陶瓷砖平整度在线检测系统的分析

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1、天津大学硕士学位论文第一章绪论1．1墙地砖平整度检测的背景与意义自1983年佛山市耐酸陶瓷厂从意大利引进国内第一条全自动陶瓷墙地砖生产线以来，中国建筑陶瓷产业得到了迅猛的发展，陶瓷墙地砖生产量由1991年的2．72亿平方米猛增至2006年的40亿平方米，占世界陶瓷墙地砖总产量的44％，成为名副其实的墙地砖生产大国n1。目前我国约有2000多家瓷砖生产厂家，其中产地主要集中在广东佛山和山东，仅佛山一地，就拥有瓷砖生产企业超过300家、瓷砖生产线上千条、年生产能力近15亿平方米，工业生产总值超过400亿人民币。中国建陶行业在生产工艺技术，机械装备方面也有了根本性的变革和发展瞳1。瓷砖的花色品种、

2、技术装备、产品质量等方面都有了明显的提高，大大缩小了我国与国外先进水平的差距，越来越多的瓷砖生产企业开始走出国门，面向更广阔的海外市场。然而，就行业总体水平而言，档次仍然偏低，技术水平明显不高。跟据中国建筑材料工业协会信息部发布的数据，2008年全国陶瓷砖产量为50．24亿平方米，约占世界陶瓷总量的50,---60％，而世界陶瓷强国意大利、西班牙两国的产量加在一起也不过12亿平方米左右，但其产值却达110亿欧元。另外从2006年我国陶瓷砖进出口数据显示：出口数量为5．437亿平方米，出口金额17．09亿美元，均价3．14美元／平方米；进口数量为218．5万平方米，进口金额2784．9万美元，

3、均价12．75美元／平方米，是我们出口均价的4倍，从这些数据不难看出我国建筑陶瓷产品与国外陶瓷强国同类产品之间的差距。瓷砖的产量与质量的提升与陶瓷机械装备的发展紧密相连、相辅相成的。伴随着中国建筑陶瓷市场的大发展，陶瓷装备由1983年以前的几乎全部依赖进口，到2007年进口装备降到10％以下，国产设备已基本全面取代了进口设备，很多陶瓷机械产品已打入国际市场∞1。然而，墙地砖产品的检测技术和检测设备，多年来没有什么明显变化。自动质量检测装备至今仍是我国陶瓷机械领域的一个空白，目前国内陶企质量检测与分级工艺还停留在手工操作水平，陶瓷墙地砖企业约1／3—1／2的工人需要被安排在分拣、包装岗位。这既

4、限制了生产成本的进一步降低，也影响了分拣的准确天津大学硕士学位论文第一章绪论性，严重制约了产品档次的提高及出口能力的增强，成为阻碍产品品质提升的最大瓶颈，是陶瓷行业中急需攻克的技术问题。因此，研制适合我国国情的墙地砖在线自动分拣系统不仅可以大大提高分拣准确度，保证产品质量的稳定性和一致性，而且将大幅度地节省劳动力，并减轻工人劳动强度。国内墙地砖生产企业分布广数量大，对自动分拣装置的需求潜力巨大。采用高新技术，结合国际先进检测及计算机设备，研制开发智能化高技术含量自动分拣系统，对填补国内空白，满足我国建陶行业技术装备现代化需求，并使我国尽早成为陶瓷生产强国有着重要社会经济意义。目前国内墙地砖检

5、测装备与检测仪器无法满足陶瓷砖表面缺陷及尺寸检测的精度及自动化等特殊要求。项目立项之初，我们曾经在佛山、山东等几家知名品牌的瓷砖制造厂进行了深入的调研，了解到在实际工业生产过程中，陶瓷砖表面缺陷及尺寸检测仍然停留在人工抽样检测的水平上，工人劳动强度大、效率低。以边长检测为例：对边长600mm墙地砖的检测，需要使用一米规格卡尺测量4条边，卡尺很重，操作极慢，即使仅测一条边都需要将瓷砖搬下生产线；对于缺陷和色差，人工检测由于受到人眼视觉灵敏度、环境光等各种因素的影响，通常无法可靠地捕获缺陷信息并加以记录。为了增加分检的可靠性，厂家通常在色差和缺陷检测工序设置5-6人进行色差的观察、分档、搬运放置

6、；对于表面平整度的测量，基本采用人工抽样检测，测量方法是打表测量，取测得样品的平均值作为一批砖的检测结果。由于所取样本的数量太小(十块砖)，而一批砖的量又较大(约5000平方米)，加上人工检测误差大，漏检机率大，会导致在同一个等级内砖的质量不易保证，从而影响产品整体质量。这种检测方法与陶瓷墙地砖的现代化生产工艺相比，是非常滞后的。因此，开发和采用先进的自动连续检测技术进行检测，并按测量结果进行分选和码垛，以保证各等级内砖的质量，是非常必要的。综上所述，现有陶瓷砖的检测方法将产生大量的漏检和误检，使得检测结果无法提供准确有效的信息；同时检测人员持续工作于粉尘、噪音等恶劣的现场环境之下，检测者极

7、易疲劳，并对身体和心理造成伤害，无法长时间承担这种超负荷的劳动。1．2陶瓷墙地砖生产工艺及生产环境介绍为了更好的实现对陶瓷墙地砖的在线检测，我们在立项初期在若干陶企对陶瓷墙地砖生产工艺以及生产环境进行了详细的调研。调研结果表明，几乎所有的建筑陶瓷生产企业仍普遍采用含水率为5％一2天津大学硕士学位论文第一章绪论7％的陶瓷粉料干压成形的生产方式制造墙地砖，以满足国内外市场的需要。图1-1为国内主要墙地砖生产厂家的