝置，其特徵在於，上述2值化處理部，將沿石膏板成型體寬度方向延伸的計測基準線設定在上述側緣帶區域，對沿著該基準線得到的圖像信號進行2值化處理，沿著上述基準線計數指示上述2值化水準值以上光量的圖像信號的像素數；上述數值控制部，運算與上述像素數計數值相當的上述基準線上的長度，檢測上述稜角。
6．如權利要求1至5中任一項所述的稜角檢測裝置，其特徵在於，還備有稜角位置檢測裝置和受光部移動裝置；上述稜角位置檢測裝置用於檢測上述側緣帶區域的位置；上述受光部移動裝置使上述攝像裝置的受光部朝著與石膏成型體的運送方向直交的方向位移；上述稜角位置檢測裝置，具有檢測上述攝像裝置與上述側緣帶區域相對位置的位置檢測機構；上述受光部移動裝置使上述受光部相對於石膏板成型體位移，以修正上述相對位置的變動。
7．如權利要求6所述的稜角檢測裝置，其特徵在於，上述受光部和位置檢測機構固定在可沿石膏板成型體寬度方向移動的支承體上，該位置檢測機構由非接觸型位置檢測器構成，該非接觸型位置檢測器可測定它距成型體稜角部的距離；上述受光部移動裝置備有使上述支承體整體移動的驅動裝置，以使該位置檢測器的檢測值收斂為預先設定的距離值。
8．稜角檢測方法，用於石膏板製造工序，該石膏板製造工序中，將石膏漿充填到上下石膏板用原紙之間，形成為板狀的石膏板成型體，同時，用運送裝置連續地運送成型體，持續地檢測正在行走中的石膏板成型體的稜角，其特徵在於，將攝像用光持續地照射在石膏板成型體的側緣帶區域；用攝像元件持續地對上述側緣帶區域的反射光進行攝像；對成像在上述攝像元件上的圖像的亮暗信息進行2值化處理，以作為閾值設定的2值化水準值為基準，將圖像2值化為亮部和暗部，同時計數被指定為亮部的圖像信號的像素數；根據該像素數運算上述稜角。
9．如權利要求8所述的稜角檢測方法，其特徵在於，將高頻點燈型的圖像處理用光源配置在上述側緣帶區域，將該光源的照射光持續地照射在上述側緣帶區域上；受光部備有作為攝像元件的電荷耦合器件，把該受光部配置在上述側緣帶區域的上方，用上述電荷耦合器件接受該側緣帶區域的稜面的反射光。
10．如權利要求8或9所述的稜角檢測方法，其特徵在於，用非接觸型位置檢測器持續地計測上述側緣帶區域的位置，根據該位置檢測器的計測值將上述攝像元件在石膏板成形體寬度方向移動，修正上述側緣帶區域與上述攝像元件的相對位置的變動。
11．石膏板製造裝置，其特徵在於，備有權利要求1至7中任一項記載的稜角檢測裝置。
12．如權利要求11所述的石膏板製造裝置，其特徵在於，備有導引部件和導引部件修正裝置，上述導引部件用於將石膏板用原紙的側緣帶區域彎折；上述導引部件修正裝置用於修正該導引部件的位置和/或形態；當上述稜角檢測裝置檢測出的稜角不是預定範圍內的角度值時，該修正裝置修正上述導引部件的位置和/或形態，以修正石膏板用原紙的側緣帶區域的彎折角度。
13．如權利要求11或12所述的石膏板製造裝置，其特徵在於，備有刻線裝置和刻線修正裝置，上述刻線裝置用於在石膏板用原紙上刻設石膏板用原紙的側緣帶區域的折線；上述刻線修正裝置用於修正該刻線裝置的刻線作用；當上述稜角檢測裝置檢測出的稜角不是規定範圍內的角度值時，該刻線修正裝置調節刻線裝置的刻線作用，以修正石膏板用原紙的側緣帶區域的彎折角度。
14．如權利要求11至13中任一項所述的石膏板製造裝置，其特徵在於，具有矯正上述稜角的稜角矯正裝置，該矯正裝置備有推壓上述側緣帶區域的稜面的側緣推壓機構，當上述稜角檢測裝置檢測出的稜角不是規定範圍內的角度值時，該矯正裝置用側緣推壓機構推壓側緣帶區域的稜面，以矯正上述稜角。
15．石膏板製造方法，其特徵在於，採用了權利要求8至10中任一項記載的稜角檢測方法。
16．如權利要求15所述的石膏板製造方法，其特徵在於，當上述稜角不是規定範圍的角度值時，調整作用在石膏板用原紙的側緣帶區域的彎折力，調節該側緣帶區域的彎折角度。
17．如權利要求15或16所述的石膏板製造方法，其特徵在於，當上述稜角不是規定範圍的角度值時，調節在石膏板用原紙上刻設石膏板用原紙側緣帶區域的折線的刻線裝置的刻線作用。
18．如權利要求15至17中任一項所述的石膏板製造方法，其特徵在於，當上述稜角不是規定範圍的角度值時，推壓上述側緣帶區域的稜面，以矯正上述稜角。
全文摘要
本發明提供能持續且切實地監視石膏板成型體稜角的稜角檢測裝置和稜角檢測方法。備有光源2、CCD攝像裝置3和圖像處理裝置31的稜角檢測裝置1配置在可連續製造的石膏板製造裝置上,用於檢測石膏板成形體W的稜角α。光源與稜面16相對地配置在緣部側方,持續地對石膏板成形體的側緣帶區域進行照射。攝像裝置配置在側緣帶區域的上方,接受稜面的反射光,對稜角15的圖像持續地進行攝像。圖像處理裝置,通過計測視在稜角寬度E而檢測稜角。稜角檢測裝置還備有位置檢測器4和受光部移動裝置5。位置檢測器4檢測它距稜角部的距離,受光部移動裝置根據位置檢測裝置的檢測結果,將攝像裝置移動到所需位置。
文檔編號G01N21/95GK1316049SQ99810347
公開日2001年10月3日 申請日期1999年6月2日 優先權日1998年8月28日
發明者白田茂 申請人:吉野石膏株式會社