專利名稱：棱角檢測裝置及棱角檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及棱角檢測裝置及棱角檢測方法。具體地說，是可連續(xù)且切實(shí)地監(jiān)視石膏板成形體棱角的棱角檢測裝置及棱角檢測方法。
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(yùn)送裝置上行走，與構(gòu)成板成型裝置的導(dǎo)引部件或成形型材滑接，沿著被刻線裝置刻設(shè)的折線(劃線)彎折。結(jié)果，在石膏板成型體的兩側(cè)的側(cè)緣帶區(qū)域形成石膏板的棱角面或邊緣面。另一方面，水、熟石膏(半水石膏)、發(fā)泡劑、淀粉等的粘接輔助劑、纖維素纖維或無機(jī)纖維等所需要的混合材被導(dǎo)入泥漿混練裝置的攪拌式混合器內(nèi)。石膏類原材料與混合材混練后得到的石膏漿，從混合器排到板用原紙(下紙)上，構(gòu)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(gòu)造且連續(xù)帶板形態(tài)的石膏板成型體。在運(yùn)送裝置上行走的連續(xù)的石膏板成型體(石膏板半成品或中間制品)，借助在運(yùn)送中進(jìn)行的熟石膏和水的反應(yīng)(雙水石膏化)而硬化，同時被粗切斷，接著在干燥工序中剩余水分散失而干燥后，由切斷裝置裁斷，作為具有預(yù)定尺寸的石膏板制品送出。該石膏板制造裝置及制造方法，例如在日本特公昭43-12918號公報(bào)等中揭示。
在現(xiàn)行的日本工業(yè)規(guī)范(JISA6901)中，石膏板的側(cè)緣部被分類為直角棱邊和斜棱邊等各種形態(tài)，同時，規(guī)定了“側(cè)面相對于石膏板表面最好約成直角”。實(shí)際操作中，在直角棱邊形態(tài)和斜棱邊形態(tài)的石膏板側(cè)緣部，側(cè)緣面(棱面)相對于板表面(下紙構(gòu)面)的角度限制在90度至80度的范圍內(nèi)。當(dāng)側(cè)緣部(棱角部)具有相對于板表面不足80度或超過90度的棱角時，石膏板制品被定為等外品，這種等外品不容易出廠。
現(xiàn)有技術(shù)中，為了防止這種不良產(chǎn)品，采用分度器或規(guī)尺等的角度檢查器具，用定期目測檢查等的人工作業(yè)來計(jì)測棱角，以棱角為基準(zhǔn)微調(diào)刻線裝置，憑經(jīng)驗(yàn)地調(diào)節(jié)折線角度。該棱角測定法，通過比較高頻度的定期檢查，可將棱角限制在所需范圍內(nèi)。
但是，該定期的人工作業(yè)檢查，不能連續(xù)地檢測棱角，因此，在檢查的間隔中產(chǎn)生的棱角異常，導(dǎo)致連續(xù)地生產(chǎn)出比較多的不合格品。這是石膏板生產(chǎn)效率或成品率低的主要原因。
對此，為了連續(xù)且繼續(xù)地檢測棱角，曾考慮過使用采用了接觸式傳感器形式的棱角檢測裝置。接觸式傳感器例如是備有可與石膏板成型體的棱面連續(xù)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(qū)域，或者流出，結(jié)果，將石膏板成型體的棱面弄臟，或者附著在棱面上。該棱面上的石膏漿，阻礙接觸頭的棱角檢測功能，有可能使接觸式傳感器產(chǎn)生誤動作。因此，要求頻繁且煩雜的、棱面與接觸頭的清掃作業(yè)。而且，由于石膏板產(chǎn)品的品種更換等原因，石膏板成型體的尺寸和/或棱角形態(tài)改變，結(jié)果，當(dāng)運(yùn)送裝置上的石膏板成型體的位置變化時，每次都要進(jìn)行傳感器構(gòu)成部件的再調(diào)節(jié)。另外，因運(yùn)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，使棱角部的位置不能預(yù)測地位移時，接觸頭不能繼續(xù)與棱角面接觸，因此，用該接觸檢測方式的棱角檢測裝置，仍不容易檢測棱角。
本發(fā)明是鑒于上述問題而作出的，其目的在于提供一種能連續(xù)且切實(shí)地監(jiān)視石膏板成型體棱角的棱角檢測裝置和棱角檢測方法。
另外，本發(fā)明的目的是提供一種能跟蹤在運(yùn)送裝置上行走的石膏板成型體的行走位置的變動、能連續(xù)且切實(shí)地監(jiān)視石膏板成型體棱角的棱角檢測裝置和棱角檢測方法。
另外，本發(fā)明的目的是提供一種能連續(xù)且自動地監(jiān)視石膏板成型體的棱角、使棱角的檢測省力化、同時迅速避免等外品或不合格品的連續(xù)生產(chǎn)、提高石膏板制品生產(chǎn)效率的石膏板制造裝置和石膏板制造方法。
根據(jù)上述構(gòu)造，光源發(fā)出的攝像用光被棱面反射，棱面的形態(tài)或輪廓在攝像裝置的攝像元件上成像。棱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(jù)棱角部的影像計(jì)測棱角寬度。從緣部區(qū)域的上方攝制的棱面的影像與棱角有直接的相關(guān)關(guān)系，所以，圖像處理裝置根據(jù)棱角寬度檢測棱角。這樣，石膏板成型體的棱角被上述棱角檢測裝置持續(xù)地監(jiān)視。而且，構(gòu)成棱角檢測裝置的光學(xué)攝像裝置的受光部構(gòu)成不與石膏板成型體的側(cè)緣帶區(qū)域接觸的非接觸式檢測部。因此，不僅可避免因附著在側(cè)緣帶區(qū)域上的石膏漿引起的檢測裝置的誤動作，而且，由于容許石膏板成形體的行走位置某種程度的變動，所以，伴隨著棱角檢查，可大幅度減輕已往那樣的清掃作業(yè)和調(diào)節(jié)作業(yè)等煩雜的人工作業(yè)。
本發(fā)明的棱角檢測方法，用于石膏板制造工序，該石膏板制造工序中，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(yùn)送裝置連續(xù)地運(yùn)送成型體，持續(xù)地檢測在行走中的石膏板成型體的棱角，其特征在于，將攝像用光持續(xù)地照射在石膏板成型體的側(cè)緣帶區(qū)域；用攝像元件持續(xù)地對上述側(cè)緣帶區(qū)域的反射光進(jìn)行攝像；對在上述攝像元件上成像的圖像的亮暗信息進(jìn)行2值化處理，以作為閾值設(shè)定的2值化水準(zhǔn)值(レベル)為基準(zhǔn)，將圖像2值化為亮部和暗部，同時計(jì)數(shù)被指定為亮部的圖像信號的像素?cái)?shù)；根據(jù)該像素?cái)?shù)計(jì)算上述棱角。
根據(jù)該方法，棱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，與棱面的輪廓相應(yīng)。棱角寬度通過計(jì)數(shù)亮部的像素?cái)?shù)被計(jì)測，根據(jù)棱角寬度檢測出棱角。
本發(fā)明的另一棱角檢測裝置，其特征在于，還備有棱角位置檢測裝置和受光部移動裝置；上述棱角位置檢測裝置用于檢測上述側(cè)緣帶區(qū)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(yùn)送方向直交的方向位移；
上述棱角位置檢測裝置，具有檢測上述攝像裝置與上述側(cè)緣帶區(qū)域相對位置的位置檢測機(jī)構(gòu)；上述受光部移動裝置，使上述受光部相對于石膏板成型體位移，以修正上述相對位置的變動。
根據(jù)該構(gòu)造的棱角檢測裝置，當(dāng)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(yù)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(cè)緣帶區(qū)域的位置變化了時，棱角位置檢測裝置檢測出棱角部的位移，受光部移動裝置使上述攝像裝置的受光部與側(cè)緣帶區(qū)域的位移量相應(yīng)地移動，使其位移到適合于對棱角部攝像的位置。這樣，攝像裝置常時在適合的位置對側(cè)緣帶區(qū)域的影像進(jìn)行攝像，可跟蹤側(cè)緣帶區(qū)域的位置變化，所以能切實(shí)連續(xù)地監(jiān)視棱角。
本發(fā)明的另一棱角檢測方法，其特征在于，用非接觸型位置檢測器持續(xù)地計(jì)測上述側(cè)緣帶區(qū)域的位置，根據(jù)該位置檢測器的計(jì)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(cè)緣帶區(qū)域與上述攝像元件的相對位置的變動。根據(jù)該方法，石膏板成型體的側(cè)緣區(qū)域被位置檢測器持續(xù)地監(jiān)視，攝像裝置的攝像元件，與位置檢測器與側(cè)緣區(qū)域之間的距離的放大或縮小相應(yīng)地移動到適合的位置。
另外，本發(fā)明提供備有上述構(gòu)造的棱角檢測裝置的石膏板制造裝置，并且，提供采用上述構(gòu)成的棱角檢測方法的石膏板制造方法。
根據(jù)該石膏板制造裝置和石膏板制造方法，由于棱角被持續(xù)地監(jiān)視，不僅能適當(dāng)?shù)乇３趾凸芾碇圃煅b置的運(yùn)轉(zhuǎn)形態(tài)及運(yùn)轉(zhuǎn)條件，以將棱角收斂在容許范圍內(nèi)，而且，當(dāng)制造出棱角不好的不合格品或等外品時，可早期地中斷制造工序，可迅速且早期地使制造工序正?；?，所以，可提高石膏板制品的生產(chǎn)效率和成品率。
根據(jù)本發(fā)明的較好實(shí)施例，其特征在于，上述光源由高頻點(diǎn)燈型的圖像處理用光源構(gòu)成，上述攝像裝置具有受光部，該受光部備有電荷耦合器件。上述光源最好由鹵燈等的高頻點(diǎn)燈型螢光燈構(gòu)成，受光部由CCD攝像機(jī)構(gòu)成。高頻點(diǎn)燈型的圖像處理用光源配置在側(cè)緣帶區(qū)域的側(cè)方，光源的照射光持續(xù)地照向側(cè)緣帶區(qū)域。備有電荷耦合器件(CCD)的受光部配置在側(cè)緣帶區(qū)域的上方，側(cè)緣帶區(qū)域的棱面的反射光在作為攝像元件的電荷耦合器件上成像。這樣，攝像裝置具有對棱面影像進(jìn)行攝像的、圖像傳感器的作用，攝像裝置的圖像數(shù)據(jù)輸入到上述圖像處理裝置。
根據(jù)本發(fā)明另一較好實(shí)施例，其特征在于，圖像處理裝置備有2值化處理部和數(shù)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(shù)值控制部根據(jù)2值化處理部的2值化處理得到的棱角寬度運(yùn)算棱角；上述2值化處理部，以規(guī)定的2值化水準(zhǔn)值(レベル)值為基準(zhǔn)，對上述圖像信號的亮暗信息進(jìn)行2值化處理，同時計(jì)數(shù)指示該2值化值以上的受光量的像素?cái)?shù)；上述數(shù)值控制部，根據(jù)像素?cái)?shù)的計(jì)數(shù)值求出棱角寬度，以該棱角寬度為基準(zhǔn)計(jì)算棱角。
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(jì)測基準(zhǔn)線設(shè)定在上述側(cè)緣帶區(qū)域，對沿著該基準(zhǔn)線得到的圖像信號進(jìn)行2值化處理，沿著上述基準(zhǔn)線計(jì)數(shù)指示上述2值化水準(zhǔn)值(レベル)以上光量的圖像信號的像素?cái)?shù)；上述數(shù)值控制部計(jì)算與像素?cái)?shù)計(jì)數(shù)值相當(dāng)?shù)纳鲜龌鶞?zhǔn)線上的長度，檢測棱角。這樣，攝像裝置和圖像處理裝置具有檢測從上方區(qū)域看顯示在基準(zhǔn)面上的棱面寬度的、作為輪廓傳感器的功能，根據(jù)棱角寬度的檢測值檢測出從棱角寬度和石膏板厚度可直接計(jì)算的棱角值。
本發(fā)明的較好實(shí)施例中，其特征在于，上述受光部和位置檢測機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)由非接觸型位置檢測器構(gòu)成，該非接觸型位置檢測器可測定它距成型體棱角部的距離；上述受光部移動裝置，備有驅(qū)動裝置，該驅(qū)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(yù)先設(shè)定的距離值。非接觸型的位置檢測器持續(xù)地計(jì)測側(cè)緣帶區(qū)域的位置，攝像元件根據(jù)位置檢測器的檢測值在石膏板成型體的寬度方向移動，結(jié)果，側(cè)緣帶區(qū)域與攝像元件的相對位置的變動被修正。另外，將側(cè)緣帶區(qū)域與攝像元件的相對位置關(guān)系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(shí)行的，攝像元件自動地被定位在適合于對棱角部攝像的位置。這樣，隨著制造條件的變更可自動地進(jìn)行攝像元件的位置調(diào)節(jié)作業(yè)。使石膏板制造中的維護(hù)、管理作業(yè)簡單化。
位置檢測器，最好采用不容易受被測定面(棱面)的污染狀態(tài)或附著物等影響的傳感器，例如可采用非接觸型的距離傳感器。作為距離傳感器，可采用備有LED光源的一般的非接觸型傳感器，或者采用靜電容量型的非接觸式傳感器等。最好采用不容易受周圍環(huán)境影響的傳感器，例如非接觸型的激光式位移傳感器。
本發(fā)明的一個實(shí)施例中，上述光源、受光部和激光式位移傳感器，一體地固定在可在與石膏板成型體的運(yùn)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(zhuǎn)的電動馬達(dá)等驅(qū)動裝置連接，借助驅(qū)動裝置的動作可接近或遠(yuǎn)離石膏板成型體。位移傳感器將激光照射到石膏板成型體的棱角部，測定它距棱角部的距離，驅(qū)動裝置根據(jù)位移傳感器的檢測值使支承體位移，將光源、受光部、棱角部的相對位置常時地保持為均等的條件。
根據(jù)本發(fā)明的石膏板制造裝置的較好實(shí)施例，該石膏板制造裝置，其特征在于，備有導(dǎo)引部件和導(dǎo)引部件修正裝置，上述導(dǎo)引部件用于將石膏板用原紙的側(cè)緣帶區(qū)域彎折；上述導(dǎo)引部件修正裝置用于修正該導(dǎo)引部件的位置和/或形態(tài)；當(dāng)上述棱角檢測裝置檢測出的棱角不是規(guī)定范圍內(nèi)的角度值時，該修正裝置修正上述導(dǎo)引部件的位置和/或形態(tài)，以修正石膏板用原紙的側(cè)緣帶區(qū)域的彎折角度。側(cè)緣帶區(qū)域的彎折角度也可以用導(dǎo)引部件的手動調(diào)節(jié)作業(yè)進(jìn)行微調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的石膏板制造裝置的一個較好實(shí)施例，其特征在于，備有刻線裝置和刻線修正裝置，上述刻線裝置用于在石膏板用原紙上刻設(shè)石膏板用原紙的側(cè)緣帶區(qū)域的折線；上述刻線修正裝置用于修正該刻線裝置的刻線作用；當(dāng)上述棱角檢測裝置檢測出的棱角不是規(guī)定范圍內(nèi)的角度值時，該刻線修正裝置調(diào)節(jié)刻線裝置的刻線作用，以修正石膏板用原紙的側(cè)緣帶區(qū)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(yè)進(jìn)行刻線具的位置調(diào)節(jié)，進(jìn)行微調(diào)。
另外，石膏板制造裝置，其特征在于，最好具有矯正棱角的棱角矯正裝置，該矯正裝置備有推壓上述側(cè)緣帶區(qū)域的棱面的側(cè)緣推壓機(jī)構(gòu)，當(dāng)上述棱角檢測裝置檢測出的棱角不是規(guī)定范圍內(nèi)的角度值時，該矯正裝置用側(cè)緣推壓機(jī)構(gòu)推壓側(cè)緣帶區(qū)域的棱面，以矯正上述棱角。例如，當(dāng)制造出棱角超過90度、所謂“倒邊”棱角形態(tài)的石膏板時，側(cè)緣推壓機(jī)構(gòu)推壓棱面的上部，將棱面矯正為基本直交的平面。該推壓機(jī)構(gòu)的作用。由自動控制調(diào)節(jié)，或者由手工作業(yè)微調(diào)。
這樣，根據(jù)上述各實(shí)施例的棱角檢測裝置和檢測方法，不僅能連續(xù)地監(jiān)視棱角，而且棱角的調(diào)節(jié)作業(yè)可自動控制化，這樣，可有效地促進(jìn)石膏板制造工序中的維護(hù)、管理作業(yè)的省力化。
圖2是備有直角棱角形態(tài)的棱角部的石膏板成型體的局部縱斷面圖。
圖3是備有斜棱角形態(tài)的棱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(qū)域的棱角部的俯視圖(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(zhǔn)線圖(圖4(B))。
圖5是部分地表示備有棱角檢測裝置的石膏板制造裝置構(gòu)造的概略側(cè)面圖。
圖6是圖5所示石膏板制造裝置的局部俯視圖。
圖7是圖5和圖6所示石膏板制造裝置的局部縱斷面圖。
棱角檢測裝置1與石膏板制造裝置的運(yùn)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(xù)地照射在石膏板成型體W的側(cè)緣帶區(qū)域。CCD攝像裝置3持續(xù)地對側(cè)緣帶區(qū)域進(jìn)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(cè)原紙11與上側(cè)原紙12之間而形成的長條帶板形態(tài)的石膏板成型體W配置在運(yùn)送裝置10的運(yùn)送平面上，在運(yùn)送平面上被連續(xù)運(yùn)送。
石膏板成型體W的棱角構(gòu)造如圖2和圖3所示。圖2所示的石膏板成型體W的棱角部15成形為所謂的直角棱角形態(tài)。圖3所示的石膏板成型體W備有所謂斜棱角形態(tài)的棱角部15，該棱角部15備有斜面14。石膏板成型體W的棱面16，如圖2(A)和圖3(A)所示，成形為90度(直角)的棱角α是理想的。但是，在實(shí)際的制造工序中，棱角α并不一定嚴(yán)格地形成為90度，而存在某種程度的誤差。這是由于將下側(cè)原紙11彎折的石膏板制造裝置的彎折導(dǎo)引部件(圖未示)的調(diào)節(jié)不良、或者是由于刻線裝置的劃線刻設(shè)作用的調(diào)節(jié)不良而引起的。例如，當(dāng)劃線刻設(shè)作用被過度設(shè)定，與石膏漿相接的下側(cè)原紙11的內(nèi)側(cè)面11a上的劃線比較深時，棱面16被過度彎折，棱角部15如圖2(B)或圖3(B)所示，形成為不足90度的棱角α。另一方面，當(dāng)劃線刻設(shè)作用被設(shè)定得不足，劃線在下側(cè)原紙11的內(nèi)側(cè)面11a上比較淺時，棱面16被不充分彎折，或者產(chǎn)生彎折部的反彈現(xiàn)象，結(jié)果，棱角部15如圖2(C)或圖3(C)所示，形成為超過90度的棱角α。在一般的制造條件下，該棱角α被設(shè)定在80至90度的角度范圍內(nèi)，超出該容許范圍的棱角α最好不作為一般建筑物內(nèi)裝飾工程用的石膏板。尤其是超過90度的棱角α(C圖)，由于是有損建筑物內(nèi)裝修施工性的、“倒邊”形態(tài)的棱角，所以必須極力避免。
如圖1所示，將預(yù)定頻率帶的光持續(xù)地照射在棱角部15上的光源2，配置在棱角部15的側(cè)方。對棱角部15進(jìn)行攝像的CCD攝像裝置3配置在棱角部15的上方。光源2是采用圖像處理用的高頻點(diǎn)燈型螢光燈，最好采用鹵燈。CCD攝像裝置3最好采用內(nèi)藏CCD(電荷耦合器件)的CCD攝相機(jī)。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最好配置在棱角部15的垂直上方，但也可以配置在棱角部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(yùn)送裝置10的側(cè)部。支承體6安裝在石膏板制造裝置的機(jī)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(fā)光，光源2發(fā)出的光線持續(xù)地照射到棱角部15上，棱角部15的像在CCD攝像裝置3內(nèi)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，并且備有數(shù)值控制部33，該數(shù)值控制部33根據(jù)在2值化處理部32被數(shù)字信號化的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算棱角部15的角度。圖像處理裝置31通過控制信號線與監(jiān)視裝置35和遙控開關(guān)36連接。數(shù)值控制部33的計(jì)算結(jié)果，作為棱角部15的棱角檢測值，由監(jiān)視裝置35的顯示屏顯示。圖像處理裝置31的初始設(shè)定、設(shè)定值輸入及設(shè)定值變更等是通過遙控開關(guān)36的手動操作執(zhí)行的。
圖4(A)是表示圖1所示CCD攝像裝置3的攝像區(qū)域的棱角部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(jì)測線S(該計(jì)測線S相對于石膏板成型體W的運(yùn)送方向F成β角)測定棱角部15的視在棱角寬度E。角度β可以預(yù)先設(shè)定為任意角度，例如可設(shè)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的棱角α是不足90度的角度，棱面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的投射光的棱面16的影像，在CCD攝像裝置3的攝像元件上成像，棱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(nèi)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(jì)測線S上的圖像信號被抽出。這里，計(jì)測線S，在棱面16的范圍內(nèi)比較強(qiáng)地反射光源2的投射光線，所以指示相對強(qiáng)的視頻輸出信號，所以，計(jì)測線S的視頻輸出信號值或受光值，可以認(rèn)為是以棱面16的中心為頂點(diǎn)的漸增、漸減曲線。
規(guī)定的閾值，作為2值化值預(yù)先設(shè)定在2值化處理部32內(nèi)。2值化處理部32如圖4(B)所示，把閾值(2值化水準(zhǔn)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(zhǔn)線)的視頻輸出信號判定為黑或暗部(L)。結(jié)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(shù)字信號。
作為白或亮部(H)被識別的區(qū)域的像素?cái)?shù)被計(jì)數(shù)，像素?cái)?shù)變換為棱角部15的寬度E。棱角寬度E的值輸入到數(shù)值控制部33。石膏板成型體W的板厚t預(yù)先輸入數(shù)值控制部33內(nèi)，數(shù)值控制部33根據(jù)板厚t和棱角寬度E的值計(jì)算棱角α，并在監(jiān)視裝置35的顯示屏上顯示棱角α。
如圖1所示，檢測棱角部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配置在棱角部15的側(cè)方，檢測棱角部15相對于運(yùn)送裝置10的相對位置。位置檢測裝置4最好由激光式非接觸型位移傳感器構(gòu)成，將激光照射到棱角部15的棱面16上，持續(xù)地計(jì)測位置檢測裝置4與棱角部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，并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(shí)測值d輸入到可編程序控制器51的微定序器?？蓪CD攝像裝置3設(shè)定在預(yù)定位置的距離設(shè)定值D預(yù)先設(shè)在可編程序控制器51內(nèi)。微定序器將預(yù)先設(shè)定的距離設(shè)定值D與實(shí)測值d相比較，計(jì)算實(shí)測值d與設(shè)定值D的誤差，并且矯正該誤差后，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(zhuǎn)的電動馬達(dá)M的支承體驅(qū)動裝置5配設(shè)在支承體6上。電動馬達(dá)M通過動力傳遞機(jī)構(gòu)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(dá)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(zhuǎn)方向或反轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，根據(jù)位置修正信號，使支承體6整體朝著與運(yùn)送方向F直交的方向移動。結(jié)果，CCD攝像裝置3被定位在能對棱角部15攝像的位置，同樣，光源2被定位在能將攝像光投射在棱角部15上的位置。
圖5、圖6和圖7是部分地表示備有上述棱角檢測裝置1的石膏板制造裝置構(gòu)造的概略側(cè)面圖、局部俯視圖和局部縱斷面圖。
圖5所示的石膏板制造裝置，作為石膏板原料供給機(jī)構(gòu)，備有下側(cè)原紙11的原紙輥17、上側(cè)原紙12的原紙輥18、石膏漿13的攪拌式混合器19。運(yùn)送裝置10備有運(yùn)送板101和若干旋轉(zhuǎn)輥102，運(yùn)送板101具有平滑的上面。若干個旋轉(zhuǎn)輥102隔開規(guī)定間隔地配列在運(yùn)送方向F?？叹€裝置7配置在運(yùn)送板101的上流端部分?？叹€裝置7在從原紙輥17抽出的下側(cè)原紙11的上面，刻設(shè)劃線或條。在運(yùn)送板101的下流端部分配置著轉(zhuǎn)向輥80，該轉(zhuǎn)向輥80把從原紙輥18抽出的上側(cè)原紙12疊置在石膏漿13上。石膏板制造裝置還備有把這些裝置構(gòu)成要素支承在預(yù)定位置的框架或機(jī)架(圖未示)。
如圖6所示，刻線裝置7備有在下側(cè)原紙11上分別刻設(shè)第1及第2劃線75、76的第1及第2切刀71、72、以及驅(qū)動第1及第2切刀71、72旋轉(zhuǎn)的第1及第2電動馬達(dá)73、74。切刀71、72和電動馬達(dá)73、74成對地配設(shè)在下側(cè)原紙11的兩側(cè)部分。將下側(cè)原紙11的側(cè)緣區(qū)域向內(nèi)方推壓的彎折裝置8配設(shè)在運(yùn)送板101上。彎折裝置8備有固定導(dǎo)引部件81、可動導(dǎo)引部件82和電動馬達(dá)83。固定導(dǎo)引部件81可調(diào)節(jié)地配置在運(yùn)送板101上的預(yù)定位置?？蓜訉?dǎo)引部件82可移動地配置在運(yùn)送板101上。電動馬達(dá)83使可動導(dǎo)引部件82在下側(cè)原紙11的寬度方向移動。電動馬達(dá)83通過包含減速機(jī)等的動力傳遞機(jī)構(gòu)(圖未示)可作動地與可動導(dǎo)引部件82連接。導(dǎo)引部件81、82和電動馬達(dá)83成對地配置在下側(cè)原紙11的兩側(cè)。
上述棱角檢測裝置1配設(shè)在轉(zhuǎn)向輥80的下游側(cè)，成對地配置在下側(cè)原紙11的兩側(cè)。在棱角檢測裝置1的下游側(cè)配置著可與石膏板成型體W的棱面16相接觸的一對推壓導(dǎo)引部件9。電動馬達(dá)91通過包含減速機(jī)等的動力傳遞機(jī)構(gòu)(圖未示)可作動地與推壓導(dǎo)引部件9連接。
如圖7所示，棱角檢測裝置1備有光源2、CCD攝像裝置3、位置檢測裝置4和支承體驅(qū)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上的鹵燈、CCD攝像機(jī)和激光式非接觸型位移傳感器構(gòu)成。支承體驅(qū)動裝置5備有通過動力傳遞機(jī)構(gòu)63與支承體6連接著的電動馬達(dá)M。鹵燈、CCD攝像機(jī)和激光式非接觸型位移傳感器和電動馬達(dá)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。
石膏板制造裝置從原紙輥17上抽出下側(cè)原紙11，刻線裝置7如圖6所示地利用被電動馬達(dá)73、74驅(qū)動的第1及第2切刀71、72在下側(cè)原紙11的上面平行地刻設(shè)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(cè)原紙11上。在運(yùn)送板101上行走的下側(cè)原紙11的左右側(cè)邊區(qū)域，與固定導(dǎo)引部件81及可動導(dǎo)引部件82的內(nèi)側(cè)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(cè)原紙12被轉(zhuǎn)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(yùn)送板101與轉(zhuǎn)向輥80之間的間隙時形成為平板形態(tài)，作為石膏成型體W被連續(xù)地推出到旋轉(zhuǎn)輥102上。成型體W在旋轉(zhuǎn)輥102上連續(xù)地行走，被粗切斷成預(yù)定的板長，經(jīng)過干燥工序后，由切斷裝置(圖未示)裁斷成規(guī)定長度的石膏板制品。
在旋轉(zhuǎn)輥102上被連續(xù)運(yùn)送的石膏板成型體W的邊緣部區(qū)域接受光源2的光，棱面16反射光源2的光。棱面16的反射光，作為棱面16的影像被CCD攝像裝置3攝制。CCD攝像裝置3持續(xù)地對棱面16攝像，把包含亮暗信息的圖像數(shù)據(jù)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(jì)測線S(圖4)相應(yīng)的像素集合的亮暗信息，將其數(shù)字化為2值信號。即，圖像處理裝置31的2值化處理部32(圖1)以預(yù)先設(shè)定的2值化水準(zhǔn)值為基準(zhǔn)將計(jì)測線S的亮暗信息2值化，計(jì)數(shù)指示2值化值(閾值)以上的受光量的像素。當(dāng)棱角α不足90度時，與棱角寬度E相應(yīng)的像素?cái)?shù)被計(jì)數(shù)，當(dāng)棱角α基本上為90度時，最小限的像素?cái)?shù)被計(jì)數(shù)。被像素?cái)?shù)的計(jì)數(shù)值定量化了的線段長度，作為表示棱角寬度E的值輸入到數(shù)值控制部33(圖1)，數(shù)值控制部33運(yùn)算棱角α，輸出給監(jiān)視裝置35(圖1)。監(jiān)視裝置35將棱角α顯示在顯示屏上。另一方面，當(dāng)棱角部15形成為超過90度的棱角α、即所謂的“倒邊”形態(tài)時，全部的圖像信號被指定為暗部，因此，上述像素?cái)?shù)的計(jì)數(shù)值表示為零。這時，數(shù)值控制部33不運(yùn)算棱角α，而是在監(jiān)視裝置35(圖1)顯示“倒邊”的狀態(tài)。
這樣，當(dāng)棱角部15的“倒邊”形態(tài)被檢測出時，數(shù)值控制部33使推壓導(dǎo)引部件9的電動馬達(dá)91動作，使推壓導(dǎo)引部件9與棱面16相接。結(jié)果，棱面16如圖7中虛線所示，與推壓導(dǎo)引部件9的表面滑接并被推向內(nèi)方，以將“倒邊”形態(tài)矯正為直交面。這樣，推壓導(dǎo)引部件9構(gòu)成矯正棱角部15的“倒邊”形態(tài)的棱角矯正裝置。數(shù)值控制裝置33再使可動導(dǎo)引部件82的電動馬達(dá)83(圖6)動作，使可動導(dǎo)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(diào)節(jié)下側(cè)原紙11的各劃線75、76的深度。該可動導(dǎo)引部件82和切刀71、72的位置修正是由與棱角α的檢測值相關(guān)的反饋控制執(zhí)行的，協(xié)調(diào)控制可動導(dǎo)引部件82和切刀71、72的位置，以使棱角α收斂在80至90度的范圍內(nèi)。
當(dāng)棱角檢測裝置1檢測出不足80度的棱角α?xí)r，數(shù)值控制部33使電動馬達(dá)91動作，使推壓導(dǎo)引部件9離開棱面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(dǎo)引部件82的電動馬達(dá)83，使棱角α收斂在80至90度的范圍內(nèi)。另外，上述切刀71、72的位置，需要極微妙的調(diào)節(jié)，所以，熟練者也可以一邊確認(rèn)監(jiān)視裝置35的顯示，一邊用手工作業(yè)進(jìn)行微調(diào)節(jié)。
因石膏板制品的品種更換等，石膏板成型體W的尺寸和/或棱角形態(tài)等變更時，或者因未預(yù)見的石膏板成型體W的擺動行走等，運(yùn)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的激光式非接觸型位移傳感器檢測棱角部15的位置變化，控制器51使支承體驅(qū)動裝置5的電動馬達(dá)M動作，使支承體整體地水平移動。結(jié)果，CCD攝像裝置3的CCD攝像機(jī)位移到棱角部15的正上方，光源2的鹵燈位移到離開棱角部15預(yù)定距離的位置。這樣，CCD攝像裝置3自動地跟蹤棱角部15的位置變化，常時地被定位在能對棱角部15進(jìn)行攝像的位置。另外，光源2也被定位在能對棱角部15良好地照射攝像光的位置。
上面詳細(xì)說明了本發(fā)明的最佳實(shí)施形態(tài)和實(shí)施例，但本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施形態(tài)和實(shí)施例，在權(quán)利要求記載的范圍內(nèi)，可對本發(fā)明作各種變更或變形，當(dāng)然，該變更或變形包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
例如，也可以用可相對位移的若干支承部件構(gòu)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(qū)動裝置5作為使可動導(dǎo)引部件82和推壓導(dǎo)引部件9移動的驅(qū)動源，也可以采用伺服馬達(dá)或流體壓作動型壓缸裝置等各種驅(qū)動裝置。
工業(yè)實(shí)用性如上所述，根據(jù)權(quán)利要求1至5、8或9記載的本發(fā)明的棱角檢測裝置和棱角檢測方法，可持續(xù)且切實(shí)地監(jiān)視石膏板成型體的棱角。
根據(jù)權(quán)利要求6、7或10記載的本發(fā)明的棱角檢測裝置和棱角檢測方法，可跟蹤在運(yùn)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(xù)且切實(shí)地監(jiān)視石膏板成型體的棱角。
另外，根據(jù)權(quán)利要求11至18記載的石膏板制造裝置和石膏板制造方法，可持續(xù)且切實(shí)地監(jiān)視石膏板成型體的棱角，使棱角的檢查省力化，同時迅速避免等外品或不合品的連續(xù)生產(chǎn)，提高石膏板制品的生產(chǎn)效率。
權(quán)利要求
1．棱角檢測裝置，它配設(shè)在石膏板制造裝置上，該石膏板制造裝置將石膏漿充填到上下石膏板用原紙間而連續(xù)地制造石膏板，棱角檢測裝置檢測在運(yùn)送裝置上被連續(xù)運(yùn)送的石膏板成型體的棱角；其特征在于，具有光源、攝像裝置、圖像處理裝置；上述光源對在運(yùn)送方向連續(xù)延伸的板狀石膏板成型體的側(cè)緣帶區(qū)域持續(xù)地照射攝像用光；上述攝像裝置持續(xù)地?cái)z像上述側(cè)緣帶區(qū)域的圖像；上述圖像處理裝置根據(jù)上述攝像裝置的圖像數(shù)據(jù)檢測上述側(cè)緣帶區(qū)域的棱角；上述光源與上述側(cè)緣帶區(qū)域的棱面相對地配置在該側(cè)緣帶區(qū)域的側(cè)方；上述攝像裝置配置在上述側(cè)緣帶區(qū)域的上方，接受上述棱面的反射光；上述圖像處理裝置借助上述棱面的圖像的圖像處理計(jì)測視在的棱角寬度，根據(jù)該棱角寬度的計(jì)測值檢測上述棱角。
2．如權(quán)利要求1所述的棱角檢測裝置，其特征在于，上述光源由高頻點(diǎn)燈型的圖像處理用光源構(gòu)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(quán)利要求2所述的棱角檢測裝置，其特征在于，上述光源由鹵燈構(gòu)成，上述受光部由CCD攝像機(jī)構(gòu)成。
4．如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的棱角檢測裝置，其特征在于，上述圖像處理裝置備有2值化處理部和數(shù)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(shù)值控制部根據(jù)該2值化處理部的2值化處理得到的棱角寬度計(jì)算上述棱角；上述2值化處理部以規(guī)定的2值化水準(zhǔn)值為基準(zhǔn)，對上述圖像信號的亮暗信息進(jìn)行2值化處理，同時計(jì)數(shù)指示該2值化值以上的受光量的像素?cái)?shù)；上述數(shù)值控制部，根據(jù)上述像素?cái)?shù)的計(jì)數(shù)值求出上述棱角寬度，以該棱角寬度為基準(zhǔn)計(jì)算上述棱角。
5．如權(quán)利要求4所述的棱角檢測裝置，其特征在于，上述2值化處理部，將沿石膏板成型體寬度方向延伸的計(jì)測基準(zhǔn)線設(shè)定在上述側(cè)緣帶區(qū)域，對沿著該基準(zhǔn)線得到的圖像信號進(jìn)行2值化處理，沿著上述基準(zhǔn)線計(jì)數(shù)指示上述2值化水準(zhǔn)值以上光量的圖像信號的像素?cái)?shù)；上述數(shù)值控制部，運(yùn)算與上述像素?cái)?shù)計(jì)數(shù)值相當(dāng)?shù)纳鲜龌鶞?zhǔn)線上的長度，檢測上述棱角。
6．如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的棱角檢測裝置，其特征在于，還備有棱角位置檢測裝置和受光部移動裝置；上述棱角位置檢測裝置用于檢測上述側(cè)緣帶區(qū)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(yùn)送方向直交的方向位移；上述棱角位置檢測裝置，具有檢測上述攝像裝置與上述側(cè)緣帶區(qū)域相對位置的位置檢測機(jī)構(gòu)；上述受光部移動裝置使上述受光部相對于石膏板成型體位移，以修正上述相對位置的變動。
7．如權(quán)利要求6所述的棱角檢測裝置，其特征在于，上述受光部和位置檢測機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)由非接觸型位置檢測器構(gòu)成，該非接觸型位置檢測器可測定它距成型體棱角部的距離；上述受光部移動裝置備有使上述支承體整體移動的驅(qū)動裝置，以使該位置檢測器的檢測值收斂為預(yù)先設(shè)定的距離值。
8．棱角檢測方法，用于石膏板制造工序，該石膏板制造工序中，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(yùn)送裝置連續(xù)地運(yùn)送成型體，持續(xù)地檢測正在行走中的石膏板成型體的棱角，其特征在于，將攝像用光持續(xù)地照射在石膏板成型體的側(cè)緣帶區(qū)域；用攝像元件持續(xù)地對上述側(cè)緣帶區(qū)域的反射光進(jìn)行攝像；對成像在上述攝像元件上的圖像的亮暗信息進(jìn)行2值化處理，以作為閾值設(shè)定的2值化水準(zhǔn)值為基準(zhǔn)，將圖像2值化為亮部和暗部，同時計(jì)數(shù)被指定為亮部的圖像信號的像素?cái)?shù)；根據(jù)該像素?cái)?shù)運(yùn)算上述棱角。
9．如權(quán)利要求8所述的棱角檢測方法，其特征在于，將高頻點(diǎn)燈型的圖像處理用光源配置在上述側(cè)緣帶區(qū)域，將該光源的照射光持續(xù)地照射在上述側(cè)緣帶區(qū)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(cè)緣帶區(qū)域的上方，用上述電荷耦合器件接受該側(cè)緣帶區(qū)域的棱面的反射光。
10．如權(quán)利要求8或9所述的棱角檢測方法，其特征在于，用非接觸型位置檢測器持續(xù)地計(jì)測上述側(cè)緣帶區(qū)域的位置，根據(jù)該位置檢測器的計(jì)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(cè)緣帶區(qū)域與上述攝像元件的相對位置的變動。
11．石膏板制造裝置，其特征在于，備有權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)記載的棱角檢測裝置。
12．如權(quán)利要求11所述的石膏板制造裝置，其特征在于，備有導(dǎo)引部件和導(dǎo)引部件修正裝置，上述導(dǎo)引部件用于將石膏板用原紙的側(cè)緣帶區(qū)域彎折；上述導(dǎo)引部件修正裝置用于修正該導(dǎo)引部件的位置和/或形態(tài)；當(dāng)上述棱角檢測裝置檢測出的棱角不是預(yù)定范圍內(nèi)的角度值時，該修正裝置修正上述導(dǎo)引部件的位置和/或形態(tài)，以修正石膏板用原紙的側(cè)緣帶區(qū)域的彎折角度。
13．如權(quán)利要求11或12所述的石膏板制造裝置，其特征在于，備有刻線裝置和刻線修正裝置，上述刻線裝置用于在石膏板用原紙上刻設(shè)石膏板用原紙的側(cè)緣帶區(qū)域的折線；上述刻線修正裝置用于修正該刻線裝置的刻線作用；當(dāng)上述棱角檢測裝置檢測出的棱角不是規(guī)定范圍內(nèi)的角度值時，該刻線修正裝置調(diào)節(jié)刻線裝置的刻線作用，以修正石膏板用原紙的側(cè)緣帶區(qū)域的彎折角度。
14．如權(quán)利要求11至13中任一項(xiàng)所述的石膏板制造裝置，其特征在于，具有矯正上述棱角的棱角矯正裝置，該矯正裝置備有推壓上述側(cè)緣帶區(qū)域的棱面的側(cè)緣推壓機(jī)構(gòu)，當(dāng)上述棱角檢測裝置檢測出的棱角不是規(guī)定范圍內(nèi)的角度值時，該矯正裝置用側(cè)緣推壓機(jī)構(gòu)推壓側(cè)緣帶區(qū)域的棱面，以矯正上述棱角。
15．石膏板制造方法，其特征在于，采用了權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)記載的棱角檢測方法。
16．如權(quán)利要求15所述的石膏板制造方法，其特征在于，當(dāng)上述棱角不是規(guī)定范圍的角度值時，調(diào)整作用在石膏板用原紙的側(cè)緣帶區(qū)域的彎折力，調(diào)節(jié)該側(cè)緣帶區(qū)域的彎折角度。
17．如權(quán)利要求15或16所述的石膏板制造方法，其特征在于，當(dāng)上述棱角不是規(guī)定范圍的角度值時，調(diào)節(jié)在石膏板用原紙上刻設(shè)石膏板用原紙側(cè)緣帶區(qū)域的折線的刻線裝置的刻線作用。
18．如權(quán)利要求15至17中任一項(xiàng)所述的石膏板制造方法，其特征在于，當(dāng)上述棱角不是規(guī)定范圍的角度值時，推壓上述側(cè)緣帶區(qū)域的棱面，以矯正上述棱角。
全文摘要
本發(fā)明提供能持續(xù)且切實(shí)地監(jiān)視石膏板成型體棱角的棱角檢測裝置和棱角檢測方法。備有光源2、CCD攝像裝置3和圖像處理裝置31的棱角檢測裝置1配置在可連續(xù)制造的石膏板制造裝置上,用于檢測石膏板成形體W的棱角α。光源與棱面16相對地配置在緣部側(cè)方,持續(xù)地對石膏板成形體的側(cè)緣帶區(qū)域進(jìn)行照射。攝像裝置配置在側(cè)緣帶區(qū)域的上方,接受棱面的反射光,對棱角15的圖像持續(xù)地進(jìn)行攝像。圖像處理裝置,通過計(jì)測視在棱角寬度E而檢測棱角。棱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檢測它距棱角部的距離,受光部移動裝置根據(jù)位置檢測裝置的檢測結(jié)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(yōu)先權(quán)日1998年8月28日
發(fā)明者白田茂 申請人:吉野石膏株式會社