专利名称：一种塑料制品自动检测分配系统的制作方法
技术领域：
—种塑料制品自动检测分配系统技术领域[0001]本实用新型涉及自动检测技术，更具体地，涉及到利用电容传感器对塑料制品进 行扫描检测的系统。
背景技术：
[0002]塑料(高分子)制品一出现就以其低廉的价格在工业上得到广泛的应用，随着制造 工艺的进步和性能的不断增强，塑料制品在很多领域甚至已经取代了传统的金属材料，由 于其生产数量极大，对于塑料制品的生产厂家来说，如何快速而有效地对成品进行检测是 一个很普遍的问题，一般情况下，塑料制品的检测主要包括外观规格是否合格、产品内部是 否有缺陷，其中前者影响产品的美观程度，后者主要影响产品的力学性能。目前人们对塑料 制品的检测方法主要有以下两种[0003]一是人工检测，即采用手工和肉眼检察的方法对塑料制品进行检测，如使用游标 卡尺或者米尺测量产品的规格大小，或者通过肉眼检测塑料产品表面是否有缺陷，如划痕、 凹坑等，不过由于主观因素的影响，不同的人对同一制品的检测结果可能不同，同一个人在 不同时间对同一产品的检测的结果也可能不同，所以这种方法具有很高的不确定性；同时， 对于不透明的材料，如果想要通过人工目测来实现对产品内部是否有气泡，塑封芯片的位 置是否正确的检测，这几乎是不可能实现的。[0004]第二种方式是设备检测，作为对前一种方法的补充，用户往往使用设备来获得靠 人工检测无法完成的数据，如利用已有的检测设备对产品进行拉伸、压缩、弯曲、剪切、加温 老化等实验，通过分析得到产品的力学性能状况、耐温性能。不过这种方法通常需要专业的 仪器设备和专业的人才，检测成本较高，同时这些方法大部分需要接触到产品，甚至破坏产 品才能得到相关信息，使用范围有限。当然，工业上也有利用视觉分析，超声波探伤的等非 接触方法进行检测的系统，不过视觉系统也不能检测塑料制品内部的缺陷，超声波对面积 型缺陷的检出率较高，但对体积型缺陷的检出率较低，只适宜检测厚度较大的工件，对检测 物体的材质、晶粒度有一定要求，且定量精度不高，检测结果无直接见证记录。[0005]本专利申请人在之前提出利用电容传感器专门对塑料制品的各项特征进行检测 的方法及相应设备，并申请有专利保护(专利号为201120118869. 8)，该检测系统结构简单， 检测结果的连续性好，灵敏度高，可以对产品的规格尺寸和内部缺陷做出检测；但上述检测 系统未解决检测过程中塑料制品如何输送的问题，还需要人手操作把塑料制品放置到电容 两极之间的检测空位才能进行检测，检测后也需要人手把塑料制品撤离，效率低下，不能与 现在高自动化程度的工业生产流水线良好配合；而上极板运动扫描的过程，不但增加了每 个塑料制品的检测时间，而且测量端的连接导线较长，导线分布电容对测量结果存在着一 定的影响，特别是导线随上极板运动时，引入了较大的测量噪声。发明内容[0006]本实用新型的目的，就是克服现有技术的不足，提供一种塑料制品自动检测分配系统，该系统在塑料制品输送的过程中即可对其进行电容检测，并能根据检测结果对塑料 产品进行分配，自动化程度高，连续性好，节约大量人力资源成本。[0007]为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案[0008]一种塑料制品自动检测分配系统，包括用于输送塑料制品的输送单元、用于扫描 检测的电容器和用于接收和转换信号的电容测量单元，所述电容测量单元包括顺序连接的 信号转换模块、模数转换�？�、采集�？楹涂刂颇？椋鍪渌偷ピ娜我庖欢紊戏缴柚糜� 上极板作为电容器的一个极，输送单兀表面设置有下极板作为电容器的另一极，上极板与 下极板构成一个电容器，电容器的两极之间设置有检测空位，所述上极板和下极板分别设 置有与电容测量单元相连的导线；所述输送单元上设置有连接控制�？榈母菁觳饨峁� 配塑料制品的分配单元，分配单元沿输送路线设置在电容器后方，位于分配单元后方的输 送单元至少设置有两路输送路线。[0009]在上述塑料制品自动检测分配系统中，信号转换模块用于连接电容器两极板引出 的导线，并将电容转化为通用模拟量输出；模数转换模块用于将上述通用模拟量转化为数 字信号；采集�？橛糜诓杉Ｊ荒？槭涑龅氖中藕牛豢刂颇？楦莶杉？椴杉� 的结果控制分配单元对检测后的塑料制品进行分配操作。[0010]进一步,所述分配单元包括一旋转轴,旋转轴一端通过联轴器与驱动其旋转的电 机连接，旋转轴上固定有随旋转轴转动分配输送路线的角板，所述电机通过导线连接电容 测量单元的控制�？椤0011]进一步，所述输送单元两侧设置有支架，所述上极板通过支架固定在输送单元上 方。[0012]为了让电容器的两个极板分别与相邻物件相互电气隔离，所述支架与上极板之间 设置有绝缘材料；作为另一种优选实施方式，所述支架还可以是采用不导电材料制作的绝 缘支架。[0013]进一步，所述上、下极板的材质为金属导体；更进一步，上、下极板的材质优选的为 不锈钢。[0014]进一步，所述上极板下表面与下极板的上表面相互平行。[0015]进一步，所述信号转换�？榻缛萜鞯牡缛葜底ㄓ媚Ｄ饬康墓讨校ㄓ� 模拟量与电容值呈 映射关系。[0016]作为一种优选实施方式，所述信号转换模块将电容器的电容值转化为通用模拟量 的过程中，通用模拟量与电容值呈线性关系。[0017]本实用新型的有益效果在于本实用新型将平板式电容传感器与塑料制品的输送 单元结合起来，实现了在输送过程中对塑料制品内部缺陷的无接触检测，克服了人工检测 的误差和接触式检测对产品的损害，检测灵敏度高、连续性强，同时检测过程中省去了运动 扫描的过程，效率高，并减少导线分布电容对检测结果的影响；本设计还设置有分配单元， 能根据检测结果对塑料制品进行分配，自动化程度高，节约大量的人力成本，适用于工业生 产中对产品的检测。
[0018]图1为本实用新型的一种实施例的结构示意图；[0019]图2为本实用新型上极板的安装结构示意图；[0020]图3为本实用新型测量端的导线连接示意图；[0021]图4为本实用新型所述电容测量单元功能示意图；[0022]图5为本实用新型的另一种实施例的结构示意图。[0023]图中1_前级输送带；2_中级输送带；3_后级输送带；4_下极板；5_上极板；6-支 架；7_塑料制品；8_分配单元；81_角板；82_旋转轴；83_电机；84_联轴器；101_信号转换 模块；102_模数转换�？椋�103_采集�？椋�104_控制�？�。
具体实施方式
[0024]
以下结合附图及具体实施例对本实用新型做出进一步说明。[0025]实施例1[0026]参见图1至图3，本实用新型所述的一种塑料制品自动检测分配系统，包括用于输 送塑料制品的输送单元、用于扫描检测的电容器和用于接收和转换信号的电容测量单元， 其中输送单元优选为多级输送带，包括前级输送带1、中级输送带2和后级输送带3，如图1 所示。前级输送带I主要负责把塑料制品7传送到电容传感器所在的环节——中级输送带2;中级输送带2的轮带优选采用不锈钢制作，导电的轮带作为电容器的下极板4，中级输送 带2的上方通过绝缘材料制作的支架6固定有上极板5作为电容器的另一个极，如图2所 示，上极板5为金属导体，优选为不锈钢制作，上极板5下表面与下极板4上表面平行，电容 器两极之间设置有可容塑料制品7通过的检测空位，上极板5和下极板4分别设置有与电 容测量单元相连的导线；中级输送带2后方依次为分配单元8和后级输送带3，分配单元8 包括角板81、旋转轴82和电机83，角板81固定在旋转轴82上，旋转轴82 —端通过联轴器 84与电机83连接，通过电机83的旋转带动角板81的旋转，后级输送带3包括上下两层两 路输送路线，通过分配单元8对输送的塑料制品7进行分配，分别用于输送检测结果得到的 不同种类的产品。本实用新型的塑料制品7由输送单元进行输送，在输送过程中经过电容 传感器检测，系统根据采集的数据进行分析，通过不同介质的塑料制品7产生的不同的信 号控制电机83旋转一定角度，使得角板81连通不同的通道，对塑料制品7进行分类，通过 后级输送带3的不同路线把不同种类的塑料制品7运输到指定点。[0027]本实用新型的工作原理为上极板5与下极板4之间形成的平板电容的电容值J1*, 4C = ，其中为平板之间介质的介电常数，A为两平板的相对面积，d为两板间的相对 dB距离，改变这3个参数中的任意一个，都会改变此电容的电容值。在本设计中，由于电容器 的上极板5面积小于下极板4的表面面积，且上极板5位于下极板4的正上方，所以上式中 平板电容器的相对面积A即为上极板5下表面的面积。在工业生产中，塑料制品7通常需 要检测的项目是外观尺寸和产品内部缺陷，规则的塑料制品7，如平板的塑料制品7通过中 级输送带2时，相当于通过上极板5与下极板4形成的电容传感器，当产品未到达上极板5 位置处时，平板电容器间的介质是空气，一旦产品到达上极板5下方，电容器中间的介质变 成高分子，从而导致电容器间的介电常数变化，引起电容值的变化，由此根据电容值变化情 况，我们将确定产品的质量情况。[0028]参照图4，所述的电容测量单元包括顺序连接的信号转换模块101、模数(A/D)转换�？�102、采集�？�103和控制�？�104四部分，其中信号转换�？�101用于连接电容器 两极板弓I出的导线并将上述电容器的电容值转换成通用模拟量输出，该通用模拟量为标准 模拟电压或模拟电流，在特定的电容检测单兀中，每一个电容值均对应一个唯一确定的通 用模拟量，两者之间呈一一映射关系，优选为线性关系；模数转换�？�102用于将上述通用 模拟量转化为数字信号并送给采集�？�103 ;采集�？�103用于采集模数转换�？�82输出 的数字信号；控制�？�104通过导线连接分配单元8的电机83，控制�？�104根据检测到 的不同产品的电压信号，映射到电机83的不同旋转角度，例如当检测到的电压信号为vl， 是标准件，需分流到在后级输送带3的上层进行传送，则对应电机83旋转角度的零点即不 旋转(默认状态电机83定位在该传送带通道);当检测到的电压信号为v2，是次品，需分流到 在后级输送带3的下层进行传送，则对应电机83旋转一定的角度(对应位于下层的传送带 与角板81的角度)。电机83旋转的角度是由单片机为处理器的控制�？�104控制，单片机 采集到检测的电压信号，根据相应的电压信号发送对应的角度指令，控制电机83的旋转， 实现不同产品的分流。[0029]实施例2[0030]参照图5，本实用新型的实施例2在结构与工作原理上与实施例1大致相同，其不 同点在于本实施例中的后级输送带3是分为左右两路输送路线，分配单元8的安装位置也 更改为适应后级输送带3左右两路输送路线的位置。[0031]本实用新型将平板式电容传感器与塑料制品的输送单元结合起来，实现了在输送 过程中对塑料制品内部缺陷的无接触检测，克服了人工检测的误差和接触式检测对产品的 损害，检测灵敏度高、连续性强，同时检测过程中省去了运动扫描的过程，效率高，并减少导 线分别电容对检测结果的影响；本设计还设置有分配单元8，能根据检测结果对塑料制品 进行分配，自动化程度高，节约了大量的人力成本。[0032]当然，应该明白，以上具体实施例所公布的内容仅为本实用新型的部分优选方案， 凡是基于本实用新型的技术方案、符合本实用新型的技术精神，属于本领域技术人员无需 进行创造性劳动即可得到的实施都应属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种塑料制品自动检测分配系统，包括用于输送塑料制品的输送单元、用于扫描检测的电容器和用于接收和转换信号的电容测量单元，所述电容测量单元包括顺序连接的信号转换�？椤⒛Ｊ荒？�、采集�？楹涂刂颇？椋涮卣髟谟谒鍪渌偷ピ娜我庖欢紊戏缴柚糜猩霞遄魑缛萜鞯囊桓黾渌偷ピ砻嫔柚糜邢录遄魑缛萜鞯牧硪患霞逵胂录骞钩梢桓龅缛萜鳎缛萜鞯牧郊渖柚糜屑觳饪瘴唬錾霞搴拖录宸直鹕柚糜杏氲缛莶饬康ピ嗔牡枷撸凰鍪渌偷ピ仙柚糜辛涌刂颇？榈母菁觳饨峁峙渌芰现破返姆峙涞ピ峙涞ピ厥渌吐废呱柚迷诘缛萜骱蠓剑挥诜峙涞ピ蠓降氖渌偷ピ辽偕柚糜辛铰肥渌吐废�。
2.根据权利要求1所述的一种塑料制品自动检测分配系统，其特征在于所述分配单元包括一旋转轴，旋转轴一端通过联轴器与驱动其旋转的电机连接，旋转轴上固定有随旋 转轴转动分配输送路线的角板，所述电机通过导线连接电容测量单元的控制�？椤�
3.根据权利要求1所述的一种塑料制品自动检测分配系统，其特征在于所述输送单元两侧设置有支架，所述上极板通过支架固定在输送单元上方。
4.根据权利要求3所述的一种塑料制品自动检测分配系统，其特征在于所述支架与上极板之间设置有绝缘材料。
5.根据权利要求3所述的一种塑料制品自动检测分配系统，其特征在于所述支架为采用不导电材料制作的绝缘支架。
6.根据权利要求1所述的一种塑料制品自动检测分配系统，其特征在于所述上、下极板的材质为金属导体。
7.根据权利要求6所述的一种塑料制品自动检测分配系统，其特征在于所述上、下极板的材质为不锈钢。
8.根据权利要求1所述的一种塑料制品自动检测分配系统，其特征在于所述上极板下表面与下极板的上表面相互平行。
9.根据权利要求1所述的一种塑料制品自动检测分配系统，其特征在于所述信号转换�？榻缛萜鞯牡缛葜底ㄓ媚Ｄ饬康墓讨校ㄓ媚Ｄ饬坑氲缛葜党室灰挥成涔叵礝
10.根据权利要求9所述的一种塑料制品自动检测分配系统，其特征在于所述信号转换�？榻缛萜鞯牡缛葜底ㄓ媚Ｄ饬康墓讨校ㄓ媚Ｄ饬坑氲缛葜党氏咝怨叵�。
专利摘要本实用新型公开了一种塑料制品自动检测分配系统，包括用于输送塑料制品的输送单元、用于扫描检测的电容器和用于接收和转换信号的电容测量单元，所述输送单元的任意一段上方设置有上极板作为电容器的一个极，输送单元表面设置有下极板作为电容器的另一极，上极板与下极板构成一个电容器，电容器两极之间设置有检测空位，上极板和下极板分别设置有与电容测量单元相连的导线；输送单元上设置有根据检测结果分配塑料制品的分配单元，分配单元沿输送路线设置在电容器后方，位于分配单元后方的输送单元至少设置有两路输送路线。本实用新型实现了在输送过程中对塑料制品内部缺陷的无接触检测及按检测结果对产品进行分配，自动化程度高，节约大量的人力成本。
文档编号G01N27/24GK202823925SQ201220423168
公开日2013年3月27日 申请日期2012年8月23日 优先权日2012年8月23日
发明者姚科, 高福荣 申请人:广州市香港科大霍英东研究院
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