CN102538661A - 一种快速检测型材平面度系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速检测型材平面度系统及其方法，一种快速检测型材平面度系统，包括工作台，设置在工作台上的工件传动装置、工件传动装置控制系统，平面度检测装置、中央处理器、显示器、计算采集板卡、前级处理板卡、探测器扫描运动控制接口板、平面度检测装置，其中平面度检测装置包括多个微距传感器和扫描运动控制板组成；所述计算采集板分别与所述前级处理板卡、探测器扫描运动控制接口板、工件运动控制系统和中央处理系统连接，所述前级处理板卡与多个微距传感器连接，所述工件传动装置控制系统与工件传动装置连接，本发明，将检测速度，准确率及统计合格率有效的结合到一体，系统带有产量统计管理功能。

Description

一种快速检测型材平面度系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种平面度检测装置，特别是涉及一种快速检测型材平面度系统及其方法。

背景技术

生产厂家在生产完产品后，必须要对产品做全部检测的流程。因为生产厂家的客户在验收客户产品的时候会同样做产品的全部检测。如果在检测过程中，有千分之三的不合格产品，则生产厂家的客户就会全部退货。这样会导致生产厂家在经济和时间上的巨大损失。同时也会使客户对生产厂家的质量控制体系产生不信任。目前生产厂家的检测流程是完全通过人工配合一些量检具在做检测，无论从效率和准确率上，都远远不能达到要求，同时生产厂家的产量越大，在检测环节出现的问题就越大。这对生产厂家来说是必须突破的瓶颈。

现有方法的缺点是对人的要求较高，检测速度太慢，准确率受人为因素影响太大等。在做合格率统计的时候需要重新计数统计，所需人力和耗时都过大。同时无法进行远距离的实施监测和控制。

机械加工中常常需对加工后工件的表面的平面度进行检测，以验证产品的外形是否合格。传统的平面度检测方法中较为常用的为采用平台加塞尺的方式进行。平台加塞尺的方式检测平面度的过程为：首先将工件放置在一基准平台上；然后用塞尺检查工件平面度值是否合格。采用平台加塞尺的方式具有工作原理简单、设备成本低的优点

然而，采用平台加塞尺的方式检测工件的平面度，其检测精度一般只能达到0.02毫米；并且由于检测过程中操作人员需涉入判断，当需要对多工件进行连续检测时，容易造成操作人员的劳动强度过高而产生疲劳。此外，平台加塞尺的方式检测为接触式检测，即检测时工件待测表面需与平台及塞尺之问相互接触；因此在检测过程中，工件待测表面与平台及塞尺之问难免要发生碰撞与摩擦。如此，平台与塞尺在长时问使用后其检测精度将必然下降；并且，检测时工件的待测表面与平台及塞尺之问的碰撞与摩擦还可能使工件待测表面留下刮痕，从而影响工件的表面质量，如果工件对表面质量要求较高，则该种测量方法不能满足测量要求。

现有方法的缺点是对人的要求较高，检测速度太慢，准确率受人为因素影响太大等。在做合格率统计的时候需要重新计数统计，所需人力和耗时都过大。同时无法进行远距离的实施监测和控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速检测型材平面度系统及其方法；本发明，将检测速度，准确率及统计合格率有效的结合到一体，系统带有产量统计管理功能。

一种快速检测型材平面度系统，包括工作台，设置在工作台上的工件传动装置、工件传动装置控制系统，平面度检测装置、中央处理器、显示器、计算采集板卡、前级处理板卡、探测器扫描运动控制接口板、平面度检测装置，其中平面度检测装置包括多个微距传感器和扫描运动控制板组成；所述计算采集板分别与所述前级处理板卡、探测器扫描运动控制接口板、工件运动控制系统和中央处理系统连接，所述前级处理板卡与多个微距传感器连接，所述工件传动装置控制系统与工件传动装置连接，

所述工作台位于两个微距传感器之间，微距传感器上设置高频电磁发射接收装置，高频电磁发射接收装置用于利用高频电磁发射与回波接受来进行工件的全扫描模式，上下两面同时进行，获得实际被测工件平面度测量数据后，通过软件快速和工件所允许的公差范围的标准数据做比对，判断工件是否合格，

快速检测型材平面度系统上还设置远程监测控制系统，远程监测控制系统包括远程微机、主控网络、无线路由、分控网络、标准接口、传感器节点；所述分控网络包括复数个分控节点，每个分控节点设置基于偶数位标记编码的FPGA芯片；所述传感节点通过标准接口连接到对应的分控节点；所述主控网络包括数台主机，各主机的一端通过USB接口与一台计算机相连，并通过无线路由与各分控节点通讯；所述主控网络的计算机通过互联网连接到远程微机。

优选方案，所述的系统，其中，该快速检测型材平面度系统还包括一驱动单元，该驱动单元与工作台相连，其用于驱动工作台移动。

优选方案，所述的系统，其中，所述中央处理器它包括收发器、编码器信号输入接口、电流信号接口、功率驱动接口和可编程逻辑器件，串行通信口通过收发器与可编程逻辑器件的接口连接，编码器信号输入接口的信号输出端与可编程逻辑器件的编码器信号输入端连接，电流信号接口的电流信号输出端与可编程逻辑器件的电流信号输入端连接，所述可编程逻辑器件的功率驱动信号输出端和功率驱动接口的信号输入端连接，所述中央处理器用于型材平面度的系统的整体运行。

一种型材平面度检测方法，其包含以下步骤，被测工件被传动装置送入到检测工位；以上控制是由工件运动控制系统控制，然后将信息传到计算机采集卡中等待下步的工件检测结果的反馈；接着传动装置承载着被测工件通过由多个微距传感器模组所组成的平面度检测装置，该装置的运动系统控制由微距传感器探测器扫描运动控制板控制，对工件进行全扫描，同时进行实时采集被测工件的表面距离；数据经过前级处理板卡的处理后，将实际检测结果通过通讯模块与专用计算机软件接口，并且通过软件分析判断，得出实际检测结果与工件所允许的公差范围的标准数据做比对，描绘出当前被测工件表面三维模拟图形，达到测试判断的目的；

微距传感器扫描器是采用高频电磁发射与回波接受的原理来进行工件的全扫描模式，上下两面同时进行，获得实际被测工件平面度测量数据后，通过软件快速和工件所允许的公差范围的标准数据做比对，判断工件是否合格；

系统在检测的同时，会通过软件中的报表进行统计检测产品的不合格产品的数量和所检测的总量，方便生产厂家对生产工件的合格率统计；

系统同时连接到以太网上，生产厂家可以通过以太网可将系统采集到的信息进行远程实时数据传输，并且可以通过以太网对系统进行远程监测和控制。

本发明的有益效果是，

1.适用于生产工厂大批量检测实际情况，系统可靠，维护简单。

2.具有以太网通讯功能。

3.系统检测为非接触检测实现方式，机械构件及部件在工业计算机总控下完成

自动检测，自动判断。

4.系统快速、准确的检测速率可以达到8-10秒/件

5.系统的检测数据功能：判断结果与分析功能及储存，打印可选择功能。

6.本发明的运动控制系统及软件部分。

本发明的自身是根据平面度检测国家标准《GB/T11337-2004平面度误差检测》，按照最小包容区域原则对测得数据进行处理，按最大最小读数值之差来确定被检测表明的平面度误差。

本发明能快速，准确的按生产厂家所提出误差范围检测出型材产品正反两面的平面度。

附图说明

图1是本发明快速检测型材平面度系统示意图；

图2是本发明中中央处理器结构示意图。

具体实施方式

实施例一

如图1、图2所示，一种快速检测型材平面度系统，包括工作台12，设置在工作台上的工件传动装置11、平面度检测装置7、中央处理器20、显示器1、计算采集板卡3、前级处理板卡5、探测器扫描运动控制接口板4、工件传动装置控制系统9、平面度检测装置7，其中平面度检测装置包括多个微距传感器6和扫描运动控制板组成；所述计算采集板分别与所述前级处理板卡、探测器扫描运动控制接口板、工件运动控制系统和中央处理系统连接，所述前级处理板卡与多个微距传感器连接，所述工件传动装置控制系统与工件传动装置连接，

工作台12设置上下平行设置两个平面度检测装置，即上平面度检测装置和下平面度检测装置，

所述工作台12位于两个微距传感器之间，微距传感器上设置高频电磁发射接收装置，高频电磁发射接收装置用于利用高频电磁发射与回波接受来进行工件的全扫描模式，上下两面同时进行，获得实际被测工件平面度测量数据后，通过软件快速和工件所允许的公差范围的标准数据做比对，判断工件是否合格，

快速检测型材平面度系统上还设置远程监测控制系统，远程监测控制系统包括远程微机、主控网络、无线路由、分控网络、标准接口、传感器节点；所述分控网络包括复数个分控节点，每个分控节点设置基于偶数位标记编码的FPGA芯片；所述传感节点通过标准接口连接到对应的分控节点；所述主控网络包括数台主机，各主机的一端通过USB接口与一台计算机相连，并通过无线路由与各分控节点通讯；所述主控网络的计算机通过互联网连接到远程微机。

优选方案，所述的系统，其中，该快速检测型材平面度系统还包括一驱动单元，该驱动单元与工作台相连，其用于驱动工作台移动。

优选方案，所述的系统，其中，所述中央处理器20它包括收发器2042、编码器信号输入接口2045、电流信号接口2046、功率驱动接口2044和可编程逻辑器件2043，串行通信口通过收发器与可编程逻辑器件的接口连接，编码器信号输入接口2045的信号输出端与可编程逻辑器件的编码器信号输入端连接，电流信号接口的电流信号输出端与可编程逻辑器件的电流信号输入端连接，所述可编程逻辑器件的功率驱动信号输出端和功率驱动接口2044的信号输入端连接。为了方面中央处理器20的使用，特设置一模拟量输出接口2048，和一模拟量输入接口2049。所述中央处理器20它用于控制系统整体运行。

一种型材平面度检测方法，其包含以下步骤，被测工件被传动装置送入到检测工位；以上控制是由工件运动控制系统控制，然后将信息传到计算机采集卡中等待下步的工件检测结果的反馈；接着传动装置承载着被测工件通过由多个微距传感器模组所组成的平面度检测装置，该装置的运动系统控制由微距传感器探测器扫描运动控制板控制，对工件进行全扫描，同时进行实时采集被测工件的表面距离；数据经过前级处理板卡的处理后，将实际检测结果通过通讯模块与专用计算机软件接口，并且通过软件分析判断，得出实际检测结果与工件所允许的公差范围的标准数据做比对，描绘出当前被测工件表面三维模拟图形，达到测试判断的目的；

微距传感器扫描器是采用高频电磁发射与回波接受的原理来进行工件的全扫描模式，上下两面同时进行，获得实际被测工件平面度测量数据后，通过软件快速和工件所允许的公差范围的标准数据做比对，判断工件是否合格；

系统在检测的同时，会通过软件中的报表进行统计检测产品的不合格产品的数量和所检测的总量，方便生产厂家对生产工件的合格率统计；

系统同时连接到以太网上，生产厂家可以通过以太网可将系统采集到的信息进行远程实时数据传输，并且可以通过以太网对系统进行远程监测和控制。

实施例二

在具体的使用过程中，开启工作台12上的电源，整个系统就会上电，然后在中央处理器20的控制下，系统先进行自我检测，检测各个模块或者部件是否处于正常状态，如果状态正常，就可以在工作台12上的工件传动装置11上面放置工件10，工件传动装置控制系统9控制传动装置11运动，工件10在传动装置11的作用下，被测工件10被传动装置11送入到检测工位，然后将信息传到计算机采集卡3中等待下步的工件检测结果的反馈；接着传动装置11承载着被测工件10通过由上下平行设置微距传感器模组，传感器模组对工件10进行全扫描，同时进行实时采集被测工件的表面距离；数据经过前级处理板卡5的处理后，将实际检测结果通过通讯模块与专用计算机软件接口，并且通过软件分析判断，得出实际检测结果与工件所允许的公差范围的标准数据做比对，描绘出当前被测工件表面三维模拟图形，达到测试判断的目的；

本发明中，微距传感器扫描器是采用高频电磁发射与回波接受的原理来进行工件的全扫描模式，上下两面同时进行，获得实际被测工件平面度测量数据后，通过软件快速和工件所允许的公差范围的标准数据做比对，判断工件是否合格；

系统在检测的同时，会通过软件中的报表进行统计检测产品的不合格产品的数量和所检测的总量，方便生产厂家对生产工件的合格率统计；

系统同时连接到以太网上，生产厂家可以通过以太网可将系统采集到的信息进行远程实时数据传输，并且可以通过以太网对系统进行远程监测和控制。快速检测型材平面度系统上还设置远程监测控制系统，远程监测控制系统包括远程微机、主控网络、无线路由、分控网络、标准接口、传感器节点；所述分控网络包括复数个分控节点，每个分控节点设置基于偶数位标记编码的FPGA芯片；所述传感节点通过标准接口连接到对应的分控节点；所述主控网络包括数台主机，各主机的一端通过USB接口与一台计算机相连，并通过无线路由与各分控节点通讯；所述主控网络的计算机通过互联网连接到远程微机。

本发明的有益效果是，

适用于生产工厂大批量检测实际情况，系统可靠，维护简单。

具有以太网通讯功能。

系统检测为非接触检测实现方式，机械构件及部件在工业计算机总控下完成

本发明能够实现自动检测，自动判断。系统快速、准确的检测速率可以达到8-10秒/件系统的检测数据功能：判断结果与分析功能及储存，打印可选择功能。

本发明的运动控制系统及软件部分。本发明的自身是根据平面度检测国家标准《GB/T11337-2004平面度误差检测》，按照最小包容区域原则对测得数据进行处理，按最大最小读数值之差来确定被检测表明的平面度误差。

本发明能快速，准确的按生产厂家所提出误差范围检测出型材产品正反两面的平面度。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种快速检测型材平面度系统，其特征在于，包括工作台，设置在工作台上的工件传动装置、工件传动装置控制系统，平面度检测装置、中央处理器、显示器、计算采集板卡、前级处理板卡、探测器扫描运动控制接口板、平面度检测装置，其中平面度检测装置包括多个微距传感器和扫描运动控制板组成；所述计算采集板分别与所述前级处理板卡、探测器扫描运动控制接口板、工件运动控制系统和中央处理系统连接，所述前级处理板卡与多个微距传感器连接，所述工件传动装置控制系统与工件传动装置连接，

所述工作台台面位于两个微距传感器之间，微距传感器上设置高频电磁发射接收装置，高频电磁发射接收装置用于利用高频电磁发射与回波接受来进行工件的全扫描模式，上下两面同时进行，获得实际被测工件平面度测量数据后，通过软件快速和工件所允许的公差范围的标准数据做比对，判断工件是否合格，

快速检测型材平面度系统上还设置远程监测控制系统，远程监测控制系统包括远程微机、主控网络、无线路由、分控网络、标准接口、传感器节点；所述分控网络包括复数个分控节点，每个分控节点设置基于偶数位标记编码的FPGA芯片；所述传感节点通过标准接口连接到对应的分控节点；所述主控网络包括数台主机，各主机的一端通过USB接口与一台计算机相连，并通过无线路由与各分控节点通讯；所述主控网络的计算机通过互联网连接到远程微机。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：该快速检测型材平面度系统还包括一驱动单元，该驱动单元与工作台相连，其用于驱动工作台移动。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述中央处理器它包括收发器、编码器信号输入接口、电流信号接口、功率驱动接口和可编程逻辑器件，串行通信口通过收发器与可编程逻辑器件的接口连接，编码器信号输入接口的信号输出端与可编程逻辑器件的编码器信号输入端连接，电流信号接口的电流信号输出端与可编程逻辑器件的电流信号输入端连接，所述可编程逻辑器件的功率驱动信号输出端和功率驱动接口的信号输入端连接，所述中央处理器用于型材平面度的系统的整体运行。

4.一种型材平面度检测方法，其包含以下步骤，被测工件被传动装置送入到检测工位；以上控制是由工件运动控制系统控制，然后将信息传到计算机采集卡中等待下步的工件检测结果的反馈；接着传动装置承载着被测工件通过由多个微距传感器模组所组成的平面度检测装置，该装置的运动系统控制由微距传感器探测器扫描运动控制板控制，对工件进行全扫描，同时进行实时采集被测工件的表面距离；数据经过前级处理板卡的处理后，将实际检测结果通过通讯模块与专用计算机软件接口，并且通过软件分析判断，得出实际检测结果与工件所允许的公差范围的标准数据做比对，描绘出当前被测工件表面三维模拟图形，达到测试判断的目的；

微距传感器扫描器是采用高频电磁发射与回波接受的原理来进行工件的全扫描模式，上下两面同时进行，获得实际被测工件平面度测量数据后，通过软件快速和工件所允许的公差范围的标准数据做比对，判断工件是否合格；

系统在检测的同时，会通过软件中的报表进行统计检测产品的不合格产品的数量和所检测的总量，方便生产厂家对生产工件的合格率统计；

系统同时连接到以太网上，生产厂家可以通过以太网可将系统采集到的信息进行远程实时数据传输，并且可以通过以太网对系统进行远程监测和控制。

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