一种腐蚀箔表面实时监控预警和除尘的系统及方法与流程

本发明属于腐蚀箔生产设备技术领域，具体涉及一种腐蚀箔表面实时监控预警和除尘的系统及方法。

背景技术：

腐蚀箔，即电极箔，是电子材料的典型代表，其过程融合了机械、电子、化工、金属材料等多门学科和技术，属国家鼓励和支持的新型电子材料和基础电子产品。光箔表面腐蚀处理及再氧化处理后就成为电极用箔(成箔)，电极箔是铝电解电容器的关键原材料，电极箔占到铝电解电容器成本构成的60％～70％，具有非常高的附加值。铝电解电容器作为电子技术领域最基本的元器件广泛应用于各种电器或电子设备中，如果铝电解电容器存在质量问题或者隐患，将会引起各种各样的问题，例如在计算机中可能引起主板的烧毁，在扬声器中会使扬声器的音质变差等，如果应用在比较重要的工业控制系统中可能会引起不可估量的损失。

在腐蚀箔的生产工艺中，首先要将铝箔卷料放卷，再将铝箔依次传输至各个工段中进行加工处理，最后将加工处理好的腐蚀箔产品收卷为卷料，在更换、拆卸卷料的时候不能保证生产线中材料传输的稳定性。生产线箔片在收箔过程中会有铝箔粉、纸屑或者粉尘残留，一是影响产品外观及质量，另外收卷时也会压伤铝箔。这些残留的铝箔粉、纸屑或者粉尘会引起产品接触不良、短路、漏电、断路等品质下降事件的发生，从而影响产品的正品率。中国专利文献(公开号cn207838592u)中公开了一种铝箔分割机用除尘系统，该吸尘系统是用风泵直接吸取铝箔粉尘，使得分切机在产生的粉尘能够被风泵吸收，然后通过出料管进入到第一空腔内，通过积水经过第一次吸收，然后通过喷头喷撒水气，使得第一空腔内漂浮的浮尘经过液化也落入积水内，通过活动板与通气孔使得第一空腔内的压强能够得到控制，使得绝大部份灰尘被该系统排除回收，大大降低了铝电解电容器中铝粉对产品品质的影响和原材料的浪费。但该吸尘系统的缺点是不适用于除去收箔后端箔片的粉尘。

另外，目前腐蚀箔灰尘和平面度都是采用人工进行检测。检测时，工人用一根平整的管棒将腐蚀箔拉直，目视腐蚀箔表面的不平整部位的数量和条数，用尺子量不平整部位大小。这种检测方法缺陷为：每个人检测时所拉力度大小不一样，不能整卷检测，检测误差大，检测效率低，劳动强度大。

中国专利文献(公开号cn208383117u)中公开了型公开一种铝箔平面度检测装置，包括放卷装置、第一传动辊机构、第二传动辊机构、第三传动辊机构和收卷装置，放卷装置、第一传动辊机构、第二传动辊机构和第三传动辊机构平行设置，放卷装置包括第一夹紧放卷机构和第二夹紧放卷机构，第一夹紧放卷机构和第二夹紧放卷机构对称设置，第一夹紧放卷机构与第二夹紧放卷机构通过放卷轴连接，所述收卷装置设置在第三传动辊机构顶部的末端。该铝箔平面度检测装置能够通过可量化的测量数据，准确地反映铝箔平面度。但是这种装置在生产过程中，机架等的振动因素也会对测试结果造成一定的影响，导致检测数据不太精确，传感器采集的张力信号不能直观地反映出铝箔的表面情况；而且只能测量铝箔的平面度，没有铝箔表面实时监控系统，针对铝箔轧制过程中由于铝本身细小杂质及轧辊面不洁所带来的被轧制铝箔面孔隙、缝隙缺陷的产品无法有效鉴别，当箔片表面出现问题时不能及时反馈，而这些孔隙和缝隙存在铝箔在用于通信光缆、电缆屏蔽包裹时，将会导致通信信号的衰减、外界信号对通信信号的干扰，以及回波损耗现象的发生；另外，由于腐蚀箔的生产制造是连续化的，现有的腐蚀箔生产线上没有缓冲机构，出现问题时只能停机检查问题，影响各工段顺利进行，进而降低生产效率。

因此，如何通过合理的技术手段开发新型的工作系统来在线检测腐蚀箔的生产，使检测结果反馈及时化，输出数据、结果全面、直观，降低生产线不必要的停机就显得尤为重要。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷和不足，提供一种腐蚀箔表面实时监控预警和除尘的系统，保证了检测结果的可靠性，可以实现在线检测；当出现问题时，可暂停收箔，但生产线不停机，通过缓冲机构先收箔，在缓冲期可人员到现场判定是否需要做换卷、或停机等处理，降低生产线无必要的停机，提高生产效率；而且检测结果反馈及时化，输出数据、结果全面、直观，使检测结果更加精确、全面，便于在线分析及追溯产品性能数据。

本发明的另一目的在于提供一种腐蚀箔表面实时监控预警和除尘的方法。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种腐蚀箔表面实时监控预警和除尘的系统，包括plc控制器、传动辊机构、用于驱动传动辊机构传动的传动电机、收卷机构、用于驱动收卷机构的收卷电机和报警装置，所述传动辊机构和收卷机构之间设有缓冲机构、用于驱动缓冲机构运动的同步升降电机、图像捕获组件和除尘装置；图像捕获组件中的光电信号输出端与plc控制器的信号输入端连接，plc控制器的信号输出端分别与传动电机、收卷电机、同步升降电机、除尘装置和报警装置的信号输入端连接。

本发明除尘装置通过风吸把表面碎屑和粉尘及时去除；图像捕获组件的设计，可实时监控箔片除尘前后的正反表面缺陷，同时自动判定异常并报警，把异常图片视频自动保存到服务器，做到产品质量源头数据可追溯；而且，该图像捕获组件带自学习功能，除通过摄像头获取图像或视频外，也可手动输入表面异常图像，使图像捕获组件中的视频控制器通过不停的输入及自学习，把误动作去除，并生成公用数据，从而可直接应用于其他装置中；可通过手机、电脑等移动终端远程监控及查询生产的全过程；缓冲机构的设计，使得当出现问题时可暂停收箔，但生产线不停机，通过缓冲机构先收箔，在缓冲期可让工作人员到现场判定是否需要做换卷、或停机等处理，降低生产线无必要的停机，提高生产效率。本发明将视频影像采集识别和在线除尘技术相结合，通过缓冲机构、图像捕获组件和除尘装置，实现腐蚀箔表面的实时测试采集及清理工作，实现产品测试的自动化、高效化和准确化。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述图像捕获组件包括第一摄像头、第二摄像头和第三摄像头，分别设置在除尘装置的前方、后上方和后下方，分别用于监控吸尘前箔片的正表面、吸尘后箔片的正表面和反面。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述缓冲机构包括升降滑轨、升降传动辊、电动滑杆和所述同步升降电机，升降传动辊位于升降滑轨之间，且升降传动辊的两端通过电动滑杆沿升降滑轨上下滑动；所述同步升降电机的工作与否受控于plc控制器。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述传动辊机构包括第一传动辊、第二传动辊、第三传动辊、第四传动辊和传动电机；所述升降传动辊设置于第一传动辊、第二传动辊之间；所述升降传动辊、第一传动辊、第二传动辊、第三传动辊和第四传动辊均相互平行设置，所述第一传动辊、第二传动辊、第四传动辊的水平高度均低于升降传动辊、第三传动辊的水平高度。升降传动辊、第一传动辊、第二传动辊、第三传动辊和第四传动辊的配合，使得箔片的移动平稳，进一步提高检测的准确性。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述第二传动辊下方还设有气压机构、以及与气压机构相互配合的挤压橡胶辊，用于挤压第二传动辊使第二传动辊停止运行；所述气压机构的工作与否受控于plc控制器。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述除尘装置由设置在第三传动辊上方和/或下方的至少一个吸气装置组成，每个吸气装置的信号输入端均分别单独与plc控制器的信号输出端连接，所述吸气装置可单独开启任意一个，也可同时开启；所述吸气装置开设有喷嘴，所述喷嘴直对箔片表面，且吸气装置喷嘴的工作与否受控于plc控制器。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述收卷机构包括收箔机和所述收卷电机，所述收卷电机的工作与否受控于plc控制器。

本发明还提供了一种腐蚀箔表面实时监控预警和除尘的方法，包括以下步骤：

s1.plc控制器指令传动电机、收卷电机分别驱动第一传动辊、第二传动辊、第三传动辊、第四传动辊和收箔机转动，被测箔片在收箔机的牵引下进入收箔机中收卷；

s2.plc控制器指令图像捕获组件中的第一摄像头、第二摄像头和第三摄像头启动，3个摄像头的数据实时传输到视频控制器，视频控制器与plc控制器实时交换数据，并通过plc控制器把数据上传到服务器；

s3.当第一摄像头检测到箔片存在孔隙、缝隙缺陷或异物时，将信号通过plc控制器传到报警装置，报警装置响应通知操作人员到现场处理异常；同时，plc控制器指令除尘装置启动，通过第一摄像头监控到的位置来选择启动吸气装置；

s4.第二摄像头和第三摄像头分别监控吸尘后的箔片正表面和反面，当异物没有被清除时，继续报警，并通过plc控制器指令收箔机停止收箔，并启动缓冲机构和气压机构动作；气压机构把挤压橡胶辊挤压到第二传动辊，使第二传动辊停止运行，第二传动辊后的箔片不往收箔机传送；此时，plc控制器指令同步升降电机运行，带动电动滑杆向上滑动，电动滑杆的滑动速度根据箔片的传送速度通过plc控制器计算出来。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述plc控制器的存储器存储有标准腐蚀箔箔片成品的标准影像特征。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述步骤s3中，第一摄像头将实时采集到的箔片影像上传到plc控制器，plc控制器将采集的箔片影像特征与数据库中的标准影像特征相对比，确定是否存在孔隙、缝隙缺陷或异物。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述步骤s2中，视频控制器通过不停的输入及自学习，把误动作去除，并生成公用数据，直接应用于其他装置中。可通过图片、影像等方式直接输入到视频控制器中，将采集的箔片影像特征与数据库中的标准影像特征相对比，确定是否存在孔隙、缝隙缺陷或异物，从而判断哪些情况需要报警，哪些情况不影响产品质量；也在生产过程中出现问题时，将数据存储到视频控制器中，使视频控制器通过不停的输入及自学习，慢慢会把误动作去除，并可生成公用数据，从而可直接应用于其他新装置中。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明将视频影像采集识别和在线除尘技术相结合，通过缓冲机构、图像捕获组件和除尘装置，实现腐蚀箔表面的实时测试采集及清理工作，在实现连续化生产的同时，实现产品测试的自动化、高效化和准确化；当出现问题时，可暂停收箔，但生产线不停机，通过缓冲机构先收箔，在缓冲期可人员到现场判定是否需要做换卷、或停机等处理，降低生产线无必要的停机，实现了在生产过程中的在线实时检测，不但不影响生产效率，可随时根据工艺要求在运行过程中任一时段进行检测，提高检测准确度品质管控的全面性；而且检测结果反馈及时化，输出数据、结果全面、直观，使检测结果更加精确、全面，便于在线分析及追溯产品性能数据。

2、本发明使用方便、工作效率高；采用了机械作业的方式完成了腐蚀箔的检测和除尘工作，解决了现有方式中存有的粉尘污染大、检测效率低下和劳动强度高问题，满足了企业使用的需要，有助于降低企业的生产成本，适用于大规模生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明除尘装置的结构示意图。

图3为本发明缓冲机构的结构示意图。

图4为本发明的控制原理示意图。

图5为本发明的基本流程图。

其中，1-缓冲机构、11-升降滑轨、12-升降传动辊、13-电动滑杆、14-同步升降电机、15-气压机构、16-挤压橡胶辊、2-图像捕获组件、21-第一摄像头、22-第二摄像头、23-第三摄像头、3-除尘装置、31-第一吸气装置、32-第二吸气装置、33-第三吸气装置、34-第四吸气装置、4-plc控制器、51-第一传动辊、52-第二传动辊、53-第三传动辊、54-第四传动辊、55-传动电机、61-收箔机、62-收卷电机、7-报警装置、8-视频控制器、9-远程监控台、10-服务器。

具体实施方式

以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

实施例1一种腐蚀箔表面实时监控预警和除尘的系统及方法

如图1所示，一种腐蚀箔表面实时监控预警和除尘的系统，包括传动辊机构、收卷机构和报警装置7；传动辊机构和收卷机构之间设有缓冲机构1、图像捕获组件2和除尘装置3。该传动辊机构包括第一传动辊51、第二传动辊52、第三传动辊53、第四传动辊54和传动电机55；升降传动辊12设置于第一传动辊51、第二传动辊52之间；升降传动辊12、第一传动辊51、第二传动辊52、第三传动辊53和第四传动辊54均相互平行设置，第一传动辊51、第二传动辊52、第四传动辊54的水平高度均低于升降传动辊12、第三传动辊53的水平高度。升降传动辊12、第一传动辊51、第二传动辊52、第三传动辊53和第四传动辊54的配合，使得箔片的移动平稳，进一步提高检测的准确性。在第二传动辊52下方还设有气压机构15、以及与气压机构15相互配合的挤压橡胶辊16，用于挤压第二传动辊52使第二传动辊52停止运行；气压机构15的工作与否受控于plc控制器4。

该图像捕获组件2包括第一摄像头21、第二摄像头22和第三摄像头23，分别设置在除尘装置3的前方、后上方和后下方，分别用于监控吸尘前箔片的正表面、吸尘后箔片的正表面和反面。该收卷机构包括收箔机61和收卷电机62，收卷电机62的工作与否受控于plc控制器4。

如图2所示，该除尘装置3由设置在第三传动辊53上方的四个吸气装置组成，每个吸气装置均开设有扇形的喷嘴，喷嘴直对箔片表面，且吸气装置喷嘴的工作与否受控于plc控制器4。当需要吸气除尘的时候，可根据需要除尘的位置，选择单独开启任意一个吸气装置，也可选择同时开启四个吸气装置。

如图3所示，该缓冲机构1包括升降滑轨11、升降传动辊12、电动滑杆13和同步升降电机14，升降传动辊12位于升降滑轨11之间，且升降传动辊12的两端通过电动滑杆13沿升降滑轨11上下滑动；同步升降电机14的工作与否受控于plc控制器。

如图4所示，图像捕获组件2中第一摄像头21、第二摄像头22和第三摄像头23的光电信号输出端通过视频控制器8与plc控制器4的信号输入端连接，plc控制器4的信号输出端分别与传动电机55、收卷电机62、同步升降电机14、除尘装置3中的第一吸气装置31、第二吸气装置32、第三吸气装置33和第四吸气装置34、以及报警装置7的信号输入端连接。第一吸气装置31、第二吸气装置32、第三吸气装置33和第四吸气装置34的信号输入端均分别单独与plc控制器4的信号输出端连接。该系统还包括远程监控台9，其信号输入端与服务器10的信号输出端，信号输出端与plc控制器4的信号输入端连接。

一种腐蚀箔表面实时监控预警和除尘的方法，利用上述腐蚀箔表面实时监控预警和除尘的系统来实现。如图5所示，具体包括以下步骤：

s1.plc控制器4指令传动电机55、收卷电机62分别驱动第一传动辊51、第二传动辊52、第三传动辊53、第四传动辊54和收箔机61转动，被测箔片在收箔机61的牵引下进入收箔机61中收卷；

s2.plc控制器4指令图像捕获组件2中的第一摄像头21、第二摄像头22和第三摄像头23启动，3个摄像头的数据实时传输到视频控制器8，视频控制器8与plc控制器4实时交换数据，并通过plc控制器4把数据上传到服务器9；

s3.当第一摄像头21检测到箔片存在孔隙、缝隙缺陷或异物时，将信号通过plc控制器4传到报警装置7，报警装置7响应通知操作人员到现场处理异常；同时，plc控制器4指令除尘装置3启动，通过第一摄像头21监控到的位置来选择启动吸气装置；

s4.第二摄像头22和第三摄像头23分别监控吸尘后的箔片正表面和反面，当异物没有被清除时，继续报警，并通过plc控制器4指令收箔机61停止收箔，并启动缓冲机构1和气压机构15动作；气压机构15把挤压橡胶辊16挤压到第二传动辊52，使第二传动辊52停止运行，第二传动辊52后的箔片不往收箔机61传送；此时，plc控制器4指令同步升降电机14运行，带动电动滑杆13向上滑动，电动滑杆13的滑动速度根据箔片的传送速度通过plc控制器4计算出来。

plc控制器4的存储器存储有标准腐蚀箔箔片成品的标准影像特征。

步骤s2中，视频控制器8通过不停的输入及自学习，把误动作去除，并生成公用数据，直接应用于其他新装置中。

步骤s3中，第一摄像头21将实时采集到的箔片影像上传到plc控制器4，plc控制器4将采集的箔片影像特征与数据库中的标准影像特征相对比，确定是否存在孔隙、缝隙缺陷或异物。

正常箔片传动的流程：首先生产线加工好的箔片，经过传动电机55传动带的第一传动辊51传送到升降传动辊12(正常工作状态下，同步升降电机14是停止运行的，升降传动辊12固定在一个位置)，再传到第二传动辊52，由第二传动辊52传到第三传动辊53，进行粉尘和孔隙、缝隙缺陷检测并除尘，再由第三传动辊53传到第四传动辊54，最后传到收箔机61进行收箔。

本发明将视频影像采集识别和在线除尘技术相结合，通过缓冲机构、图像捕获组件和除尘装置，实现腐蚀箔表面的实时测试采集及清理工作，在实现连续化生产的同时，实现产品测试的自动化、高效化和准确化；当出现问题时，可暂停收箔，但生产线不停机，通过缓冲机构先收箔，在缓冲期可人员到现场判定是否需要做换卷、或停机等处理，降低生产线无必要的停机，实现了在生产过程中的在线实时检测，不但不影响生产效率，可随时根据工艺要求在运行过程中任一时段进行检测，提高检测准确度品质管控的全面性；而且检测结果反馈及时化，输出数据、结果全面、直观，使检测结果更加精确、全面，便于在线分析及追溯产品性能数据。

本发明使用方便、工作效率高；采用了机械作业的方式完成了腐蚀箔的检测和除尘工作，解决了现有方式中存有的粉尘污染大、检测效率低下和劳动强度高问题，满足了企业使用的需要，有助于降低企业的生产成本，适用于大规模生产。

以上具体实施方式为便于理解本发明而说明的较佳实施例，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。