一种胶合板翘曲度激光检测设备的制作方法

本发明涉及板材检测设备，更具体地说，涉及一种胶合板翘曲度激光检测设备。

背景技术：

1、胶合板由多层木质单板经涂胶、组坯和热压等工序制成，在生产、存储及使用过程中，受单板含水率差异、胶层收缩、热压应力释放以及环境温湿度变化等因素影响，板材容易产生翘曲变形。翘曲程度是评价胶合板外观质量及后续加工适用性的重要指标，因此需要对胶合板表面高度变化进行检测，以确定其翘曲位置及翘曲程度。

2、现有胶合板翘曲检测通常将待检测板材放置于检测平台或若干固定支撑点上，再利用激光测距传感器沿板材表面移动，对不同位置的高度进行采集，并根据各检测位置之间的高度差异判断板材的翘曲状态。相较于人工靠尺等检测方式，激光检测具有非接触、检测效率较高以及便于实现自动化等优点。

3、但是，胶合板自身具有一定柔性，同时其底面通常并非理想平面。当胶合板放置于刚性平台或固定支撑点上时，不同支撑位置与胶合板底面之间可能存在局部间隙，容易造成板材承托不均、局部悬空或整体姿态偏移；若为了消除间隙而提高局部支撑位置的承托作用，又可能对胶合板产生局部顶升，使板材上表面发生由支撑作用引起的附加变形。此时激光测距获得的高度变化不仅包含胶合板自身的实际翘曲，还可能叠加由承托状态造成的高度变化，从而影响翘曲检测结果的准确性。

4、尤其对于不同厚度、不同刚度以及底面局部形貌存在差异的胶合板，各支撑位置对板面的影响程度并不相同，简单采用统一支撑高度或统一承托作用难以兼顾支撑稳定性和避免板材变形的要求。同时，现有检测方式通常在板材完成放置后直接进行表面扫描，缺少对各支撑位置与板面变形之间响应关系的检测，因而难以判断检测到的局部高度异常究竟来源于胶合板自身翘曲还是由支撑作用产生的附加变形。

5、因此，如何在保持胶合板稳定承托的同时适应其底面局部形貌，并降低承托作用对胶合板原始翘曲状态的干扰，同时对检测得到的异常区域进行支撑影响辨别，是现有胶合板翘曲度激光检测设备需要进一步解决的问题。

技术实现思路

1、针对现有胶合板翘曲度激光检测过程中，胶合板底面局部形貌差异容易造成承托不均，而局部承托作用过大又可能引起胶合板附加变形，导致激光检测获得的板面高度变化中混入支撑诱导变形，难以准确区分胶合板自身翘曲与承托作用造成的高度异常的问题，提供一种胶合板翘曲度激光检测设备，通过建立各气囊承托状态变化与胶合板板面局部响应之间的对应关系，对多个气囊进行协同承托调节，并对候选翘曲区域进行支撑来源验证，以降低承托状态对胶合板原始形态的影响，提高胶合板翘曲检测结果的准确性和可靠性。

2、为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

3、一种胶合板翘曲度激光检测设备，包括机台，所述机台上设有用于承载待检测胶合板的托台，所述托台上阵列设置有多个承托装置，每个所述承托装置均包括供气模组以及与所述供气模组连通的气囊，多个所述供气模组分别用于调节对应气囊的充气状态，以使多个所述气囊形成与待检测胶合板底面局部形貌相适配的承托状态；

4、所述机台上设有位于托台上方的检测模组，所述检测模组包括横向线性模组，所述横向线性模组的活动端设有纵向线性模组，所述纵向线性模组的活动端设有转动模组，所述转动模组的转动端间隔设置有多个朝向托台的激光测距组件，多个激光测距组件具有不同回转半径，所述机台上设有智能检测与控制模块，所述智能检测与控制模块包括控制器以及与各承托装置对应设置的压力检测单元，所述控制器分别与各供气模组、压力检测单元、横向线性模组、纵向线性模组、转动模组和各激光测距组件连接，通过阵列式气囊承托适应胶合板底面局部形貌，并结合多回转半径激光测距组件进行扫描，有利于提高承托稳定性及翘曲检测覆盖能力。

5、作为本发明的进一步技术方案，所述智能检测与控制模块被配置执行以下步骤：

6、s1、将待检测胶合板置于承托装置上，分别向各气囊供气并获取对应的压力变化数据，根据所述压力变化数据确定各气囊与胶合板底面的初始接触状态；

7、s2、依次选取达到初始接触状态的气囊作为目标气囊，对所述目标气囊进行充气和卸压扰动，并控制具有不同回转半径的多个激光测距组件对所述目标气囊对应的胶合板上表面区域进行旋转检测，根据不同检测位置的高度变化确定所述目标气囊对应的局部支撑响应；

8、s3、根据各气囊作为目标气囊时的充气和卸压扰动与对应局部支撑响应之间的关系，确定各气囊的承托敏感状态，并根据各气囊的承托敏感状态及对应局部支撑响应之间的空间关联确定协同承托的气囊，对所述协同承托的气囊进行承托状态调节，形成稳定承托状态；

9、s4、在所述稳定承托状态下，控制多个激光测距组件进行旋转检测并相对胶合板表面移动，根据各激光测距组件的检测位置及对应的测距数据形成胶合板的板面高度分布，并根据所述板面高度分布确定候选翘曲区域；

10、s5、根据各气囊对应的局部支撑响应与所述候选翘曲区域之间的空间关联，对与所述候选翘曲区域相关的气囊进行承托状态调整并复测所述候选翘曲区域，根据复测前后的板面高度变化确定胶合板的翘曲检测结果，通过建立气囊扰动、局部支撑响应、协同承托及候选翘曲复测的闭环控制过程，有利于降低支撑状态对胶合板真实翘曲检测结果的干扰。

11、作为本发明的进一步技术方案，所述s5中，根据各气囊对应的局部支撑响应与所述候选翘曲区域之间的空间关联确定多个候选影响气囊，保持其余候选影响气囊的承托状态不变，依次改变各候选影响气囊的承托状态并分别复测所述候选翘曲区域，根据各候选影响气囊承托状态改变前后所述候选翘曲区域的板面高度变化，确定各候选影响气囊对所述候选翘曲区域的支撑影响，并在排除支撑作用引起的附加变形后确定胶合板的翘曲检测结果，通过依次改变候选影响气囊的承托状态并分别复测候选翘曲区域，可识别不同支撑位置造成的附加变形，提高真实翘曲判定的可靠性。

12、作为本发明的进一步技术方案，所述s2中，在目标气囊保持初始接触状态时，通过多个激光测距组件获取对应胶合板上表面区域的局部基准高度数据；对所述目标气囊进行增量充气后获取充气扰动高度数据，再对所述目标气囊进行卸压并获取卸压扰动高度数据，根据同一检测位置的局部基准高度数据、充气扰动高度数据和卸压扰动高度数据之间的变化关系，确定所述目标气囊产生的可逆局部支撑响应，通过获取扰动前、充气扰动后及卸压后的板面高度数据，可确定气囊产生的可逆局部支撑响应，为识别支撑作用对板面形态的影响提供依据。

13、作为本发明的进一步技术方案，所述目标气囊在回转半径及转角对应检测位置的局部支撑响应值按照下式确定：；其中，为第个目标气囊在回转半径及转角对应检测位置的局部支撑响应值；为扰动前的板面高度，为充气扰动后的板面高度，为卸压后的板面高度；根据不同回转半径及不同转角位置的局部支撑响应值分布确定所述目标气囊的支撑影响范围及主要支撑响应方向，通过定量计算不同回转半径及转角位置的局部支撑响应值，可更加准确地确定气囊的支撑影响范围及主要响应方向，提高响应识别精度。

14、作为本发明的进一步技术方案，所述多个激光测距组件分别沿不同回转半径对所述目标气囊对应的胶合板上表面区域进行旋转检测，根据不同回转半径对应检测位置的局部支撑响应变化确定所述目标气囊的支撑影响范围，并根据不同转角位置的局部支撑响应差异确定所述目标气囊的主要支撑响应方向，将所述支撑影响范围及主要支撑响应方向与对应目标气囊关联存储，通过不同回转半径和不同转角位置的旋转检测获得支撑影响范围及主要响应方向，可建立气囊支撑作用与胶合板板面区域之间的空间对应关系。

15、作为本发明的进一步技术方案，所述s3中，根据各气囊由初始接触状态进入试撑状态时的压力变化量以及对应局部支撑区域的板面高度变化量确定承托敏感程度；在预设压力变化量下，板面高度变化越大，对应气囊的承托敏感程度越高，板面高度变化越小，对应气囊的承托敏感程度越低，通过压力变化量与对应板面高度变化量确定气囊的承托敏感程度，可区分不同支撑位置对胶合板形态的影响差异，为后续承托调节提供依据。

16、作为本发明的进一步技术方案，所述s3中，根据不同气囊对应局部支撑响应的支撑影响范围及主要支撑响应方向确定不同气囊之间的空间关联；当两个或多个气囊的支撑影响范围存在重叠，或者一个气囊的主要支撑响应方向延伸至另一气囊对应区域时，确定对应气囊之间存在空间关联，并将对应气囊确定为协同承托的气囊，通过支撑影响范围的重叠关系及主要支撑响应方向确定气囊之间的空间关联，可依据实际机械响应关系形成协同承托，避免简单位置分组造成误差。

17、作为本发明的进一步技术方案，对于承托敏感程度较高的气囊，减小其充气量或限制其继续充气，并增加与其存在空间关联的其他气囊的承托作用；每次承托状态调节后，通过激光测距组件复测对应板面区域，当继续改变单个气囊的承托状态不再引起对应板面区域的高度变化，且连续复测获得的板面高度保持在预设范围内时，确定形成所述稳定承托状态，通过限制高敏感气囊的承托作用并由空间关联气囊协同分担，可降低单点顶升造成的附加变形，并通过复测获得更加稳定的承托状态。

18、作为本发明的进一步技术方案，所述s5中，在单独改变候选影响气囊的承托状态后复测所述候选翘曲区域，当候选翘曲区域的局部高度、高度差或板面变化趋势发生变化，并在所述候选影响气囊恢复至稳定承托状态时相应恢复时，确定所述候选影响气囊对候选翘曲区域存在支撑影响；根据该候选影响气囊的承托敏感状态以及与其他气囊之间的空间关联重新调整协同承托状态并再次复测，当各候选影响气囊分别改变承托状态后候选翘曲区域的主要板面高度分布保持稳定时，将对应区域确定为有效翘曲区域，通过候选影响气囊的单独扰动、恢复及重复复测验证板面变化的可逆性，可进一步区分支撑诱导变形与胶合板自身翘曲，提高检测准确性。

19、相比于现有技术，本发明的优点在于：

20、本发明通过在托台上阵列设置多个具有独立供气能力的承托装置，利用各供气模组分别调节对应气囊的充气状态，使各气囊能够根据胶合板底面不同位置的局部形貌形成相适配的承托状态，从而减少刚性支撑或统一支撑高度所造成的局部悬空、受力不均以及板材姿态偏移。

21、通过压力检测单元获取各气囊的压力变化数据，可判断气囊由自由膨胀状态进入与胶合板底面接触的初始接触状态，使各承托位置能够以较小扰动建立基础支撑，避免气囊过度充气直接顶升胶合板。

22、进一步地，通过对达到初始接触状态的目标气囊进行充气和卸压扰动，并利用具有不同回转半径的多个激光测距组件对相应板面区域进行旋转检测，可获得不同位置在支撑状态变化前后的高度响应，进而确定各气囊对应的局部支撑响应、支撑影响范围及主要响应方向，实现对气囊承托作用在胶合板板面上传播特征的识别。

23、在此基础上，根据气囊压力变化与板面高度变化之间的关系确定承托敏感状态，并结合不同气囊局部支撑响应之间的空间关联确定协同承托关系，使承托敏感程度较高的气囊减少或限制继续充气，并由相关气囊共同分担承托作用，从而降低单点集中顶托引起的局部附加变形，形成更加稳定、低扰动的承托状态。

24、稳定承托后，通过横向、纵向移动与多回转半径旋转检测相结合，可获得胶合板较为完整的板面高度分布并确定候选翘曲区域。对于候选翘曲区域，再依据局部支撑响应筛选候选影响气囊，通过逐一改变其承托状态并进行复测，判断板面异常是否随支撑状态发生可逆变化，从而识别并排除由气囊承托作用引起的附加变形，使最终得到的翘曲位置、翘曲方向及翘曲程度更接近胶合板自身真实形态，提高胶合板翘曲度检测的准确性、稳定性及可靠性。