專利名稱：一種塑料制品自動檢測分配系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
—種塑料制品自動檢測分配系統(tǒng)技術領域[0001]本實用新型涉及自動檢測技術，更具體地，涉及到利用電容傳感器對塑料制品進 行掃描檢測的系統(tǒng)。
背景技術：
[0002]塑料(高分子)制品一出現就以其低廉的價格在工業(yè)上得到廣泛的應用，隨著制造 工藝的進步和性能的不斷增強，塑料制品在很多領域甚至已經取代了傳統(tǒng)的金屬材料，由 于其生產數量極大，對于塑料制品的生產廠家來說，如何快速而有效地對成品進行檢測是 一個很普遍的問題，一般情況下，塑料制品的檢測主要包括外觀規(guī)格是否合格、產品內部是 否有缺陷，其中前者影響產品的美觀程度，后者主要影響產品的力學性能。目前人們對塑料 制品的檢測方法主要有以下兩種[0003]一是人工檢測，即采用手工和肉眼檢察的方法對塑料制品進行檢測，如使用游標 卡尺或者米尺測量產品的規(guī)格大小，或者通過肉眼檢測塑料產品表面是否有缺陷，如劃痕、 凹坑等，不過由于主觀因素的影響，不同的人對同一制品的檢測結果可能不同，同一個人在 不同時間對同一產品的檢測的結果也可能不同，所以這種方法具有很高的不確定性；同時， 對于不透明的材料，如果想要通過人工目測來實現對產品內部是否有氣泡，塑封芯片的位 置是否正確的檢測，這幾乎是不可能實現的。[0004]第二種方式是設備檢測，作為對前一種方法的補充，用戶往往使用設備來獲得靠 人工檢測無法完成的數據，如利用已有的檢測設備對產品進行拉伸、壓縮、彎曲、剪切、加溫 老化等實驗，通過分析得到產品的力學性能狀況、耐溫性能。不過這種方法通常需要專業(yè)的 儀器設備和專業(yè)的人才，檢測成本較高，同時這些方法大部分需要接觸到產品，甚至破壞產 品才能得到相關信息，使用范圍有限。當然，工業(yè)上也有利用視覺分析，超聲波探傷的等非 接觸方法進行檢測的系統(tǒng)，不過視覺系統(tǒng)也不能檢測塑料制品內部的缺陷，超聲波對面積 型缺陷的檢出率較高，但對體積型缺陷的檢出率較低，只適宜檢測厚度較大的工件，對檢測 物體的材質、晶粒度有一定要求，且定量精度不高，檢測結果無直接見證記錄。[0005]本專利申請人在之前提出利用電容傳感器專門對塑料制品的各項特征進行檢測 的方法及相應設備，并申請有專利保護(專利號為201120118869. 8)，該檢測系統(tǒng)結構簡單， 檢測結果的連續(xù)性好，靈敏度高，可以對產品的規(guī)格尺寸和內部缺陷做出檢測；但上述檢測 系統(tǒng)未解決檢測過程中塑料制品如何輸送的問題，還需要人手操作把塑料制品放置到電容 兩極之間的檢測空位才能進行檢測，檢測后也需要人手把塑料制品撤離，效率低下，不能與 現在高自動化程度的工業(yè)生產流水線良好配合；而上極板運動掃描的過程，不但增加了每 個塑料制品的檢測時間，而且測量端的連接導線較長，導線分布電容對測量結果存在著一 定的影響，特別是導線隨上極板運動時，引入了較大的測量噪聲。發(fā)明內容[0006]本實用新型的目的，就是克服現有技術的不足，提供一種塑料制品自動檢測分配系統(tǒng)，該系統(tǒng)在塑料制品輸送的過程中即可對其進行電容檢測，并能根據檢測結果對塑料 產品進行分配，自動化程度高，連續(xù)性好，節(jié)約大量人力資源成本。[0007]為了達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案[0008]一種塑料制品自動檢測分配系統(tǒng)，包括用于輸送塑料制品的輸送單元、用于掃描 檢測的電容器和用于接收和轉換信號的電容測量單元，所述電容測量單元包括順序連接的 信號轉換模塊、模數轉換模塊、采集模塊和控制模塊，所述輸送單元的任意一段上方設置有 上極板作為電容器的一個極，輸送單兀表面設置有下極板作為電容器的另一極，上極板與 下極板構成一個電容器，電容器的兩極之間設置有檢測空位，所述上極板和下極板分別設 置有與電容測量單元相連的導線；所述輸送單元上設置有連接控制模塊的根據檢測結果分 配塑料制品的分配單元，分配單元沿輸送路線設置在電容器后方，位于分配單元后方的輸 送單元至少設置有兩路輸送路線。[0009]在上述塑料制品自動檢測分配系統(tǒng)中，信號轉換模塊用于連接電容器兩極板引出 的導線，并將電容轉化為通用模擬量輸出；模數轉換模塊用于將上述通用模擬量轉化為數 字信號；采集模塊用于采集模數轉換模塊輸出的數字信號；控制模塊根據采集模塊采集到 的結果控制分配單元對檢測后的塑料制品進行分配操作。[0010]進一步,所述分配單元包括一旋轉軸,旋轉軸一端通過聯軸器與驅動其旋轉的電 機連接，旋轉軸上固定有隨旋轉軸轉動分配輸送路線的角板，所述電機通過導線連接電容 測量單元的控制模塊。[0011]進一步，所述輸送單元兩側設置有支架，所述上極板通過支架固定在輸送單元上 方。[0012]為了讓電容器的兩個極板分別與相鄰物件相互電氣隔離，所述支架與上極板之間 設置有絕緣材料；作為另一種優(yōu)選實施方式，所述支架還可以是采用不導電材料制作的絕 緣支架。[0013]進一步，所述上、下極板的材質為金屬導體；更進一步，上、下極板的材質優(yōu)選的為 不銹鋼。[0014]進一步，所述上極板下表面與下極板的上表面相互平行。[0015]進一步，所述信號轉換模塊將電容器的電容值轉化為通用模擬量的過程中，通用 模擬量與電容值呈 映射關系。[0016]作為一種優(yōu)選實施方式，所述信號轉換模塊將電容器的電容值轉化為通用模擬量 的過程中，通用模擬量與電容值呈線性關系。[0017]本實用新型的有益效果在于本實用新型將平板式電容傳感器與塑料制品的輸送 單元結合起來，實現了在輸送過程中對塑料制品內部缺陷的無接觸檢測，克服了人工檢測 的誤差和接觸式檢測對產品的損害，檢測靈敏度高、連續(xù)性強，同時檢測過程中省去了運動 掃描的過程，效率高，并減少導線分布電容對檢測結果的影響；本設計還設置有分配單元， 能根據檢測結果對塑料制品進行分配，自動化程度高，節(jié)約大量的人力成本，適用于工業(yè)生 產中對產品的檢測。


[0018]圖1為本實用新型的一種實施例的結構示意圖；[0019]圖2為本實用新型上極板的安裝結構示意圖；[0020]圖3為本實用新型測量端的導線連接示意圖；[0021]圖4為本實用新型所述電容測量單元功能示意圖；[0022]圖5為本實用新型的另一種實施例的結構示意圖。[0023]圖中1_前級輸送帶；2_中級輸送帶；3_后級輸送帶；4_下極板；5_上極板；6-支 架；7_塑料制品；8_分配單元；81_角板；82_旋轉軸；83_電機；84_聯軸器；101_信號轉換 模塊；102_模數轉換模塊；103_采集模塊；104_控制模塊。
具體實施方式
[0024]
以下結合附圖及具體實施例對本實用新型做出進一步說明。[0025]實施例1[0026]參見圖1至圖3，本實用新型所述的一種塑料制品自動檢測分配系統(tǒng)，包括用于輸 送塑料制品的輸送單元、用于掃描檢測的電容器和用于接收和轉換信號的電容測量單元， 其中輸送單元優(yōu)選為多級輸送帶，包括前級輸送帶1、中級輸送帶2和后級輸送帶3，如圖1 所示。前級輸送帶I主要負責把塑料制品7傳送到電容傳感器所在的環(huán)節(jié)——中級輸送帶2;中級輸送帶2的輪帶優(yōu)選采用不銹鋼制作，導電的輪帶作為電容器的下極板4，中級輸送 帶2的上方通過絕緣材料制作的支架6固定有上極板5作為電容器的另一個極，如圖2所 示，上極板5為金屬導體，優(yōu)選為不銹鋼制作，上極板5下表面與下極板4上表面平行，電容 器兩極之間設置有可容塑料制品7通過的檢測空位，上極板5和下極板4分別設置有與電 容測量單元相連的導線；中級輸送帶2后方依次為分配單元8和后級輸送帶3，分配單元8 包括角板81、旋轉軸82和電機83，角板81固定在旋轉軸82上，旋轉軸82 —端通過聯軸器 84與電機83連接，通過電機83的旋轉帶動角板81的旋轉，后級輸送帶3包括上下兩層兩 路輸送路線，通過分配單元8對輸送的塑料制品7進行分配，分別用于輸送檢測結果得到的 不同種類的產品。本實用新型的塑料制品7由輸送單元進行輸送，在輸送過程中經過電容 傳感器檢測，系統(tǒng)根據采集的數據進行分析，通過不同介質的塑料制品7產生的不同的信 號控制電機83旋轉一定角度，使得角板81連通不同的通道，對塑料制品7進行分類，通過 后級輸送帶3的不同路線把不同種類的塑料制品7運輸到指定點。[0027]本實用新型的工作原理為上極板5與下極板4之間形成的平板電容的電容值J1*, 4C = ，其中為平板之間介質的介電常數，A為兩平板的相對面積，d為兩板間的相對 dB距離，改變這3個參數中的任意一個，都會改變此電容的電容值。在本設計中，由于電容器 的上極板5面積小于下極板4的表面面積，且上極板5位于下極板4的正上方，所以上式中 平板電容器的相對面積A即為上極板5下表面的面積。在工業(yè)生產中，塑料制品7通常需 要檢測的項目是外觀尺寸和產品內部缺陷，規(guī)則的塑料制品7，如平板的塑料制品7通過中 級輸送帶2時，相當于通過上極板5與下極板4形成的電容傳感器，當產品未到達上極板5 位置處時，平板電容器間的介質是空氣，一旦產品到達上極板5下方，電容器中間的介質變 成高分子，從而導致電容器間的介電常數變化，引起電容值的變化，由此根據電容值變化情 況，我們將確定產品的質量情況。[0028]參照圖4，所述的電容測量單元包括順序連接的信號轉換模塊101、模數(A/D)轉換模塊102、采集模塊103和控制模塊104四部分，其中信號轉換模塊101用于連接電容器 兩極板弓I出的導線并將上述電容器的電容值轉換成通用模擬量輸出，該通用模擬量為標準 模擬電壓或模擬電流，在特定的電容檢測單兀中，每一個電容值均對應一個唯一確定的通 用模擬量，兩者之間呈一一映射關系，優(yōu)選為線性關系；模數轉換模塊102用于將上述通用 模擬量轉化為數字信號并送給采集模塊103 ;采集模塊103用于采集模數轉換模塊82輸出 的數字信號；控制模塊104通過導線連接分配單元8的電機83，控制模塊104根據檢測到 的不同產品的電壓信號，映射到電機83的不同旋轉角度，例如當檢測到的電壓信號為vl， 是標準件，需分流到在后級輸送帶3的上層進行傳送，則對應電機83旋轉角度的零點即不 旋轉(默認狀態(tài)電機83定位在該傳送帶通道);當檢測到的電壓信號為v2，是次品，需分流到 在后級輸送帶3的下層進行傳送，則對應電機83旋轉一定的角度(對應位于下層的傳送帶 與角板81的角度)。電機83旋轉的角度是由單片機為處理器的控制模塊104控制，單片機 采集到檢測的電壓信號，根據相應的電壓信號發(fā)送對應的角度指令，控制電機83的旋轉， 實現不同產品的分流。[0029]實施例2[0030]參照圖5，本實用新型的實施例2在結構與工作原理上與實施例1大致相同，其不 同點在于本實施例中的后級輸送帶3是分為左右兩路輸送路線，分配單元8的安裝位置也 更改為適應后級輸送帶3左右兩路輸送路線的位置。[0031]本實用新型將平板式電容傳感器與塑料制品的輸送單元結合起來，實現了在輸送 過程中對塑料制品內部缺陷的無接觸檢測，克服了人工檢測的誤差和接觸式檢測對產品的 損害，檢測靈敏度高、連續(xù)性強，同時檢測過程中省去了運動掃描的過程，效率高，并減少導 線分別電容對檢測結果的影響；本設計還設置有分配單元8，能根據檢測結果對塑料制品 進行分配，自動化程度高，節(jié)約了大量的人力成本。[0032]當然，應該明白，以上具體實施例所公布的內容僅為本實用新型的部分優(yōu)選方案， 凡是基于本實用新型的技術方案、符合本實用新型的技術精神，屬于本領域技術人員無需 進行創(chuàng)造性勞動即可得到的實施都應屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種塑料制品自動檢測分配系統(tǒng)，包括用于輸送塑料制品的輸送單元、用于掃描檢測的電容器和用于接收和轉換信號的電容測量單元，所述電容測量單元包括順序連接的信號轉換模塊、模數轉換模塊、采集模塊和控制模塊，其特征在于所述輸送單元的任意一段上方設置有上極板作為電容器的一個極，輸送單元表面設置有下極板作為電容器的另一極，上極板與下極板構成一個電容器，電容器的兩極之間設置有檢測空位，所述上極板和下極板分別設置有與電容測量單元相連的導線；所述輸送單元上設置有連接控制模塊的根據檢測結果分配塑料制品的分配單元，分配單元沿輸送路線設置在電容器后方，位于分配單元后方的輸送單元至少設置有兩路輸送路線。
2.根據權利要求1所述的一種塑料制品自動檢測分配系統(tǒng)，其特征在于所述分配單元包括一旋轉軸，旋轉軸一端通過聯軸器與驅動其旋轉的電機連接，旋轉軸上固定有隨旋 轉軸轉動分配輸送路線的角板，所述電機通過導線連接電容測量單元的控制模塊。
3.根據權利要求1所述的一種塑料制品自動檢測分配系統(tǒng)，其特征在于所述輸送單元兩側設置有支架，所述上極板通過支架固定在輸送單元上方。
4.根據權利要求3所述的一種塑料制品自動檢測分配系統(tǒng)，其特征在于所述支架與上極板之間設置有絕緣材料。
5.根據權利要求3所述的一種塑料制品自動檢測分配系統(tǒng)，其特征在于所述支架為采用不導電材料制作的絕緣支架。
6.根據權利要求1所述的一種塑料制品自動檢測分配系統(tǒng)，其特征在于所述上、下極板的材質為金屬導體。
7.根據權利要求6所述的一種塑料制品自動檢測分配系統(tǒng)，其特征在于所述上、下極板的材質為不銹鋼。
8.根據權利要求1所述的一種塑料制品自動檢測分配系統(tǒng)，其特征在于所述上極板下表面與下極板的上表面相互平行。
9.根據權利要求1所述的一種塑料制品自動檢測分配系統(tǒng)，其特征在于所述信號轉換模塊將電容器的電容值轉化為通用模擬量的過程中，通用模擬量與電容值呈一一映射關系O
10.根據權利要求9所述的一種塑料制品自動檢測分配系統(tǒng)，其特征在于所述信號轉換模塊將電容器的電容值轉化為通用模擬量的過程中，通用模擬量與電容值呈線性關系。
專利摘要本實用新型公開了一種塑料制品自動檢測分配系統(tǒng)，包括用于輸送塑料制品的輸送單元、用于掃描檢測的電容器和用于接收和轉換信號的電容測量單元，所述輸送單元的任意一段上方設置有上極板作為電容器的一個極，輸送單元表面設置有下極板作為電容器的另一極，上極板與下極板構成一個電容器，電容器兩極之間設置有檢測空位，上極板和下極板分別設置有與電容測量單元相連的導線；輸送單元上設置有根據檢測結果分配塑料制品的分配單元，分配單元沿輸送路線設置在電容器后方，位于分配單元后方的輸送單元至少設置有兩路輸送路線。本實用新型實現了在輸送過程中對塑料制品內部缺陷的無接觸檢測及按檢測結果對產品進行分配，自動化程度高，節(jié)約大量的人力成本。
文檔編號G01N27/24GK202823925SQ201220423168
公開日2013年3月27日 申請日期2012年8月23日 優(yōu)先權日2012年8月23日
發(fā)明者姚科, 高福榮 申請人:廣州市香港科大霍英東研究院