本發(fā)明屬于膠鞋類自動(dòng)化加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種膠鞋圍條寬度自動(dòng)測(cè)量裝置及方法。

背景技術(shù)：

膠鞋圍條是一種圍繞并貼置在膠鞋鞋底側(cè)面，起到裝飾功能的扁平橡膠條狀物，橡膠經(jīng)過高溫加熱，擠出或壓延后成扁平條狀產(chǎn)出，依次通過牽引輥、水槽、粉槽，最后再由傳送帶傳送至檢測(cè)與切斷環(huán)節(jié)。

在圍條產(chǎn)出后的傳送過程中，由于圍條一直處在高溫影響下的軟化狀態(tài)，并且前后牽引輥的轉(zhuǎn)速可能在運(yùn)行過程中發(fā)生變化，不能時(shí)刻保持一致，從而會(huì)對(duì)材質(zhì)較軟的圍條進(jìn)行拉伸，再經(jīng)水槽冷卻與粉槽之后，其寬度便可能發(fā)生變化，與原先設(shè)定的規(guī)格要求不符，為了避免不符合規(guī)格要求的圍條進(jìn)入后續(xù)生產(chǎn)流水線，保證每條圍條均符合產(chǎn)品規(guī)格要求，需要對(duì)每一條產(chǎn)出的圍條進(jìn)行寬度測(cè)量。

目前對(duì)于膠鞋圍條的寬度測(cè)量辦法中，主要通過人工使用毫米刻度尺進(jìn)行測(cè)量判斷，由于該工作重復(fù)性高，工作時(shí)間長，容易產(chǎn)生疲勞，從而導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確，并且工人自身為提高工作效率，會(huì)保持較高的測(cè)量速度，這些原因均可能導(dǎo)致測(cè)量誤差存在，測(cè)量誤差的存在又直接導(dǎo)致了篩選誤差，有可能使得原本符合規(guī)格要求的產(chǎn)品，被視作不合格產(chǎn)品而丟棄，造成原材料的浪費(fèi)，不僅如此，每一條生產(chǎn)線上對(duì)圍條的測(cè)量結(jié)果，以及所丟棄的不合格產(chǎn)品數(shù)量，很難在第一時(shí)間進(jìn)行人工統(tǒng)計(jì)，作為生產(chǎn)管理者也很難第一時(shí)間了解每一條生產(chǎn)線上的生產(chǎn)狀況，從而對(duì)工人進(jìn)行監(jiān)督監(jiān)管，減少不必要的浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種膠鞋圍條寬度自動(dòng)測(cè)量裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，能夠代替人工進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量，測(cè)量速度快，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，將測(cè)量信息實(shí)時(shí)反饋給監(jiān)管人員，提高工作效率，節(jié)約生產(chǎn)原材料與生產(chǎn)成本。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種膠鞋圍條寬度自動(dòng)測(cè)量裝置，包括架設(shè)于圍條機(jī)上的測(cè)距機(jī)構(gòu)，測(cè)距機(jī)構(gòu)包括固定座、安裝于固定座上的導(dǎo)軌、套設(shè)于導(dǎo)軌上的滑枕、驅(qū)動(dòng)滑枕沿著導(dǎo)軌來回往復(fù)移動(dòng)的電機(jī)，導(dǎo)軌軸線與圍條機(jī)上的圍條軸線呈垂直關(guān)系，滑枕上安裝有激光測(cè)距傳感器，固定座上安裝有控制柜，控制柜中安裝有顯示與輸入輸出裝置、控制器，控制器通過顯示與輸入輸出接口電路與顯示與輸入輸出裝置連接，控制器通過傳感器接口電路與激光測(cè)距傳感器連接，控制器通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口電路與電機(jī)連接，控制器通過無線通訊與移動(dòng)終端連接。

進(jìn)一步的，所述固定座包括呈左右結(jié)構(gòu)分布于圍條機(jī)兩側(cè)的左右基座，左右基座之間通過2根導(dǎo)軌連接，2根導(dǎo)軌之間還設(shè)有絲桿，絲桿一端與電機(jī)輸出軸連接，絲桿另一端通過軸承及軸承座安裝于固定座上，所述滑枕穿設(shè)于導(dǎo)軌上且滑枕懸置于圍條上方，絲桿穿過滑枕且與滑枕形成螺紋連接。

進(jìn)一步的，還包括聲光提示裝置，聲光提示裝置包括LED指示燈和蜂鳴器，聲光提示裝置也通過所述顯示與輸入輸出接口電路與控制器連接。

進(jìn)一步的，所述顯示與輸入輸出單元包括液晶顯示器和矩陣鍵盤。

進(jìn)一步的，所述電機(jī)采用四相步進(jìn)電機(jī)或帶編碼器的直流伺服電機(jī)。

發(fā)明目的二：本發(fā)明還提供了一種采用膠鞋圍條寬度自動(dòng)測(cè)量裝置進(jìn)行測(cè)量膠鞋圍條寬度的方法，其特征在于，包括如下步驟：①裝置上電，系統(tǒng)進(jìn)行初始化自檢，設(shè)置圍條標(biāo)準(zhǔn)寬度規(guī)格及其誤差范圍；②圍條產(chǎn)出并被傳送帶傳送至距離設(shè)備20cm處時(shí)，啟動(dòng)裝置運(yùn)行；③裝置啟動(dòng)運(yùn)行以后，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，所述絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)滑枕進(jìn)行橫向移動(dòng)，從而使激光測(cè)距傳感器進(jìn)行移動(dòng)測(cè)量；④所述激光測(cè)距傳感器在檢測(cè)到圍條之前，激光測(cè)距傳感器與傳送帶之間的測(cè)量距離值記為h₁，檢測(cè)到圍條時(shí)，其測(cè)量距離值發(fā)生變化，記為h₂，所述控制器開始計(jì)時(shí)，直到測(cè)量距離值再次變?yōu)閔₁，停止計(jì)時(shí)，所述控制器將自動(dòng)記錄計(jì)時(shí)時(shí)間t₁；⑤步驟④完成后，所述電機(jī)開始反轉(zhuǎn)，所述控制器記錄反向測(cè)量的計(jì)時(shí)時(shí)間t₂；⑥計(jì)算一次測(cè)量的平均時(shí)間t=（t₁+t₂）/2；⑦根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)速得出滑枕的移動(dòng)速度v；⑧通過步驟⑥、步驟⑦可得所測(cè)圍條寬度d=t×v。

采用上述方案，本發(fā)明可以只通過高精度的激光測(cè)距傳感器就可以測(cè)定圍條的寬度，測(cè)量方法如下：通過分別測(cè)量激光測(cè)距傳感器到傳送帶之間的距離值h₁、激光測(cè)距傳感器到圍條之間的距離值h₂，并記錄當(dāng)距離值從h₁變成距離值h₂后所持續(xù)的時(shí)間，再求取激光測(cè)距傳感器的移動(dòng)速度，便可計(jì)算被測(cè)圍條的寬度值；而測(cè)定的圍條寬度值可以通過無線通訊傳輸至上位機(jī)，上位機(jī)擁有良好的人機(jī)交互界面，通訊流暢，使用戶可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能，第一時(shí)間了解裝置運(yùn)行狀況與圍條產(chǎn)出合格率狀態(tài)，及時(shí)調(diào)整設(shè)備各組織機(jī)構(gòu)的控制關(guān)系，從而保證圍條產(chǎn)出合格率保持在較高水平。本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)簡單，控制操作容易實(shí)現(xiàn)，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，測(cè)量速度快，能夠代替人工進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量，實(shí)時(shí)反饋工作狀態(tài)與結(jié)果，裝置運(yùn)行調(diào)試過程不耽誤設(shè)備正常運(yùn)行。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明具體實(shí)施例的系統(tǒng)框圖；

附圖2為本發(fā)明具體實(shí)施例的硬件原理框圖；

附圖3為本發(fā)明具體實(shí)施例的硬件結(jié)構(gòu)框圖；

附圖4為本發(fā)明具體實(shí)施例的測(cè)量方法流程圖；

附圖5為本發(fā)明具體實(shí)施例的上位機(jī)監(jiān)控軟件架構(gòu)原理框圖測(cè)量方法流程圖；

附圖6為本發(fā)明具體實(shí)施例的電路圖；

控制器1、電機(jī)傳動(dòng)單元2、電機(jī)19、排線21、絲桿14、左基座11、右基座20、導(dǎo)軌13、圍條機(jī)29、傳送帶30、滑枕15、排線18、圍條16、控制柜25、

傳感器單元3、激光測(cè)距傳感器17、

顯示與輸入輸出單元4、液晶顯示器24、矩陣鍵盤22、聲光提示裝置27、

上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)單元5、無線通訊模塊28、移動(dòng)終端35、自動(dòng)測(cè)量裝置進(jìn)行數(shù)量增加與減少操作31、自動(dòng)測(cè)量裝置的當(dāng)前工作狀態(tài)進(jìn)行查詢32、自動(dòng)測(cè)量裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程控制功能33、測(cè)量結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋34、

MCU6、電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口電路7、傳感器接口電路8、顯示與輸入輸出接口電路9、無線通訊接口電路10。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的具體實(shí)施例如圖1-6所示是膠鞋圍條寬度自動(dòng)測(cè)量裝置，結(jié)構(gòu)上包括安裝于控制柜25內(nèi)并設(shè)有MCU6及其相應(yīng)外圍電路的控制器單元1，用于制動(dòng)傳感器載體的電機(jī)傳動(dòng)單元2，用于計(jì)量圍條寬度的傳感器單元3，安裝于控制柜25內(nèi)用于人機(jī)交互的顯示與輸入輸出單元4，用于用戶遠(yuǎn)程監(jiān)控的上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)單元5；其具體結(jié)構(gòu)包括測(cè)距機(jī)構(gòu)、控制柜25，測(cè)距機(jī)構(gòu)架設(shè)于圍條機(jī)29上，測(cè)距機(jī)構(gòu)包括固定座、安裝于固定座上的導(dǎo)軌13、套設(shè)于導(dǎo)軌13上的滑枕15、驅(qū)動(dòng)滑枕15沿著導(dǎo)軌13來回往復(fù)移動(dòng)的電機(jī)19，導(dǎo)軌13軸線與圍條機(jī)29上的圍條16軸線呈垂直關(guān)系，滑枕15上安裝有激光測(cè)距傳感器17，控制柜25安裝于固定座上，控制柜25中安裝有顯示與輸入輸出裝置、控制器1，控制器1包括MCU6以及相應(yīng)外圍接口電路，本發(fā)明所使用的控制器1中的MCU6，采用雙面PCB搭載單片機(jī)或ARM或DSP最小系統(tǒng)或直接采用小型PLC，以減小電路板面積與控制柜25的體積?？刂破?通過顯示與輸入輸出接口電路9和顯示與輸入輸出裝置4連接，控制器1通過傳感器接口電路8與激光測(cè)距傳感器17連接，控制器1通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口電路7與電機(jī)19連接，控制器1通過無線通訊模塊28與移動(dòng)終端35連接，無線通訊模塊28通過無線通訊 接口電路10與MCU6連接。本發(fā)明所使用的移動(dòng)終端35包括手機(jī)或平板電腦等各類通訊設(shè)備。

進(jìn)一步的，固定座包括呈左右結(jié)構(gòu)分布于圍條機(jī)29兩側(cè)的左右基座20，左右基座20之間通過前后2根導(dǎo)軌13連接（圍條16沿著傳送帶30輸送方向?yàn)榍昂蠓较颍漭斎攵藶榍岸?，輸出端為后端），?dǎo)軌13為光滑圓軸，該2根光滑圓軸橫跨在左基座11與右基座20上并起到支撐固定作用，2根導(dǎo)軌13之間還設(shè)有絲桿14，絲桿14一端與電機(jī)19輸出軸連接，絲桿14另一端通過軸承及軸承座安裝于左基座11上，滑枕15穿設(shè)于導(dǎo)軌13上且滑枕15懸置于圍條16上方，絲桿14穿過滑枕15且與滑枕15形成螺紋連接。

本發(fā)明所使用的電機(jī)19采用四相步進(jìn)電機(jī)或帶編碼器的直流伺服電機(jī)，四相步進(jìn)電機(jī)或帶編碼器的直流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)軸與不銹鋼T型絲桿14一端連接，不銹鋼T型絲桿14另一端連接于絲桿14軸承座，絲桿14軸承座安置于裝置支架的左基座11上。電機(jī)19的控制信號(hào)線通過排線21連接于接線端子，由接線端子連接于電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路模塊7，為防止電機(jī)19運(yùn)作時(shí)帶來的強(qiáng)振動(dòng)給測(cè)距機(jī)構(gòu)帶來影響，在電機(jī)19與右基座20之間放置減振墊。

本發(fā)明所使用的激光測(cè)距傳感器17載體采用鋁制的滑枕15，鋁制的滑枕15留有用于激光測(cè)距傳感器17安裝的空槽，滑枕15中間設(shè)有與不銹鋼T型絲桿14配合的螺孔，滑枕15的前后兩端分別穿過2根光滑圓軸，形成前后端的平衡固定。通過電機(jī)19的正反轉(zhuǎn)帶動(dòng)不銹鋼T型絲桿14進(jìn)行正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，從而使滑枕15能夠進(jìn)行左右移動(dòng)，移動(dòng)過程中通過兩根光滑圓軸13支撐兩端平衡，并在滑枕15兩端橫穿光滑圓軸13的兩個(gè)圓槽內(nèi)裝有滾珠，保證滑枕15能夠平穩(wěn)順暢移動(dòng)；滑枕15上可根據(jù)激光測(cè)距傳感器17數(shù)量進(jìn)行開槽，激光測(cè)距傳感器17數(shù)量越多，所測(cè)結(jié)果越準(zhǔn)確，具體數(shù)量可根據(jù)工廠實(shí)際精度要求進(jìn)行選擇，通常情況下選擇兩個(gè)激光測(cè)距傳感器17為宜，滑枕15中心位置設(shè)有接線端子，通過排線18將每一個(gè)激光測(cè)距傳感器17同控制柜25中的控制器1中的MCU6進(jìn)行直接連接。

本發(fā)明所使用的激光測(cè)距傳感器17采用的是反射式高精度激光測(cè)距傳感器17。其測(cè)量精度可達(dá)0.2mm，開關(guān)量輸出，測(cè)量范圍65至105mm可調(diào)，單獨(dú)電源供電，供電電壓范圍為直流10V至30V，自帶電源保護(hù)電路與反極性瞬時(shí)過壓保護(hù)，正式測(cè)量工作開始前需對(duì)傳感器進(jìn)行預(yù)熱，以提高測(cè)量精度。

本發(fā)明的顯示與輸入輸出單元4包括液晶顯示器24和矩陣鍵盤22，其還包括聲光提示裝置27，聲光提示裝置27包括LED指示燈和蜂鳴器，聲光提示裝置27也通過顯示與輸入輸出接口電路9與控制器1連接。液晶顯示器24用于顯示當(dāng)前裝置工作時(shí)間與工作日期、初始值、參數(shù)值、產(chǎn)品檢測(cè)數(shù)量、產(chǎn)品檢測(cè)合格率，矩陣鍵盤22用于初始值、參數(shù)值設(shè)定與系統(tǒng)功能的設(shè)置，聲光提示模塊用于顯示裝置當(dāng)前工作運(yùn)行狀態(tài)與裝置緊急狀態(tài)報(bào)警。

液晶顯示器24采用12864規(guī)格，可顯示當(dāng)前自動(dòng)測(cè)量裝置的工作運(yùn)行時(shí)間與工作日期，可查看前5日內(nèi)該裝置每日具體的工作運(yùn)行時(shí)間與工作日期，也可以顯示該批次所測(cè)圍條16的標(biāo)準(zhǔn)寬度以及誤差范圍，同時(shí)還能夠動(dòng)態(tài)顯示當(dāng)前產(chǎn)品檢測(cè)數(shù)量，產(chǎn)品檢測(cè)合格率信息，也可根據(jù)用戶需求進(jìn)行顯示界面自定義編輯。

本發(fā)明所使用的矩陣鍵盤22一共有21個(gè)按鍵組成，分別包括0到9的數(shù)字鍵，確認(rèn)鍵、取消鍵、增加鍵、減少鍵、向上鍵、向下鍵、預(yù)熱功能鍵、啟動(dòng)鍵、關(guān)閉鍵、緊急按鈕鍵、查看鍵，其中0到9的數(shù)字鍵用于根據(jù)具體數(shù)字要求隨意進(jìn)行大小組合輸入，確認(rèn)鍵與取消鍵用于對(duì)當(dāng)前輸入信息的確認(rèn)與取消，增加鍵與減少鍵用于對(duì)已輸入數(shù)字進(jìn)行逐加或逐減，向上鍵與向下鍵用于分別向上移動(dòng)或向下移動(dòng)進(jìn)行選擇，預(yù)熱功能鍵用于裝置正式啟動(dòng)之前對(duì)傳感器進(jìn)行預(yù)熱，保證傳感器的測(cè)量精度，啟動(dòng)鍵與關(guān)閉鍵用于裝置啟動(dòng)與停止工作，緊急按鈕鍵用于在發(fā)生緊急狀況下，強(qiáng)制關(guān)停正在運(yùn)行的裝置，查看鍵用于查詢裝置工作日志信息與其他數(shù)據(jù)信息。

本發(fā)明所使用的聲光提示模塊27中的LED指示燈在設(shè)備正常運(yùn)行狀態(tài)下顯示為綠色，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，LED指示燈顯示紅色并以0.5秒為間隔不斷閃爍，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出同樣頻率的鳴叫聲，當(dāng)設(shè)備處于關(guān)斷或強(qiáng)制關(guān)停狀態(tài)時(shí)，LED指示燈持續(xù)顯示紅色。

本發(fā)明所使用的膠鞋圍條寬度自動(dòng)測(cè)量裝置的測(cè)量方法，其具體方法步驟為：

步驟一、裝置上電，進(jìn)行初始化自檢，激光測(cè)距傳感器17進(jìn)行預(yù)熱，在自動(dòng)測(cè)量裝置開始測(cè)量工作之前，通過顯示與輸入輸出單元4，根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格要求，設(shè)置好該批次圍條16標(biāo)準(zhǔn)寬度及其誤差范圍。

步驟二、圍條16產(chǎn)出并被傳送帶30傳送至距離設(shè)備20cm處時(shí)，按下裝置啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)裝置運(yùn)行。

步驟三、裝置啟動(dòng)運(yùn)行以后，控制器1單元1中的MCU6提供控制信號(hào)，控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路模塊7，由該模塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)19進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)不銹鋼T型絲桿14轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)鋁制滑枕15進(jìn)行橫向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)激光測(cè)距傳感器17進(jìn)行移動(dòng)測(cè)量。

步驟四、滑枕15在整個(gè)移動(dòng)過程中高度保持不變，在檢測(cè)到圍條16之前，激光測(cè)距傳感器17與傳送帶30之間的距離測(cè)量值始終保持不變，記為h₁，傳送帶30上的圍條16有一定的高度，當(dāng)激光測(cè)距傳感器17檢測(cè)到圍條16時(shí)，所測(cè)距離值發(fā)生變化，記為h₂，此時(shí)MCU6開始計(jì)時(shí)，激光測(cè)距傳感器17繼續(xù)移動(dòng)測(cè)量，直到激光測(cè)距傳感器17測(cè)量值由h₂變?yōu)閔₁，圍條16寬度測(cè)量結(jié)束，MCU6結(jié)束計(jì)時(shí)并自動(dòng)記錄計(jì)時(shí)時(shí)間t₁。

步驟五、上述步驟四完成后，電機(jī)19開始反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)滑枕15反向移動(dòng)，MCU6記錄反向測(cè)量的計(jì)時(shí)時(shí)間并記為t₂，正反向測(cè)量過程為一個(gè)測(cè)量周期。

步驟六、計(jì)算一次測(cè)量的平均時(shí)間t=（t₁+t₂）/2。

步驟七、根據(jù)電機(jī)19的轉(zhuǎn)速可得滑枕15的移動(dòng)速度v。

步驟八、通過上述步驟六、七可得所測(cè)圍條16寬度d=t×v。

本發(fā)明所使用的無線通訊模塊28采用WIFI或GPRS通訊方式，將設(shè)備當(dāng)前工作狀態(tài)上傳至手機(jī)或平板電腦等移動(dòng)終端35，再由安裝在移動(dòng)終端35中的上位機(jī)監(jiān)控軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)解讀與顯示，并且為了保證在遠(yuǎn)程監(jiān)控過程中不同設(shè)備之間的數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生沖突與丟失，將每一臺(tái)設(shè)備單獨(dú)作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，單獨(dú)分配一個(gè)IP地址接入網(wǎng)絡(luò)。上位機(jī)監(jiān)控軟件，可以根據(jù)使用需要對(duì)自動(dòng)測(cè)量裝置進(jìn)行數(shù)量增加與減少操作31、可以對(duì)自動(dòng)測(cè)量裝置的當(dāng)前工作狀態(tài)進(jìn)行查詢32、也可以對(duì)自動(dòng)測(cè)量裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程控制功能33以及對(duì)其測(cè)量結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋34參考圖5。

本發(fā)明不局限于上述具體實(shí)施方式，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容，可以采用其他多種具體實(shí)施方式實(shí)施本發(fā)明的，或者凡是采用本發(fā)明的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和思路，做簡單變化或更改的，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。