石膏板在线检测成套设备研发总结

一、背景

在石膏板的生产线上，由于涉及的设备、工艺和原料的多样性，产生的次品问题一直困扰着企业。次品如表面缺陷、宽度不均匀、厚度不均、立边不垂直等，严重影响了产品的品质和企业声誉。目前，市场上主要依赖人工检测，但人为因素如环境、疲劳、情绪影响了检测质量。

幸运的是，西安获德通过七年多的现场反复试验验证和持续研发，成功地将高新技术应用于石膏板质量的在线检测。该公司融合了人工智能、机器视觉、结构光、嵌入式控制、激光、网络、自动控制、数据库等技术，成功研发出完整的石膏板质量在线检测装备。这套装备成功克服了生产现场的高温、粉尘、高速生产线等不利条件，真正解决了产品质量管控的痛点，提高了产品质量稳定性，节省了人力成本，为石膏板行业的智能制造和数字工厂建设打下了坚实基础。

二、研发历程

1. 初期开发（2018年3月-2022年）

在北新新乡石膏板厂，西安获德开始了持续五年的设备开发之旅，称之为1.0版本。这期间，团队成功研发了多项设备：

移动式宽度检测装置：虽受现场环境和移动式结构精度的影响，最终未能长期运行而被拆除。

固定式宽度检测装置：解决了宽度检测的难题，至今仍在沿用。

上下纸洞检测装置：利用机器视觉技术完成纸面缺陷检测，后由于供应商纸质提升，后续厂家未再采用。

立边检测装置：采用机器视觉3D测量技术，完成板立边的检测和显示。尽管有时因灰尘或设备故障导致测量问题，但装置仍在沿用。

研发过程中也面临诸多挑战。如板面缺陷检测装置要求高精度、大幅面、高速度的3D测量，团队经过多次原理探讨和实践，独创性地采用单线结构光+面阵相机+3D算法，成功解决了这一问题。双板缺陷检测装置与前者相似但规模加倍。

为了标记和剔除有缺陷的板子，团队添加了喷墨打标装置和“机器视觉”装置。厚度在线检测装置的激光技术则完善了板子尺寸测量。还有楔形边测量装置以及配套服务器和应用程序的研发。

2. 持续改进（从2022年8月开始）

在1.0版的基础上，西安获德从2022年8月开始为北新建材下属的天津、井冈山、富平、故城厂进行设备的设计和制造，称为2.0版。这一阶段进一步探索和新研发了一些在线检测装置，并对部分1.0版装置进行了优化和完善。这一过程将持续到2024年。天津和井冈山这两座城市的北新建材工厂，作为全功能检测系统的试点，面临着诸多挑战。在设备加工过程中，由于疫情的冲击，许多配套工作受到影响，工程进度一度受阻。但在这两大工厂的努力下，取得了显著的成果。

在厚度测量装置上，进行了进一步的完善。考虑到了电源、温度影响，还添加了除尘功能、高精度近光传感器等，解决了长距离传输中的信号损失和干扰问题。板面缺陷检测装置将单线激光升级为多线激光，提高了响应速度和监测精度。经过一系列工程问题的解决，这一装置现在已能在各地稳定运行。读码装置则采用了“机器视觉”方式，自动阅读板面已有的时间标记，完美解决了标记和剔除时定位板子的问题。尽管有时会因维护不及时导致读码不准，但整体上这一装置运行良好。

在加热炉内温湿度检测方面，实现了在线实时监测，为高温环境下的石膏板生产提供了实时数据支持。还采用了“机器视觉”技术，研发了石膏板泡径数字化检测系统，为发泡质量的改进提供了有力手段。干燥机层间蒸发量动态检测装置则采用非接触式红外热成像仪，监控石膏板温度，为生产过程的调整提供数据依据。

在富平、故城等地，根据客户需要，部分功能的检测装置已经投入使用。例如，在富平，动态称重装置和对角线尺寸在线测量装置的设计，为石膏板行业带来了全新的检测方式。而在宜昌的泰山石膏下属企业，首次采用了3D相机进行楔形边、宽度、立边的测量，还有浆料面积自动检测装置的投入使用，都展现了先进的技术应用。

在这些工厂中，解决了许多工艺问题，如产短板搭配剔除、剔除线不一致、二维码识别自动切换等，积累了更多的工艺场景经验。从2023年8月开始，对2.0版本进行全面审查和改进，推出了3.0版本。这一版本通过集成二控的所有功能、改进一控和三控的设备、增强服务器功能等措施，简化了现场改造安装、操作、增强了可靠性、减少了维护工作、提高了设备的标准化。

三、关于产品研发的征途与3.0版本的革新

在产品研发的道路上，我们深知每一次进步都离不开持续的投入、用户的鼎力支持与不断的迭代。特别是在石膏板行业，涵盖了二十多种检测装置和技术，用户的支持显得尤为重要。作为目前国内唯一一家能为石膏板行业提供成套在线检测设备的厂家，我们深感责任重大。我们期待继续获得行业内客户的大力支持，推动检测设备的不断创新与迭代，为石膏板行业的数字化工厂建设贡献力量。

现在，我们推出的3.0版本解决了行业内的一系列关键问题。

一、自动化测量：实现了立边、楔形边、宽度、厚度等基本尺寸的完全自动测量，提升了生产效率与准确性。

二、缺陷检测的进化：凹凸、褶皱、漏浆、气泡、板面印刷等外观缺陷的自动化检测，让每一块石膏板都达到完美。

三、报表智能化：自动生成产量、成品率、废品率、缺陷板的分类统计等报表，让数据管理变得轻松简单。

四、生产过程的数字化革命：石膏板产线的自动检测，是石膏板数字工厂和智能制造的基础支撑。3.0版本为行业带来了全新的数字化体验。

关于投资及回报的精细计算

我们了解到，某厂一周的产量数据显示，平均每天生产约3.5万张标准板，每张板子的售价为28元。按照一年300天计算，年产值高达近3亿元。考虑到测量、监控等各环节，使用我们的系统预计可以节省人力成本，并通过对尺寸和缺陷的实时监控减少废品和能源消耗。初步估算，每天可减少的废品数量达到一定的数值。通过剔除缺陷板，不仅节省了能源费用，还提升了商誉价值。总体来说，投资我们的产品，回报是非常可观的。

五、产品比较与竞争优势分析——我们的产品与同类产品的优势对比

以瑞典的LIMAB公司为例，该公司自1979年成立以来专注于石膏板行业的测量系统研发。虽然其尺寸测量系统和含水率在线检测系统具有特色，但国外品牌的高价格和服务响应不及时等问题限制了其在国内市场的推广。相比之下，我们的产品在性价比和服务响应速度方面具有明显的优势。我们还拥有自主研发的技术实力和创新精神，能够不断推出适应市场需求的新产品。通过与国内外同行的竞争与合作，我们将不断提升自身的技术水平和服务质量，为行业发展贡献更多的力量。