[發明專利]用于在泡沫生產過程中在線監測泡沫質量的方法和裝置

在審

• 申請號: 202010801935.5
• 申請日: 2020-08-11
• 公開（公告）號: CN114076765A
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 高建伍;張俊
• 申請（專利權）人: 科思創德國股份有限公司
• 主分類號: G01N21/89
• 分類號: G01N21/89;G01N29/02;G01B11/24;G01B17/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李湘;閆小龍

1.一種用于在泡沫生產過程中在線監測泡沫質量的方法，其中，用于生產泡沫的原料經設置于傳送機一端的混合噴頭被注入到所述傳送機的輸送底板上，所述方法包含下列步驟：

連續獲取泡沫在預先設定位置處的斷面輪廓數據以生成泡沫表面的形貌圖，所述預先設定位置位于所述輸送底板的行進路徑上；以及

基于泡沫表面的形貌圖來檢測泡沫的缺陷。

2.如權利要求1所述的方法，其中，所述斷面輪廓數據為斷面的頂部輪廓數據。

3.如權利要求2所述的方法，其中，利用設置在所述斷面處的泡沫上方的激光傳感器或超聲波傳感器以線掃描泡沫頂部表面的方式來獲取所述頂部輪廓數據。

4.如權利要求2或3所述的方法，其中，所述頂部輪廓數據包括泡沫的頂部輪廓各點的空間位置坐標，所述形貌圖由按照采樣間隔獲取的多個頂部輪廓拼接而成，所述采樣間隔隨所述輸送底板的行進速度的變化而變化以確保相鄰頂部輪廓沿所述輸送底板行進方向上的間距相等，并且按照下列方式來檢測泡沫的缺陷：

將沿第一方向在所述形貌圖上截取的輪廓與第一標準輪廓模板進行比較，并且將沿第二方向在所述形貌圖上截取的輪廓與第二標準輪廓模板進行比較，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

根據比較結果判斷缺陷的存在性和類型。

5.如權利要求4所述的方法，其中，所述第一標準輪廓模板和所述第二標準輪廓模板為基于生產質量規范確定的特征閾值或標準輪廓曲線。

6.如權利要求2或3所述的方法，其中，所述頂部輪廓數據包括泡沫的頂部輪廓各點的空間位置坐標，所述形貌圖為包括泡沫的頂部輪廓各點的空間位置坐標的點云圖，并且按照下列方式來檢測泡沫的缺陷：

在所述點云圖中搜索深度發生突變的目標區域；以及

基于神經網絡模型對所述目標區域進行識別以判斷是否存在缺陷以及缺陷的類型。

7.如權利要求6所述的方法，其中，按照下列方式訓練所述神經網絡模型：

獲取多個點云圖樣本，其中，每個點云圖樣本對應的物理尺寸為L×W，這里的L為點云圖樣本所對應的沿所述輸送底板行進方向的物理尺寸，其不大于設定的第一閾值，W為泡沫的寬度；

根據設定的質量標準對點云圖樣本進行標注，其中，對于被標注的單個缺陷，其所對應的物理面積不大于第二閾值；

從所述多個點云圖樣本中選擇訓練數據集，其中，被標注缺陷類型的點云圖樣本占的數量與所述訓練數據集的點云圖樣本總數之比不小于第一比例；以及

利用所述訓練數據集對神經網絡模型進行多次訓練，其中，每次訓練完成后將訓練數據集中的第二比例的點云圖樣本保留以用于下一次的訓練。

8.如權利要求4或6所述的方法，其中，所述缺陷的類型包括表面開裂、塌陷、表面起泡和表面鼓包。

9.如權利要求1或2所述的方法，其中，所述泡沫為聚氨酯軟質泡沫。

10.如權利要求1或2所述的方法，所述方法還包括下列步驟：

通過比較多個產品制造方案所對應的缺陷檢測結果來優化所述產品制造方案中的工藝參數和/或配方。

11.一種用于在泡沫生產過程中在線監測泡沫質量的裝置，其中，用于生產泡沫的原料經設置于傳送機一端的混合噴頭被注入到所述傳送機的輸送底板上，所述裝置包含：

輪廓測量單元，其配置為連續獲取泡沫在預先設定位置處的斷面輪廓數據，所述預先設定位置位于所述輸送底板的行進路徑上；計算單元，其配置為由所述斷面輪廓數據生成泡沫表面的形貌圖和基于泡沫表面的形貌圖來檢測泡沫的缺陷。