检测鞋面防水性的流水线及检测方法与流程

本发明涉及鞋类加工，具体涉及检测鞋面防水性的流水线及检测方法。

背景技术：

1、随着户外运动、登山徒步等休闲活动的蓬勃兴起，对鞋类产品的防水性能要求日益提高，eptfe（膨体聚四氟乙烯）薄膜的微孔径远小于水滴直径，但大于水蒸气分子直径，因此能够在有效隔绝液态水的同时实现良好的透气透湿性能，目前，eptfe薄膜三合一复合鞋面（面料层-eptfe膜层-里料层）被广泛应用于高端鞋面材料中。一双鞋在生产完成后，必须经过严格的质量检测才能出厂，鞋面防水性检测是其中不可或缺的一环，eptfe膜的完整度是影响鞋面防水性能最重要的因素。

2、现有的防水性能检测技术通常将面料固定在夹具上，一侧持续注水加压，观察另一侧渗水情况。公开号cn223346680u的中国实用新型专利公开了一种用于鞋面防水性能检测装置，该装置通过夹持机构将鞋面拉伸后进行喷淋，并结合热风系统吹出热风模拟穿着环境，最后利用含水量检测仪监测鞋面透水情况。然而，上述方法需对鞋面进行注水加压、拉伸、喷淋、热风直吹等操作，易导致鞋面受水压、外力拉伸、急速地热胀冷缩而变形、产生褶皱，甚至导致eptfe薄膜破损，部分合格鞋面反而可能因受检测而无法进入合格品行列，浪费制鞋材料，提高生产成本。如何在不损伤鞋面的前提下实现防水性能的有效检测，成为本领域亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种检测鞋面防水性时不会损伤eptfe薄膜的流水线及检测方法，实现无需模拟使用工况即可对鞋面进行防水性能的无损检测。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种检测鞋面防水性的流水线，包括输送鞋子的传送机构，还包括中控单元，所述传送机构上沿送料方向依次设置有预干燥组件、无损检测组件、检后分拣单元，所述中控单元分别与预干燥组件、无损检测组件、检后分拣单元电连接；所述的无损检测组件包括有检测架，所述检测架上设有用于检测鞋面表面瑕疵并将检测结果反馈至中控单元的表面检测单元及用于检测鞋面内部结构瑕疵并将结果反馈至中控单元的内部检测单元；所述的预干燥组件包括用于对鞋体内外进行干燥的干燥机构及水分检测机构，所述的水分检测机构处于干燥机构与表面检测单元之间，且水分检测机构与表面检测单元之间设有待测品剔除单元，所述的检后分拣单元接收中控单元提供的检测结果后，根据中控单元的判断指令将合格或残次的鞋体进行分拣归类。

4、采用上述技术方案，通过中控单元对各组件进行联动控制，使待检鞋体在进入检测环节前先完成干燥处理和水分状态筛查，再依次进行鞋面表面瑕疵检测和内部结构瑕疵检测，最后根据检测结果自动分拣归类，能够在不损伤鞋面的前提下实现对鞋面防水性能的无损检测。尤其是，通过在无损检测前增设预干燥和水分检测环节，并配合待测品剔除单元预先排除不满足检测条件的鞋体，防止鞋子生产中的残留湿气干扰检测结果，提高检测准确性和稳定性；同时，通过表面检测单元与内部检测单元的配合，可识别鞋面外观缺陷及内部结构缺陷，提升检测结果准确性；通过传送机构自动运输鞋子，待测品剔除单元自动剔除不合格的待检品，检后分拣单元自动分拣检后鞋子，提高产线的自动化水平。

5、上述技术方案可进一步设置为：传送机构包括用于将鞋体从无损检测组件输送至检后分拣单元的皮带输送单元及皮带机架，皮带输送单元依次经过无损检测组件及检后分拣单元，表面检测单元包括可转动安装在检测架顶部的表面安装座、安装在表面安装座上的激光发射器及光电接收器，激光发射器的输出端与光电接收器的输入端皆朝向鞋体运输路径设置，激光发射器用于向鞋面发射激光束，光电接收器用于接收鞋面反射的激光信号并将鞋面的相关参数反馈至中控单元；内部检测单元包括相对设置在鞋体输送路径两侧的太赫兹波发射器、太赫兹波接收器，太赫兹波发射器的发射方向垂直于鞋体输送方向设置，太赫兹波接收器的信号接收端朝向太赫兹波发射器的发射端设置，太赫兹波接收器接收太赫兹波发射器发射并穿透鞋体的太赫兹波后，将太赫兹波穿透鞋体后的分布特征信号反馈至中控单元；中控单元根据对表面检测单元与内部检测单元反馈的信息的分析控制检后分拣单元对鞋体进行分拣。

6、采用上述技术方案，通过融合光学与太赫兹波技术，构建多模态、高精度的非接触检测系统：皮带输送单元提供了稳定连续的运输基础，表面检测单元通过激光扫描对鞋面的外表面进行建模，其工作原理为：激光发射器向运动中的鞋面投射高精度激光，当鞋面存在褶皱、划痕等表面瑕疵时，反射光的强度、光斑形状或位置会发生特征性变化，光电接收器捕捉这些变化并将其转化为电信号传输至中控单元，中控单元根据该电信号进行图像绘制与模型建立并分析图像与模型，通过与预设的图像、模型进行参数对比，根据图像分析出当前鞋面是否存在污渍等缺陷，根据模型分析出鞋面表面是否存在划痕、褶皱、孔洞等缺陷。可转动的表面安装座允许调节激光束从不同角度扫描鞋面曲率变化区域，确保检测无死角。太赫兹波发射器产生并发射太赫兹波束，该波束垂直穿透运动中的鞋面三明治结构，位于另一侧的太赫兹波接收器接收穿透后的波束，由于太赫兹波能够穿透如纺织物、高分子薄膜等非极性、非金属材料但对内部结构缺陷（如薄膜断裂、存在气泡、存在透水孔洞等）会产生显著的吸收、散射或相位变化，通过分析其强度衰减图谱、频谱特征、成像信息，中控单元能够重构出鞋面内部eptfe薄膜层的微观状态，精准定位肉眼不可见的潜在缺陷；检测覆盖宏观表面与微观内部结构，中控单元通过同时分析两者反馈的数据，能够更全面、更可靠地评估鞋面的整体防水性能，从而实现对检后分拣单元的精确控制。

7、上述技术方案可进一步设置为：传送机构包括用于将鞋体从预干燥组件输送至无损检测组件的网带输送单元及网带机架，网带输送单元和皮带输送单元沿送料方向依次衔接，干燥机构包括罩设于传送机构上方的隧道炉体，隧道炉体沿鞋体输送方向的两端设有进料口、出料口，隧道炉体顶部外侧固定安装有循环风机及驱动循环风机的驱动电机，隧道炉体顶部设有排风口，排风口通过排风管道与循环风机的出风口连通；隧道炉体靠近网带输送单元下方处设有回风口，回风口通过回风管道与循环风机的进风口连通，隧道炉体内部空气从排风口排出后从回风口回流至循环风机；隧道炉体位于排风口下方处设有加热元件，隧道炉体内壁固定安装有温度传感器；隧道炉体外侧安装有温控器，温控器分别与循环风机、加热元件、温度传感器电连接，温度传感器实时监测隧道炉体内部温度并反馈至温控器，温控器根据温度数据实时调节加热元件与循环风机的输出功率使隧道炉体温度保持恒温。

8、采用上述技术方案，网带输送单元采用网带作为输送带，热风可从鞋体上方穿过网带输送单元，通过隧道炉体构成了一个封闭的干燥腔室，与循环风机、加热元件、温度传感器等组成闭环循环热风系统，其工作原理为：加热元件对腔室内的空气进行加热，循环风机作为动力源，将空气从顶部的排风口吹出，通过排风管道送入隧道炉体内部。热风在炉体内自上而下流动，经过网带上的鞋体对鞋体进行干燥，热风在炉体下部通过回风口和回风管道被循环风机再次吸入，形成一个闭合的空气循环回路，温度传感器实时监测炉内温度并反馈至温控器，温控器通过调节加热元件的功率和循环风机的转速，将干燥温度精确稳定在设定值，采用该技术方案，可安全、高效地将鞋体处理至理想的干燥状态，为后续的准确检测创造了稳定可靠的初始条件。

9、上述技术方案可进一步设置为：水分检测机构包括设置在隧道炉体出料口处的水检架，水检架包括分别与传送机构两侧固定的第一连接部、第二连接部，水检架还包括两端分别与第一连接部上端、第二连接部上端连接的安装部，安装部下侧安装有红外水分检测探头，红外水分检测探头朝向传送机构设置，红外水分检测探头可对鞋体表面含水率信息进行非接触式检测并将检测结果反馈至中控单元，中控单元根据红外水分检测探头反馈的信息判断鞋体的干燥情况并控制待测品剔除单元对鞋体进行剔除。

10、采用上述技术方案，通过非接触式的红外水分检测技术，水检架横跨网带设置，红外水分检测探头稳定且正对鞋体上方安装在水检架下侧，红外水分检测探头的工作原理基于水分子对特定波长红外光的特征吸收：探头向经过的鞋体表面发射一束红外光，并接收反射光信号，由于鞋体表面残留水分会吸收部分特定波长的红外能量，通过分析反射光谱中水分特征吸收带的强度，探头可以快速、准确地计算出鞋体表面的含水率，并以电信号形式实时反馈至中控单元。中控单元内预设了干燥合格的含水率阈值。如果某只鞋体因在隧道炉内停留时间不足、自身初始湿度异常或受热不均等原因，导致其表面含水率仍高于阈值，说明其未达到检测所需的干燥基准，若直接进入后续检测，其表面水膜会严重干扰激光和太赫兹波信号，导致误判。此时，中控单元会立即发出指令，控制下游的待测品剔除单元将该鞋体移出主线，保证流入无损检测组件的每一只鞋体都处于干态，提高核心检测的准确性，避免将干燥不合格品误当作防水缺陷品处理而造成浪费，同时这些被剔除的鞋体可以返回干燥工序重新处理或单独检查干燥异常原因，实现了生产流程的精细化管理。

11、上述技术方案可进一步设置为：待测品剔除单元包括剔除支撑架，剔除支撑架固定于传送机构上鞋体输送路线的一侧，剔除支撑架上朝鞋体运输路线方向设置有剔除机构，剔除机构包括第一电缸、第一推板，第一电缸设置有气缸杆，第一推板朝向第一电缸一侧设置有与气缸杆连接的连接部，第一推板远离第一电缸的一侧设置有用于推落鞋体的推鞋部，推鞋部远离连接部的一端向连接部一侧凹陷形成圆弧形贴合槽，圆弧形贴合槽朝向鞋体输送路线设置；待测品剔除单元还包括设置在传送机构下方的第一回收盒以及设置在传送机构远离剔除支撑架一侧的第一回收管道，第一回收管道的入料端正对第一推板设置，第一回收管道的出料端朝向第一回收盒设置。

12、采用上述技术方案，剔除支撑架作为整个单元的基础，牢固地安装在传送机构侧方，为剔除动作提供反作用力支撑，第一电缸作为动力源，通过气缸杆的伸缩提供直线推动力，通过第一推板将气缸动力转化为有效剔除动作。第一推板的结构设计匹配鞋体的外形特征：推鞋部是直接与鞋体接触的部分，其前端设计的圆弧形贴合槽，其曲率与常见鞋体的弧形外廓相匹配。当第一电缸接收到中控单元指令后驱动气缸杆伸出，推动第一推板向传送带上的目标鞋体运动。此时，圆弧形贴合槽贴合鞋体的弧形侧面，形成面接触，使接触面积增大、推力分布更均匀，避免了局部应力过大可能对鞋面造成的刮伤或压痕；面接触能更稳定地控制鞋体姿态，防止在推动过程中鞋体发生意外旋转或倾倒，确保其被准确、平稳地推离传送带，通过第一回收管道的导向进入下方的第一回收盒。

13、上述技术方案可进一步设置为：所述检后分拣单元包括固定设置在传送机构一侧的分拣支撑架、设置在分拣支撑架上的推料机构，所述推料机构包括固定设置在分拣支撑架上的第二电缸及与所述第二电缸的输出端连接的第二推板，所述第二电缸可驱动所述第二推板沿与鞋体运输路径垂直的方向往复运动，所述检后分拣单元还包括设置在传送机构下方的第二回收盒以及设置在传送机构远离分拣支撑架一侧的第二回收管道，所述第二回收管道的入料端正对第二推板设置，所述第二回收管道的出料端朝向第二回收盒设置。

14、采用上述技术方案，提供了一种结构简洁、动作可靠的自动化分拣末端执行方案，实现了检测结果到物理分拣的最终闭环。分拣支撑架为推料机构提供了稳固的安装基座。推料机构是执行分拣动作的核心，其采用气缸驱动，具有响应速度快、运动精准、维护简单的特点。第二推板与第二电缸的输出端直接连接，其板状结构能够覆盖鞋体的有效宽度。其工作原理为：当鞋体经由皮带输送单元运送至检后分拣工位时，中控单元已根据前述所有检测数据对该鞋体做出了合格或残次的最终判断。若判定为残次品，中控单元向第二电缸发出信号，气缸驱动第二推板迅速伸出，其运动方向与传送带前进方向垂直。第二推板侧面接触鞋体，在传送带向前运动的配合下，将鞋体横向推离传送带主路径，使其通过第二回收管道的导向进入下方的次品收集盒中。合格的鞋体则随传送带继续前进，进入合格品收集区。设置于传送带下方的第二回收盒承接落下的次品，便于集中收集和处理，整个分拣过程无需人工干预，分拣效率高、自动化程度高。

15、一种基于上述装置进行鞋面的防水性无损检测方法，包括以下步骤：

16、s1：将待检鞋体放置于传送机构上，由传送机构将鞋体依次输送至预干燥组件；预干燥组件的干燥机构对鞋体内外表面同步施加热风，去除鞋体表面及内腔残留水分；

17、s2：干燥完成后，水分检测机构对鞋体表面含水率进行非接触式检测并将检测结果反馈至中控单元，中控单元对检测结果进行分析：若含水率高于设定阈值，中控单元控制待测品剔除单元将该鞋体从传送机构剔除；若含水率低于或等于设定阈值，传送机构将鞋体继续输送至无损检测组件；

18、s3：鞋体进入无损检测组件后，表面检测单元对鞋面表面进行瑕疵检测并将检测结果反馈至中控单元，中控单元接收到检测结果后对鞋面表面质量进行分析：若鞋面表面质量符合预设的鞋面表面参数，则分析完成后进入步骤s4；若鞋面表面质量不符合预设的鞋面表面参数，则分析完成后进入步骤s5；

19、s4：内部检测单元对鞋面内部结构进行瑕疵检测，并将检测结果反馈至中控单元，由中控单元对鞋面内部结构质量进行分析；

20、s5：中控单元综合分析各检测结果并作出最终判断，检后分拣单元接收中控单元提供的检测结果后，根据中控单元的判断指令将鞋体分拣归类：判定为合格鞋体，分拣至合格品区；判定为残次的鞋体，分拣至残次品区。

21、采用上述技术方案，步骤s1的预干燥是必要的前置处理，它通过热风无接触方法去除干扰源，为高灵敏度无损检测创造了纯净的信号环境。步骤s2引入了首个决策点，基于红外水分检测的客观数据对干燥效果进行量化判断和即时筛选，确保了后续核心检测环节输入样本的一致性，将干燥不达标品提前分流处理，优化了主检测线的效率与精度。步骤s3和s4采用先表面后内部的递进式检测逻辑：表面检测可快速筛除存在明显宏观缺陷的鞋体，避免其进入更复杂、更耗时的内部检测环节，提高了整体检测效率。只有表面检测通过的鞋体才进入步骤s4的内部检测，利用太赫兹波的穿透性技术深入评估eptfe薄膜层等关键防水结构的微观完整性。步骤s5是最终决策与执行阶段，中控单元综合表面参数与内部结构信息，运用预设算法模型进行最终判定，并指令检后分拣单元完成物理分拣，实现了从信息采集、分析到动作执行的自动化闭环。

22、与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：

23、本技术通过设置预干燥、水分检测、表面检测、内部检测及检后分拣等环节，并由中控单元对各环节进行联动控制，构建了一套适用于鞋类加工生产线的防水性无损检测方案，能够在不损伤鞋面的前提下实现对鞋面表面瑕疵、内部结构缺陷及疑似缺陷区域的综合识别，在减少材料浪费、提高检测效率、自动化程度和连续化生产适配能力的同时，并通过预干燥降低了残留水分对检测结果的干扰，进一步提高了检测的准确性、稳定性和可靠性。

24、下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。