一种石膏板生产线全自动上纸系统及方法与流程

本发明实施例涉及成型纸上纸技术领域，具体涉及一种石膏板生产线全自动上纸系统及方法。

背景技术：

石膏板是以建筑石膏为主要原料制成的一种材料。它是一种重量轻、强度较高、厚度较薄、加工方便以及隔音绝热和防火等性能较好的建筑材料，是当前着重发展的新型轻质板材之一。我国生产的石膏板主要有纸面石膏板、装饰石膏板、石膏空心条板、纤维石膏板、石膏吸音板和定位点石膏板等。

在石膏板的生产过程中，现在生产输送带上经过成型纸张紧机构铺设下成型纸，然后在成型板倒料后在石膏料浆的表面经过成型纸张紧机构铺设上成型纸，但是目前对成型纸的上纸操作大多为人工操作，人工操作的缺陷在于：

(1)成型纸的纸卷直径大，重量大，搬运上纸岗位的劳动强度大；

(2)由于成型纸的纸卷重量大，在上纸时，难以将纸卷的两端水平对齐，在铺设成型纸时由于受力不均纸卷旋转停机而造成纸张断裂的现象。

技术实现要素：

为此，本发明实施例提供一种石膏板生产线全自动上纸系统及方法，采用从纸卷的传输到纸卷的上纸过程，完全不用人工操作，并且通过对纸卷两端的同步夹持和同步转移，提高纸卷上纸的操作精度，以解决现有技术中人工上纸劳动强度大，难以将纸卷的两端水平对齐引起纸张断裂的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：一种石膏板生产线全自动上纸系统，包括

送纸模块，利用行走电机在上纸滑道滑行将纸卷运输到接纸模块；

接纸模块，用于接收所述送纸模块的纸卷并且将纸卷夹紧上纸；

送纸位置检测模块，分别设置在上纸滑道起点和末端，用于检测纸卷的宽度，以及输送的纸卷位置；

接纸臂宽调整模块，用于根据纸卷长度调控接纸模块的夹持臂之间的距离；

接纸臂高调整模块，用于控制接纸模块的夹持臂下降，直至夹持臂正对纸卷的中空套筒的两侧，利用所述接纸臂宽调整模块夹紧所述纸卷，重新调控接纸模块的夹持臂升高复位上纸；

控制处理系统，用于根据纸卷参数调整接纸模块的移动行为。

作为本发明的一种优选方案，所述上纸滑道起点的所述送纸位置检测模块用于检测纸卷的宽度，所述上纸滑道末端的所述送纸位置检测模块用于检测纸卷的位置，并且所述上纸滑道末端的所述送纸位置检测模块设置在靠近上纸滑道末端的所述接纸模块的夹持臂下方，限定所述纸卷的停止位置处于所述接纸模块的两个夹持臂之间。

作为本发明的一种优选方案，所述接纸臂宽调整模块设置在所述接纸模块的两个夹持臂的内侧壁上，所述接纸臂高调整模块设置在所述接纸模块的两个夹持臂的最上端边缘。

作为本发明的一种优选方案，所述接纸臂高调整模块检测到信号由变化值重新复位时，所述接纸模块的两个夹持臂正对所述纸卷的中空套筒。

另外，本发明还提供了一种石膏板生产线全自动上纸方法，包括如下步骤：

步骤100、送纸小车按照上纸滑道的行走路线将纸卷运输到接纸行走小车，并且在上纸滑道的两端分别设置用于定位纸卷位置的位置光电传感器；

步骤200、接纸行走小车的两个夹持臂根据设定的初始高度参数和初始宽度参数调整两个夹持臂的相对位置，两个夹持臂下移并相对缩进直至夹住纸卷；

步骤300、重新升高两个夹持臂，直至两个夹持臂复位至初始高度参数放纸。

作为本发明的一种优选方案，两组所述位置光电传感器分别具体设置在靠近送纸小车前边缘的所述上纸滑道起点的两平行侧边，以及靠近所述上纸滑道末端的一个夹持臂下方的上纸滑道两平行侧边；

所述上纸滑道起点的所述位置光电传感器用于检测所述送纸小车的上的纸卷长度，所述上纸滑道末端的所述位置光电传感器用于检测所述送纸小车的纸卷位置信息。

作为本发明的一种优选方案，所述上纸滑道起点的位置光电传感器根据输出电信号开始变化到结束变化的总时间以及送纸小车的移动速度计算所述纸卷的宽度，所述上纸滑道末端的位置光电传感器在输出电信号开始变化时，控制所述送纸小车停止工作。

作为本发明的一种优选方案，在步骤200中，所述接纸行走小车的两个夹持臂上设有一组距离光电传感器和一组位置光电传感器，所述距离光电传感器用于检测所述接纸行走小车的两个夹持臂内侧壁之间的距离，所述位置光电传感器用于检测所述纸行走小车的两个夹持臂的夹持位置；

所述接纸行走小车的两个夹持臂的初始工作宽度大于纸卷长度，所述接纸行走小车的两个夹持臂的初始工作高度大于纸卷高度。

作为本发明的一种优选方案，检测所述接纸行走小车的两个夹持臂内侧壁之间的距离和夹持位置的具体实现步骤如下：

根据上纸滑道起点的位置光电传感器计算的纸卷长度，调控接纸行走小车的两个夹持臂的初始宽度参数，使得两个夹持臂的距离光电传感器检测的初始宽度大于纸卷长度；

接纸行走小车的两个夹持臂下移，位置光电传感器的输出信号由变化值重新复位时，停止两个夹持臂的下移。

作为本发明的一种优选方案，接纸行走小车夹持纸卷并复位到初始高度的具体步骤为：

接纸行走小车在初始高度位置，根据上纸滑道起点的位置光电传感器计算的纸卷长度调整两个夹持臂之间的初始宽度；

上纸滑道末端的位置光电传感器检测到纸卷到来，控制送纸小车停止移动，同时控制接纸行走小车的两个夹持臂下移；

当接纸行走小车的两个夹持臂上的位置光电传感器由变化值重新复位时，停止两个夹持臂的下移，同时调控接纸行走小车的两个夹持臂相对移动夹紧纸卷；

接纸行走小车的两个夹持臂上移至设定的初始高度对纸卷放纸。

本发明的实施方式具有如下优点：

(1)本发明从纸卷的传输到纸卷的上纸过程，完全不用人工操作，降低岗位劳动强度，并且上纸的精度高，相比人工操作的上纸精度更高更稳定；

(2)本发明通过精准计算纸卷的宽度，并且限定纸卷在正对接纸上纸的下方停止移动，从而方便接纸上纸的精确夹紧，并且确保成型纸纸卷的左右两端对准不倾斜，避免出现纸卷的左右夹持位置有偏移未对准的情况，防止成型纸纸卷由于左右两端未对准而影响受力均匀性，避免成型纸受力差而产生破裂。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施方式中上纸系统的结构框图；

图2为本发明实施方式中上纸输送机构的剖面图；

图3为本发明实施方式中上纸方法的流程示意图。

图中：

1-送纸模块；2-接纸模块；3-送纸位置检测模块；4-接纸臂宽调整模块；5-接纸臂高调整模块；6-控制处理系统；

71-输送槽道；72-送纸移动板块；73-行走电机；74-转动齿轮；75-光滑槽道；76-卡合滚轮；77-滑动孔道；78-转动轴承；79-限位挡板；710-倾斜夹紧翼板；711-转动杆；712-弹性橡胶垫；

721-竖向板；722-水平置物板。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种石膏板生产线全自动上纸系统，本实施方式提供的全自动上纸系统，从纸卷的传输到纸卷的上纸过程，完全不用人工操作，降低岗位劳动强度，并且上纸的精度高，解决上纸后纸卷左右不对齐的问题，相比人工操作的上纸精度更高更稳定。

具体包括送纸模块1、接纸模块2、送纸位置检测模块3、接纸臂宽调整模块4、接纸臂高调整模块5和控制处理系统6。

送纸模块1利用行走电机在上纸滑道滑行将纸卷运输到接纸模块；接纸模块2用于接收所述送纸模块的纸卷并且将纸卷夹紧上纸。

送纸位置检测模块3分别设置在上纸滑道起点和末端，用于检测纸卷的宽度，以及输送的纸卷位置；

接纸臂宽调整模块4用于根据纸卷长度调控接纸模块的夹持臂之间的距离；

接纸臂高调整模块5用于控制接纸模块的夹持臂下降，直至夹持臂正对纸卷的中空套筒的两侧，利用所述接纸臂宽调整模块夹紧所述纸卷，重新调控接纸模块的夹持臂升高复位上纸。

控制处理系统6用于根据纸卷参数调整接纸模块2的移动行为。

上纸滑道起点的所述送纸位置检测模块3通过输出信号的变化时间，以及送纸模块1的送纸速度，计算得到检测纸卷的宽度，根据计算的纸卷宽度，控制处理系统6控制接纸臂宽调整模块4调控接纸模块2的两个夹持臂之间的初始宽度参数大于纸卷宽度，方便后期的夹定处理。

所述上纸滑道末端的所述送纸位置检测模块3用于检测纸卷的位置，并且所述上纸滑道末端的所述送纸位置检测模块3设置在靠近上纸滑道末端的所述接纸模块2的夹持臂下方，当送纸位置检测模块3的输出信号开始变化时，则意味着纸卷已送达接纸模块2的位置，此时控制处理系统6调控送纸模块1停止工作，限定所述纸卷的停止位置处于所述接纸模块2的两个夹持臂之间。

所述接纸臂宽调整模块4设置在所述接纸模块2的两个夹持臂的内侧壁上，接纸臂宽调整模块4具体为距离光电传感器，控制处理系统6根据上纸滑道起点的所述送纸位置检测模块3的处理结果，调控接纸模块2两个夹持臂之间的初始宽度信息，两个夹持臂的初始宽度大于纸卷宽度。

所述接纸臂高调整模块5设置在所述接纸模块2的两个夹持臂的最上端边缘，接纸臂高调整模块5具体为位置光电传感器，当接纸臂高调整模块5的输出信号从变化信号到原始信号瞬变时，则意味着接纸模块2两个夹持臂正对纸卷的中空腔，此时控制处理系统6调控接纸模块2两个夹持臂暂停下移，保持正对纸卷的中空腔位置，然后调控接纸模块2两个夹持臂向内相对移动夹紧纸卷。

接纸模块2两个夹持臂之间的距离小于纸卷的宽度，则意味着接纸模块2两个夹持臂夹紧纸卷，此时控制处理系统6调控接纸模块2两个夹持臂向上旋转，复位到初始高度进行上纸操作。

实施例2

在实施例1的基础上，如图2所示，本发明提供了一种用于输送成型纸卷的上纸滑道机构，本实施方式的上纸滑道机构主要用于将成形纸卷搬运到上纸位置，不用人工操作，降低人工上纸劳动强度，通过对上纸滑道机构的结构限制，避免上纸输送机构发生侧翻，减少上纸滑道机构的机械磨损，同时也避免成型纸卷从上纸滑道机构上滚落。

具体包括设置在地面空腔内的输送槽道71，以及沿着所述输送槽道71线性移动用以输送成形纸卷的送纸移动板块72，所述送纸移动板块72的下端设有与所述输送槽道71啮合传动的行走电机73。

在安装输送槽道71时，先在地面刨出凹槽，再地下内壁砌上水泥后，最后将安装输送槽道71嵌在凹槽内。

输送槽道71包括两个相对平行分布的竖向槽板，以及设置在两个竖向槽板之间的齿形条，行走电机73作用本实施方式的动力来源，利用电能转化为机械能带动送纸移动板块72在输送槽道71内线性移动，具体的实现方式如下文所述。

送纸移动板块72包括两块相对平行且设置在所述输送槽道71外侧的竖向板721，以及设置在两个所述竖向板721上端的水平置物板722，所述行走电机73的输出轴安装有分布在两个所述竖向板721内部空腔的转动齿轮74，所述转动齿轮74与所述输送槽道71的齿条匹配啮合，行走电机73的输出轴通过转动轴承78依次穿过两个所述竖向板721。

当行走电机73通过转动齿轮74与所述输送槽道71的齿条匹配啮合时，将带动竖向板721直线移动，进而带动水平置物板722上的成型纸卷沿着输送槽道71线性移动。

将行走电机73外接控制单元，即可实现自动的输送，不需要人工搬运，降低人工上纸劳动强度。

所述输送槽道71的两槽边外侧还设有光滑槽道75，两个所述竖向板721的下端设有沿着所述光滑槽道75移动的卡合滚轮76。

在本实施方式中，光滑槽道75分别设置在输送槽道71的两侧，输送槽道71的作用是与行走电机73输出轴上的转动齿轮啮合，驱动成型纸卷沿着输送槽道71线性移动，而光滑槽道75的作用则是用于固定竖向板721，光滑槽道75通过光滑内腔制约卡合滚轮76的上拉和侧向摆动，避免水平置物板722受力不均时整个送纸移动板块72发生侧翻。

沿着所述光滑槽道75和输送槽道71的中心线分别均设有滑动孔道77，所述行走电机73的输出轴直径与所述滑动孔道77的高度相同，进一步的避免整个送纸移动板块72发生侧翻，减少磨损的情况。

所述水平置物板722的两个平行侧边设有限位挡板79，所述水平置物板722的另外两个平行侧边设有关于所述输送槽道71的中心线对称分布的倾斜夹紧翼板710，所述倾斜夹紧翼板710的下端面通过转动杆711安装在两个所述限位挡板79之间，所述水平置物板722的上表面在两个所述倾斜夹紧翼板710的外侧设有弹性橡胶垫712。

另外，本实施方式减少输送成型纸卷磨损的方式，还可以通过控制成型纸卷的放置位置来实现，具体的实现原理如下：

倾斜夹紧翼板710关于所述输送槽道71的中心线，并且在本实施方式中，水平置物板722的中心线与输送槽道71的中心线要求是重合的，因此将成型纸卷放置在两个倾斜夹紧翼板710内，可保证成型纸卷的中心对应在输送槽道71的中心线上，因此可有效的放置水平置物板722受力不均而产生磨损。

在将成型纸卷放置在两个倾斜夹紧翼板710之间时，由于倾斜夹紧翼板710外侧的弹性橡胶垫712的相互制约，保证当人手放开成型纸卷时，成型纸卷在弹性橡胶垫712的作用下对两侧的倾斜夹紧翼板710挤压力相同，因此成型纸卷的重心正位于输送槽道71的中心线上。

倾斜夹紧翼板710也可起到抵挡作用，防止成型纸卷在输送过程中从水平置物板722上滚落。

所述限位挡板79的高度小于所述倾斜夹紧翼板710最大倾斜角对应的最低高度，所述倾斜夹紧翼板710最小倾斜角对应的最大高度小于所述成形纸卷的半径，避免限位挡板79和倾斜夹紧翼板710与成型纸卷接触而损坏成型纸卷。

实施例3

如图3所示，本发明还提供了一种石膏板生产线全自动上纸方法，本实施方式提供的是对成型纸纸卷的全自动上纸方法，可精准计算纸卷的宽度，并且限定纸卷在正对接纸上纸的下方停止移动，从而方便接纸上纸的精确夹紧，并且确保成型纸纸卷的左右两端对准不倾斜，避免出现纸卷的左右夹持位置有偏移未对准的情况，防止成型纸纸卷由于左右两端未对准而影响受力均匀性，避免成型纸受力差而产生破裂，本实施方式的上纸位置比人工调整精度更高更稳定。

包括如下步骤：

步骤100、送纸小车按照上纸滑道的行走路线将纸卷运输到接纸行走小车，并且在上纸滑道的两端分别设置用于定位纸卷位置的位置光电传感器。

在本步骤中，两组所述位置光电传感器分别具体设置在靠近送纸小车前边缘的所述上纸滑道起点的两平行侧边，以及靠近所述上纸滑道末端的一个夹持臂下方的上纸滑道两平行侧边。

所述上纸滑道起点的所述位置光电传感器用于检测所述送纸小车的上的纸卷长度，所述上纸滑道末端的所述位置光电传感器用于检测所述送纸小车的纸卷位置信息。

上纸滑道起点的位置光电传感器检测纸卷宽度的具体操作为：

上纸滑道起点的位置光电传感器根据输出电信号从开始变化到结束变化的总时间t，以及送纸小车的移动速度v，计算纸卷的宽度w＝v×t；

上纸滑道末端的位置光电传感器的安装位置处于靠近接纸行走小车的夹持臂内侧，当上纸滑道末端的位置光电传感器检测到送纸小车的纸卷时，限定送纸小车位置的具体操作为：

所述上纸滑道末端的位置光电传感器在输出电信号开始变化的瞬间，意味着纸卷刚达到位置光电传感器的安装位置，此时控制所述送纸小车停止工作，可保证纸卷完全处于接纸行走小车的两个夹持臂之间。

在步骤200中，所述接纸行走小车的两个夹持臂上设有一组距离光电传感器和一组位置光电传感器，所述距离光电传感器用于检测所述接纸行走小车的两个夹持臂内侧壁之间的距离，所述位置光电传感器用于检测所述纸行走小车的两个夹持臂的夹持位置；

所述接纸行走小车的两个夹持臂的初始工作宽度大于纸卷长度，所述接纸行走小车的两个夹持臂的初始工作高度大于纸卷高度。

在计算纸卷的宽度，并限定纸卷的停止位置后，接纸行走小车需要将纸卷进行装载上纸，具体的步骤如下：步骤200、接纸行走小车的两个夹持臂根据设定的初始高度参数和初始宽度参数调整两个夹持臂的相对位置，两个夹持臂下移并相对缩进直至夹住纸卷。

接纸行走小车的两个夹持臂的初始宽度参数具体根据纸卷的宽度限定，根据上纸滑道起点的位置光电传感器计算的纸卷长度，调控接纸行走小车的两个夹持臂的初始宽度参数，使得两个夹持臂的距离光电传感器检测的初始宽度大于纸卷长度。

接纸行走小车的两个夹持臂的初始高度参数具体根据纸卷的厚度限定，确保接纸行走小车的两个夹持臂连线水平，并且保证夹持臂的初始高度大于纸卷的厚度，不妨碍纸卷沿着上纸滑道进入接纸行走小车的两个夹持臂内部。

当限定纸卷的停止位置后，即需要两个夹持臂下移并夹住纸卷，具体的操作为：接纸行走小车的两个夹持臂下移，当两个夹持臂的位置光电传感器的输出信号变化时，则代表两个夹持臂下移至所述纸卷的位置，当位置光电传感器的输出信号由变化值重新复位时，则代表两个夹持臂下移至所述纸卷的中空套筒位置，停止两个夹持臂的下移，两个夹持臂下移相对缩进即可夹住纸卷。

当两个夹持臂进入纸卷的中空套筒时，两个夹持臂上的距离光电传感器检测的数据小于纸卷的宽度，可根据需求具体限定在接纸行走小车的两个夹持臂夹紧纸卷时与纸卷的宽度之前的数据关系。

在夹紧纸卷后，需要抬高接纸行走小车的两个夹持臂至初始高度位置进行上纸，具体的实现步骤如下：

步骤300、重新升高接纸行走小车的两个夹持臂，直至接纸行走小车的两个夹持臂复位至初始高度参数放纸。

接纸行走小车夹持纸卷并复位到初始高度的具体步骤为：

接纸行走小车在初始高度位置，根据上纸滑道起点的位置光电传感器计算的纸卷长度调整两个夹持臂之间的初始宽度；

上纸滑道末端的位置光电传感器检测到纸卷到来，控制送纸小车停止移动，同时控制接纸行走小车的两个夹持臂下移；

当接纸行走小车的两个夹持臂上的位置光电传感器由变化值重新复位时，停止两个夹持臂的下移，同时调控接纸行走小车的两个夹持臂相对移动夹紧纸卷；

接纸行走小车的两个夹持臂上移至设定的初始高度对纸卷放纸。

通过上述三个步骤即可实现对石膏板成型纸的上纸操作，在上纸过程中，接纸行走小车的两个夹持臂同时顺时针旋转和逆时针旋转，转动的速度相同，从而确保两个夹持臂之间的连线永远保持水平，解决上纸后纸卷两端不对齐水平的难题，避免成型纸在放纸时受力不均断裂。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。