一种石膏建材多规格更换系统及方法与流程

本发明涉及石膏板生产技术领域，具体涉及一种石膏建材多规格更换系统及方法。

背景技术

多功能装饰板材是一种具有个性化设计、工厂化生产、装配式施工、即装即住、安全环保等特点于一体多功能饰面板材，彻底改变传统装修工法和建材产业，完美替代刮腻子、刷油漆涂料、贴壁纸壁布等现场湿法作业，替代木材、砖头、砌块等多种装修材料，从根源上彻底解决室内装修污染问题。

装饰板材车间的生产线由上料，翻板机，收尘，覆膜机等多个工段组成，环环相扣，相辅相成。在装饰板材生产过程中，石膏板车间定制的石膏板经由上料机，翻板机，除尘机之后，进入专门的覆膜设备中，之后再经过切膜，包装成了一块块崭新的装饰板材。

但是现有的石膏板材生产线还存在的缺陷如下：

一个生产线仅能对特定范围内的石膏板规格尺寸进行生产，无法实现对大范围的石膏板规格尺寸的稳定生产，特别在更换石膏板规格时，生产线多个系统工段的位置需要人工挪动以匹配石膏板的长度。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种石膏建材多规格更换系统及方法，以解决现有技术中一个生产线仅能对特定范围内的石膏板规格尺寸进行生产，无法实现对大范围的石膏板规格尺寸的稳定生产的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种石膏建材多规格更换系统，包括按照在轨道上的上料系统、上料翻板系统、覆膜系统、追剪切膜系统、下料翻板系统以及下料系统，所述上料翻板系统用于将正面朝下的石膏板旋转180°以实现石膏板翻转工作，且将正面朝上的石膏板沿着翻转后的所述上料翻板系统的水平面线性转移，所述下料翻板系统将覆膜切膜完成的石膏板通过翻转180°以实现正面朝上，且下一个覆膜切膜完成的石膏板沿着翻转后的所述下料翻板系统的水平面线性转移，以实现石膏板正面反面组合方式堆垛；

所述上料系统、上料翻板系统、覆膜系统、追剪切膜系统、下料翻板系统以及下料系统连接有控制系统，所述控制系统根据选定的石膏板规格的长度，以所述覆膜系统为中心固定点调整所述上料系统、上料翻板系统、追剪切膜系统、下料翻板系统以及下料系统的位置分别沿着所述轨道移动位置，且所述控制系统根据选定的石膏板规格对应的宽度、长度和高度分别调控所述覆膜系统和追剪切膜系统的执行组件对应的执行宽度、执行时间和执行伸缩高度。

作为本发明的一种优选方案，所述控制系统根据所述石膏板长度调控所述追剪切膜系统移动以更改与所述覆膜系统的间距；

所述控制系统根据所述石膏板超出所述上料翻板系统的长度调控所述上料翻板系统和所述上料系统的位置；

且所述控制系统根据所述石膏板超出所述下料翻板系统的长度调控所述下料翻板系统和所述下料系统的位置。

作为本发明的一种优选方案，所述控制系统根据选择的所述石膏板规格宽度调整所述覆膜系统的覆膜作用宽度、覆膜作用高度和覆膜作用时间，且调整所述追剪切膜系统的切刀间距、切刀伸缩高度和切刀作用时间。

作为本发明的一种优选方案，所述控制系统内设有尺寸对比模块、多维距离计算模块、多维执行组件调整模块以及执行管理模块；

所述尺寸对比模块用于比较石膏板规格调整前后的石膏板长度变化；

所述多维距离计算模块用于创建两个相邻系统的之间的间距与石膏板长度之间的计算模型，确定每个所述上料系统、上料翻板系统、追剪切膜系统、下料翻板系统以及下料系统的调整距离；

所述多维执行组件调整模块用于创建所述覆膜系统和追剪切膜系统的执行组件操作宽度与石膏板宽度之间的计算模型，创建所述覆膜系统和追剪切膜系统的执行组件操作时间与石膏板长度之间的计算模型，以及创建所述覆膜系统和追剪切膜系统的执行组件操作高度与石膏板厚度之间的计算模型；

所述执行管理模块根据所述多维距离计算模块确定的每个所述上料系统、上料翻板系统、追剪切膜系统、下料翻板系统以及下料系统的调整距离，并根据所述多维执行组件调整模块修改对应系统的执行组件的运行参数。

为解决上述技术问题，本发明还进一步提供下述技术方案：一种石膏建材多规格更换系统的更换方法，包括以下步骤：

步骤100、创建两个相邻系统的间距与石膏板规格之间的多维距离计算模型，确定当前石膏板规格对应的上料系统、上料翻板系统、覆膜系统、追剪切膜系统、下料翻板系统以及下料系统的两个相邻系统之间的位置间距；

步骤200、创建所述覆膜系统和追剪切膜系统的执行组件运行参数与石膏板规格之间的多维执行组件调整模型，确定当前石膏板规格对应的覆膜系统和追剪切膜系统的执行组件的运行参数；

步骤300、以覆膜系统为固定中心将整个生产线分为石膏板生产上游和石膏板生产下游，根据多维计算模型计算更换石膏板规格尺寸后的两个相邻系统的调整距离，确定石膏板生产上游以及石膏板生产下游，按照从内到外的方式调控石膏板生产上游和所述石膏板生产下游根据计算的调整距离同步移动，；

步骤400、控制系统调控所有系统的执行组件的运行参数清零，并按照多维执行组件调整模型计算的更换石膏板规格尺寸后的运行参数调控所有系统同步工作。

作为本发明的一种优选方案，所述上料系统与所述上料翻板系统之间设有喂入转移辊道，且所述喂入转移辊道与所述上料翻板系统固定连接，所述追剪切膜系统与所述下料翻板系统之间设有输出转移辊道，且所述输出转移辊道与所述下料翻板系统固定连接；

所述控制系统调整所述上料翻板系统的位置以保证所述覆膜系统通过接收辊带动所述上料翻板系统内的所述石膏板主动转移到所述覆膜系统内部，所述控制系统调整所述下料系统的位置以保证所述下料系统通过输送辊将所述下料翻转系统内的所述石膏板主动转移到所述下料系统内部；

所述上料翻板系统用于将正面朝下的石膏板旋转180°以实现石膏板翻转工作，且将正面朝上的石膏板沿着翻转后的所述上料翻板系统的水平面线性转移。

作为本发明的一种优选方案，所述上料翻板系统的长度包括半圆翻转板的长度以及输入转移辊道的长度，因此所述上料翻板系统与所述上料系统之间的多维距离计算模型计算其间距的表达式为：

其中，f(s)为上料翻板系统与所述上料系统之间的间距，L为常数，具体为所述半圆翻转板的切割内槽与所述输入转移辊道的长度总和，s为石膏板长度，Δl为所述上料翻板系统与所述上料系统的新间距。

作为本发明的一种优选方案，所述下料翻板系统的长度包括半圆翻转板的长度以及输出转移辊道的长度，所述下料翻板系统与所述追剪切膜系统之间的多维距离计算模型计算其间距的表达式为：

其中，f(s)为下料翻板系统与所述追剪切膜系统之间的间距，L为常数，具体为所述半圆翻转板的切割内槽与所述输出转移辊道的长度总和，s为石膏板长度，Δl为下料翻板系统与所述追剪切膜系统的新间距。

作为本发明的一种优选方案，所述半圆翻转板的侧曲面上的切割内槽的长度小于石膏板最小规格的长度，且最小规格的石膏板超出所述切割内槽的长度为m，且当前选定的石膏板规格的长度大于石膏板最小规格的长度时，所述上料翻板系统与所述覆膜系统之间的间距计算步骤为：

先计算当前石膏板规格的长度与石膏板最小规格的长度差值；

再将上述长度差值与最小规格的石膏板超出所述切割内槽的长度m累加；所述下料翻板系统与所述下料系统之间的间距计算步骤与上述上料翻板系统与所述覆膜系统之间的间距计算步骤相同；

所述多维距离计算模型先计算当前石膏板规格对应的两个相邻系统之间的现设定间距，再根据上一个石膏板规格对应的两个相邻系统之间的前设定间距，所述调整距离具体为现设定间距与所述前设定间距的差值。

作为本发明的一种优选方案，在步骤400中，所述覆膜系统和追剪切膜系统根据所述多维执行组件调整模型计算当前选定的石膏板规格下的执行元件的参数调整，以使得所述覆膜系统和追剪切膜系统的覆膜宽度、覆膜时间和覆膜高度符合更改规格后的所述石膏板的宽度、长度和高度。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

(1)本发明覆膜系统为中心固定点调整上料系统、上料翻板系统、追剪切膜系统、下料翻板系统以及下料系统的位置分别沿着轨道移动位置，确保石膏板翻转过程中不会与其他的相邻的系统产生碰撞，提高石膏板翻板的安全性；

(2)本发明实现一键式石膏板规格更改，整个生产线根据更换的石膏板长度、宽度和厚度调控系统工段的位置，并且更换覆膜系统和追剪切膜系统的相关执行元件参数，从而保证石膏板稳定精确生产，并且将所有系统的位置按照从内到外的方式依次调控其他的系统，计算方式更加简单方便，可以一次性调控石膏板生产线不同系统的位置。

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为本发明实施例提供的翻板系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的多规格更换系统的结构框图；

图3为本发明实施例提供的多规格更换方法的流程示意图。

图中的标号分别表示如下：

1-轨道；2-上料系统；3-上料翻板系统；4-覆膜系统；5-追剪切膜系统；6-下料翻板系统；7-下料系统；8-控制系统；9-喂入输送辊道；10-输出转移辊道；11-接收辊；12-输送辊；13-操作台；14-下沉空腔；15-半圆翻转板；16-驱动组件；17-切割内槽；18-过渡辊；

81-尺寸对比模块；82-多维距离计算模块；83-执行管理模块；84-多维执行组件调整模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本实施方式提供了一种石膏板生产翻板系统，本实施方式将翻板操作和线性转移操作作为一个集合，循环实现对石膏板覆膜前的入料操作，保证所有石膏板的正面朝上进行覆膜工作。

需要补充说明的是，由于生产过程中，覆膜都是在石膏板的上纸面完成的，而石膏板的生产过程中，石膏板堆垛是一正一反放置的，所以需要增加翻板工段对石膏板进行翻板处理，保证到达覆膜设备处的石膏板都是正面朝上。

具体包括按照在轨道1上的上料系统2、上料翻板系统3、覆膜系统4、追剪切膜系统5、下料翻板系统6以及下料系统7，上料系统2与上料翻板系统3之间设有喂入转移辊道9，且喂入转移辊道9与上料翻板系统3固定连接，追剪切膜系统5与下料翻板系统6之间设有输出转移辊道10，且输出转移辊道10与下料翻板系统6固定连接。

控制系统8调整上料翻板系统3的位置以保证覆膜系统4通过接收辊11带动上料翻板系统3内的石膏板主动转移到覆膜系统4内部，控制系统8调整下料系统7的位置以保证下料系统7通过输送辊12将下料翻转系统6内的石膏板主动转移到下料系统7内部。

上料翻板系统3用于将正面朝下的石膏板旋转180°以实现石膏板翻转工作，且将正面朝上的石膏板沿着翻转后的上料翻板系统3的水平面线性转移。

具体的，上料翻板系统3和下料翻板系统6分别均包括设置在轨道1上的操作台13以及设置在操作台13中心位置的下沉空腔14，下沉空腔14的中心位置均设有沿着下沉空腔14旋转的半圆翻转板15，且操作台13上均设有用于驱动半圆翻转板15旋转的驱动组件16，半圆翻转板15的侧曲面上设有用于承载石膏板的切割内槽17，切割内槽17与操作台13表面平行，且半圆翻转板15的平面端活动安装有多个具有动力的过渡辊18。

上料系统2将正反放置的石膏板转移至喂入输送辊道9，反面放置的石膏板在喂入转移辊道9的作用下输送至上料翻板系统3的切割内槽17，驱动组件16带动半圆翻转板15绕下沉空腔14旋转180°，接收辊11将切割内槽17内正面朝上的石膏板驱动转移至覆膜系统4内。

因此正面放置的石膏板在喂入输送辊道9和过渡辊18的带动下移动至接收辊11，接收辊11将正面放置的石膏板喂入覆膜系统4。

已经覆膜切膜的石膏板在输出输送辊道10的带动下转移至下料翻板系统3的切割内槽17，驱动组件16带动半圆翻转板15绕半圆空腔旋转180°，输送辊12将已经覆膜切膜的石膏板驱动转移至下料系统7内，下一个已经覆膜切膜的石膏板由半圆翻转板15平面端的过渡辊18和输送辊12转移至下料系统7内，从而覆膜完成的石膏板同样保持一正一反的操作堆垛。

切割内槽17的高度与石膏板的最大厚度相同，且切割内槽17的深度小于石膏板的最小长度，且切割内槽17与喂入转移辊道9的横向总长度不大于石膏板的最大长度。

输出输送辊道10和喂入输送辊道9的上表面分别均与切割内槽17的地面齐平，驱动组件16在半圆翻转板15的安装高度分别与喂入转移辊道9以及输出转移辊道10的高度相同，半圆翻转板15旋转180°后的水平端面分别与喂入转移辊道9以及输出转移辊道10的表面齐平。

因此本实施方式的上料翻板系统3的整体实现步骤为：

①上料系统2吸附抓取反面朝上的石膏板置于喂入转移辊道9，释放抓取工作；

②喂入转移辊道9带动石膏板转入上料翻板系统3的切割内槽17内；

③驱动组件16带动半圆翻转板15整体旋转180°至石膏板正面朝上，正面朝上的石膏板在接收辊11的带动下转移至覆膜系统4进行覆膜操作；

④上料系统2吸附抓取正面朝上的石膏板置于喂入转移辊道9，释放抓取工作，喂入转移辊道9带动石膏板经过半圆翻转板15平面端的过渡辊18进入覆膜系统4进行覆膜操作；

⑤驱动组件16带动半圆翻转板15整体反向旋转180°归位，继续上述①～④步骤的操作。

本实施方式的下料翻板系统6的整体实现步骤为：

⑥覆膜切割完成后的石膏板转移至输出转移辊道10，输出转移辊道10带动石膏板转入下料翻板系统6的切割内槽17内；

⑦驱动组件16带动半圆翻转板15整体旋转180°，旋转180°的石膏板在输出辊12的带动下转移至下料系统7完成堆垛；

⑧下一个覆膜切割完成的石膏板沿着半圆翻转板15平面端的过渡辊18进入下料系统7完成堆垛；

⑨驱动组件16带动半圆翻转板15整体反向旋转180°归位，继续上述⑥～⑧步骤的操作。

本实施方式通过半圆翻转板15带动石膏板旋转操作，或者直接沿着已经旋转180°的半圆翻转板15平面端的过渡端18移动，实现简单，且符合石膏板覆膜的需求。

实施例2

如图2所示，本实施方式基于实施例1中的石膏板生产翻板系统，还提供了一种石膏建材多规格更换系统，上料系统2、上料翻板系统3、覆膜系统4、追剪切膜系统5、下料翻板系统6以及下料系统7连接有控制系统8，控制系统8根据选定的石膏板规格的长度，以覆膜系统4为中心固定点调整上料系统2、上料翻板系统3、追剪切膜系统5、下料翻板系统6以及下料系统7的位置分别沿着轨道1移动位置，且控制系统8根据选定的石膏板规格对应的宽度、长度和高度分别调控覆膜系统4和追剪切膜系统5的执行组件对应的执行宽度、执行时间和执行伸缩高度。

控制系统8根据石膏板长度调控追剪切膜系统5移动以更改与覆膜系统的间距，控制系统8根据石膏板超出上料翻板系统3的长度调控上料翻板系统3和上料系统2的位置，且控制系统8根据石膏板超出下料翻板系统6的长度调控下料翻板系统6和下料系统7的位置。

控制系统8根据选择的石膏板规格宽度调整覆膜系统4的覆膜作用宽度、覆膜作用高度和覆膜作用时间，且调整追剪切膜系统5的切刀间距、切刀伸缩高度和切刀作用时间。

因此，控制系统8内设有尺寸对比模块81、多维距离计算模块82、多维执行组件调整模块84以及执行管理模块83，尺寸对比模块81用于比较石膏板规格调整前后的石膏板长度变化，多维距离计算模块82用于创建两个相邻系统的之间的间距与石膏板长度之间的计算模型，确定每个上料系统2、上料翻板系统3、追剪切膜系统5、下料翻板系统6以及下料系统7的调整距离。

多维执行组件调整模块84用于创建覆膜系统4和追剪切膜系统5的执行组件操作宽度与石膏板宽度之间的计算模型，创建覆膜系统4和追剪切膜系统5的执行组件操作时间与石膏板长度之间的计算模型，以及创建覆膜系统4和追剪切膜系统5的执行组件操作高度与石膏板厚度之间的计算模型。

执行管理模块83根据多维距离计算模块82确定的每个上料系统2、上料翻板系统3、追剪切膜系统5、下料翻板系统6以及下料系统7的调整距离，并根据多维执行组件调整模块84修改对应系统的执行组件的运行参数。

当更换覆膜石膏板的规格后，由于本实施方式的翻板系统带动石膏板做圆周运动，因此所有系统之间的间距对于翻板系统的工作非常重要，同样的，覆膜系统4的覆膜宽度、覆膜时间以及覆膜高度，追剪切膜系统5的切膜宽度、切膜时间和切膜作用高度同样与石膏板的宽度、长度和厚度具有对应匹配的关系。

本实施方式根据更换的石膏板规格，具体为石膏板长度，本实施方式以以覆膜系统4为中心固定点调整上料系统2、上料翻板系统3、追剪切膜系统5、下料翻板系统6以及下料系统7的位置分别沿着轨道1移动位置，确保石膏板翻转过程中不会与其他的相邻的系统产生碰撞，提高石膏板翻板的安全性。

因此本实施方式主要是对生产线上的各个输送设备一键更换规格，当用户选定石膏板的规格后，生产线所有工段系统的变频器和伺服控制器都采取总线控制并与控制系统PLC和上位机操作系统进行网络通讯，各个电机的运行状态、起始时间、暂停时间均可以同步快速调整。

基于上述石膏建材多规格调整系统，如图3所示，本实施方式还提供了对应该调整系统的调整方法，包括以下步骤：

步骤100、创建两个相邻系统的间距与石膏板规格之间的多维距离计算模型，确定当前石膏板规格对应的上料系统、上料翻板系统、覆膜系统、追剪切膜系统、下料翻板系统以及下料系统的两个相邻系统之间的位置间距；

步骤200、创建覆膜系统和追剪切膜系统的执行组件运行参数与石膏板规格之间的多维执行组件调整模型，确定当前石膏板规格对应的覆膜系统和追剪切膜系统的执行组件的运行参数；

步骤300、以覆膜系统为固定中心将整个生产线分为石膏板生产上游和石膏板生产下游，根据多维计算模型计算更换石膏板规格尺寸后的两个相邻系统的调整距离，按照从内到外的方式调控石膏板生产上游和石膏板生产下游根据计算的调整距离同步移动；

步骤400、控制系统调控所有系统的执行组件的运行参数清零，并按照多维执行组件调整模型计算的更换石膏板规格尺寸后的运行参数调控所有系统同步工作。

覆膜系统和追剪切膜系统根据多维执行组件调整模型计算当前选定的石膏板规格下的执行元件的参数调整，以使得覆膜系统和追剪切膜系统的覆膜宽度、覆膜时间和覆膜高度符合更改规格后的石膏板的宽度、长度和高度。

在步骤100和步骤300中，上料翻板系统的长度包括半圆翻转板的长度以及输入转移辊道的长度，因此上料翻板系统与上料系统之间的多维距离计算模型计算其间距的表达式为：

其中，f(s)为上料翻板系统与上料系统之间的间距，L为常数，具体为半圆翻转板的切割内槽与输入转移辊道的长度总和，s为石膏板长度，Δl为上料翻板系统与上料系统的新间距。

下料翻板系统的长度包括半圆翻转板的长度以及输出转移辊道的长度，下料翻板系统与追剪切膜系统之间的多维距离计算模型计算其间距的表达式为：

其中，f(s)为下料翻板系统与追剪切膜系统之间的间距，L为常数，具体为半圆翻转板的切割内槽与输出转移辊道的长度总和，s为石膏板长度，Δl为下料翻板系统与追剪切膜系统的新间距。

半圆翻转板的侧曲面上的切割内槽的长度小于石膏板最小规格的长度，且最小规格的石膏板超出切割内槽的长度为m，且当前选定的石膏板规格的长度大于石膏板最小规格的长度时，上料翻板系统与覆膜系统之间的间距计算步骤为：

先计算当前石膏板规格的长度与石膏板最小规格的长度差值；

再将上述长度差值与最小规格的石膏板超出切割内槽的长度m累加；下料翻板系统与下料系统之间的间距计算步骤与上述上料翻板系统与覆膜系统之间的间距计算步骤相同；

多维距离计算模型先计算当前石膏板规格对应的两个相邻系统之间的现设定间距，再根据上一个石膏板规格对应的两个相邻系统之间的前设定间距，调整距离具体为现设定间距与前设定间距的差值。

石膏板生产上游的组成系统为上料系统和上料翻板系统，石膏板生产下游的组成系统为追剪切膜系统、下料翻板系统以及下料系统，先调控靠近覆膜系统的上料翻板系统和追剪切膜系统位置，再按照从内到外的方式依次调控其他的系统，计算方式更加简单方便，可以一次性调控石膏板生产线不同系统的位置。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。