[发明专利]用于在泡沫生产过程中在线监测泡沫质量的方法和装置

说明书

本发明涉及连续泡沫块状发泡法生产泡沫的工艺和装置，特别涉及用于在泡沫生产过程中在线监测泡沫质量的方法和装置。在按照本发明的用于在泡沫生产过程中在线监测泡沫质量的方法中，用于生产泡沫的原料经设置于传送机一端的混合喷头被注入到传送机的输送底板上，包含下列步骤：连续获取泡沫在预先设定位置处的断面轮廓数据以生成泡沫表面的形貌图，所述预先设定位置位于所述输送底板的行进路径上；以及基于泡沫表面的形貌图来检测泡沫的缺陷。

技术领域

本发明涉及连续泡沫块状发泡法生产泡沫的工艺和装置，特别涉及用于在泡沫生产过程中在线监测泡沫质量的方法和装置。

背景技术

连续泡沫块状发泡法是聚氨酯泡沫的常用生产工艺，其非常适合于大规模工业化生产。在该工艺中，作为原料的多元醇、异氰酸酯、水和辅助性发泡剂、催化剂、稳定剂以及其它添加剂以精准的计量被泵入混合喷头。图1为典型的连续泡沫块状发泡法生产装置的视图。参见图1，这些原料经机械搅拌或其它方式混合后摊布到底板110上，而底板在排风通道120内运输这些混合物。在输送过程中，混合物发生化学反应发泡成为一定尺寸的块状物130(例如宽度最大为220cm，高度为120cm，长度则不限)。块状物(聚氨酯泡沫)制成后被切割成所需的尺寸和形状。

在连续泡沫块状发泡法生产工艺中，泡沫缺陷是重要的质量控制指标，其与泡沫的物理性能直接相关，也决定了后续产品的物料成本。在智能化制造中，对质量性能指标的监控是数据分析和品质优化的基础。然而目前业界尚无能够精确而高效地在线监测泡沫质量的方法和装置。

发明内容

本发明的一个目的是提供用于在泡沫生产过程中在线监测泡沫质量的方法和装置，其具有简便、高效等优点。

在按照本发明一个方面的用于在泡沫生产过程中在线监测泡沫质量的方法中，用于生产泡沫的原料经设置于传送机一端的混合喷头被注入到所述传送机的输送底板上，所述方法包含下列步骤：

连续获取泡沫在预先设定位置处的断面的顶部轮廓数据以生成泡沫表面的形貌图，所述预先设定位置位于所述输送底板的行进路径上；以及

基于泡沫表面的形貌图来检测泡沫的缺陷。

可选地，在上述方法中，利用设置在所述断面处的泡沫上方的激光传感器或超声波传感器以线扫描方式来获取所述顶部轮廓数据。

可选地，在上述方法中，所述顶部轮廓数据包括泡沫的顶部轮廓各点的空间位置坐标，所述形貌图由多个顶部轮廓拼接而成，并且按照下列方式来检测泡沫的缺陷：

将沿第一方向在所述形貌图上截取的轮廓与第一标准轮廓模板进行比较，并且将沿第二方向在所述形貌图上截取的轮廓与第二标准轮廓模板进行比较，其中，所述第一方向和第二方向垂直于泡沫的深度方向并且相互垂直；以及

根据比较结果判断缺陷的存在性和类型。

可选地，在上述方法中，所述第一标准轮廓模板和所述第二标准轮廓模板为基于生产质量规范确定的特征阈值或标准轮廓曲线。

可选地，在上述方法中，所述顶部轮廓数据包括泡沫的顶部轮廓各点的空间位置坐标，所述形貌图为包括泡沫的顶部轮廓各点的空间位置坐标的点云图，并且按照下列方式来检测泡沫的缺陷：

在所述点云图中搜索深度发生突变的目标区域；以及

基于神经网络模型对所述目标区域进行识别以判断是否存在缺陷以及缺陷的类型。

可选地，在上述方法中，所述缺陷的类型包括表面开裂、表面起泡和表面鼓包。

可选地，在上述方法中，还包括下列步骤：通过比较多个产品制造方案所对应的缺陷检测结果来优化所述产品制造方案中的工艺参数和/或配方。