CN102879601A - 一种光电玻璃生产线上用的高精度即时线速度提取系统 - Google Patents
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Abstract
一种光电玻璃生产线上用的高精度即时线速度提取系统，解决了现有测速装置无法直接测量输送机构上的输送物的线速度所产生的测量不准确的技术问题，采用的技术方案是，系统结构中包括定位在机架上的光电玻璃的输送机构、桥式跨越设置在输送机构上方的光电玻璃的精密加工装置及控制单元，上述系统的结构中包括沿光电玻璃的输送方向设置在精密加工装置入口处的两组光电传感器、以及定位在两组光电传感器上的激光测距模块，以上两组光电传感器及激光测距模块借助控制单元形成光电玻璃的即时线速度测量机构，控制单元根据提取到的光电玻璃的即时线速度调整精密加工装置的加工速度。
Description
技术领域
本发明涉及一种光电玻璃生产线上用的高精度即时线速度提取系统，属于机械制造领域，适应于自动化生产线，特别是线速度变化对产品质量有较大影响的光电玻璃的生产上。
背景技术
目前在光电玻璃自动化生产线领域，产品往往是在多种设备组成的流水线上传输并加工生产。而要使产品在不同设备间进行顺利传输，实质是要求将各相邻的设备运转线速度尽可能调整为一致。但是，不管生产线还是单台设备，测量产品在生产线上传输的线速度目前多采用间接测量法，即测量出传动轴的转速后，进而换算出产品在生产线上传输的线速度。而这样的线速度测量方式往往是非常不准确的，尤其是对于加工精度极其严格的激光刻划步骤。激光刻划时，激光刻划刀的加工速度与光电玻璃的传输速度保持一致时，才可能实现最低误差的激光刻划。而现有技术中，实现完美激光刻画几乎不可能，其原因是：
首先，由于链条传送机构的允许误差是3-5道，每道为0.01mm，即其允许的线速度误差为0.3~0.5mm/s，那么任意一块玻璃基板由该传送机构输送至激光刻划机中进行加工时的线速度都有可能存在0.3-0.5mm/s的误差，那么在刻划不同光电玻璃基板时，在光电玻璃上就会产生位置误差，众所周知，激光刻划的严谨程度是非常高的，即使位置仅差出0.01mm，而此时激光划线已经差出了几十甚至几百道。
其次，现有技术中，由于激光刻划刀的加工速度不能根据玻璃基板的即时速度及时进行调整，往往造成了更大的加工误差，极大的影响了光电玻璃的良品率。
因此，如何在保证尽可能最小的线速度测量误差的同时，又解决精密加工装置的加工速度与光电基板的即时线速度一致，是本领域技术人员一致想要解决又未能得到解决的技术难题。
发明内容
本发明为解决现有测速装置无法直接测量输送机构上的输送物的线速度所产生的测量不准确的技术问题，设计了一种光电玻璃生产线上用的高精度即时线速度提取系统，通过在输送机构上设置两组传感器，并借助配套计时器进行计时，借助激光测距模块测量平均位移，不但实现了直接测量输送物在输送机构上的线速度，同时也将线速度测量提升到了一个精准高度。
本发明为实现发明目的采用的技术方案是，一种光电玻璃生产线上用的高精度即时线速度提取系统，系统结构中包括定位在机架上的光电玻璃的输送机构、桥式跨越设置在输送机构上方的光电玻璃的精密加工装置及控制单元，上述系统的结构中包括沿光电玻璃的输送方向设置在精密加工装置入口处的两组光电传感器、以及定位在两组光电传感器上的激光测距模块，以上两组光电传感器及激光测距模块借助控制单元形成光电玻璃的即时线速度测量机构，控制单元根据提取到的光电玻璃的即时线速度调整精密加工装置的加工速度。
本发明的有益效果是：通过在输送机构上设置两组传感器，并借助配套计时器进行计时，借助激光测距模块测量平均位移，不但实现了直接测量输送物在输送机构上的线速度，同时也将线速度测量提升到了一个精准高度，后台控制单元同时将精密加工装置的加工速度根据测量到的即时线速度进行调整，极大的减小了加工误差。
本发明中还增加了即时的激光测距模块，从发生触发信号开始就会随机对两组光电传感器之间的距离进行测量，在最后进行计算时采用平均距离。这样做的目的是，为了保证测量到更精准的即时线速度，光是采用了精准的时钟模块还是远远不够的，其主要原因是，玻璃基板在输送时，机架的震动往往会对两组光电传感器之间的距离造成影响，即使在之前已经采用光栅仪进行了精准定位仍然是不够的。因此，为了进一步保证测量的精准程度，在本发明中增加了激光测距模块，实时测量两传感器之间的距离，最后取距离的平均值作为光电玻璃的测量位移。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
附图说明
图1本发明中两组光电传感器及激光测距模块在输送机构上的结构示意图。
图2是本发明中仅使用一组传感器在输送机构上的结构示意图。
附图中，1代表输送机构，2代表支架，3A代表第一光电传感器，3B代表第二光电传感器，4代表激光测距模块，6代表传感器，6-1代表光线，7代表玻璃基板，7A代表前端缘边，7B代表后端缘边，图中箭头方向代表输送机构的传输方向。
具体实施方式
一种光电玻璃生产线上用的高精度即时线速度提取系统，系统结构中包括定位在机架上的光电玻璃的输送机构1、桥式跨越设置在输送机构1上方的光电玻璃的精密加工装置及带有计时模块的控制单元，上述系统的结构中包括沿光电玻璃的输送方向设置在精密加工装置入口处的两组光电传感器、以及定位在两组光电传感器上的即时的激光测距模块4，以上两组光电传感器及激光测距模块4借助控制单元形成光电玻璃的即时线速度测量机构，控制单元根据提取到的光电玻璃的即时线速度调整精密加工装置的加工速度。
上述的光电传感器是反射式光电传感器。
上述的系统结构中的控制单元是带有液晶显示屏的PLC控制模块或计算机。
上述的两组光电传感器的间隔是1000mm、或是2000mm或是3000mm，如果需要也可以是其他整数或小数，并不局限于所举的例子。
上述的光电传感器均设置在输送机构1的上方。
上述的即时线速度测量机构设置在距离精密加工装置入口处的50~200mm处。
上述的计时模块的精度是0.001s。
将在输送机构1上靠前设置的传感器称为第一光电传感器3A，将设置在靠后位置的传感器称为第二光电传感器3B。
本发明在具体实施时，控制单元采用PLC控制，光电玻璃在输送机构1上进行输送，光电传感器可扫描到产品的边缘部分。借助支架2定位在输送机构1上的第一光电传感器3A首先检测到光电玻璃，触发控制单元中的计时模块开始计时，并同时触发激光测距模块4开始对两光电传感器进行测距，并在第二光电传感器3B检测到光电玻璃信号时，对其所有测距数据进行平均计算得到光电玻璃的平均位移，同时触发计时模块停止计时，根据公式：V=S/T计算出光电玻璃的即时速度，并通过PLC控制精密加工装置的加工速度与该即时速度匹配。
本发明中的支架2通过螺纹或磁力等连接方式安装于被测设备上，两个传感器通过螺纹安装于安装支架2上，传感器标准距离为1000 mm。
首先数学或物理模型建立正确。本发明采用国标1级精度的量块，用来确定设置两个传感器的标准距离，精度可达到1/100 mm。两传感器布置完成后，通过PLC连接两个传感器。当玻璃基板或产品的边缘通过第一传感器位置时，第一传感器被触发，第一传感器采集到的信号传输到控制模块PLC，PLC中程序开始计时。产品继续按图示中的传输方向传输，当玻璃基板或产品的边缘通过第二传感器位置时，第二传感器被触发，第二传感器采集到的信号传输到控制模块PLC，PLC中程序停止计时。PLC计时精度可轻松达到1/10s精度，多数PLC保证计时精度多为1/100s，我们现采用的是1/1000s精度，即毫米级。通过该模型捕捉到信息，通过PLC程序可直接显示出线速度，因此该线速度具有极高的精度。
传输设备在速度匹配调整过程中，主要是调整电机转速。而电机转速和线速度是不完全匹配的。它受转轴、滚轮等传输零部件制造精度及装配精度、测量方面等多方面因素的制约。以往的测量方式在转速测量过程中不方便、工作量大，并且不能适应对生产线或设备线速匹配精确要求较高的场合。而本发明直接测量出线速度，可直观地体现出线速度的差异。这样就不必关注电机转速，不论电机是变频调速还是其他调速方法，我们只须关注相邻两台设备显示线速度值。调整到一致或我们能接受的精度范围内，相邻设备或生产线匹配速度就一定有很高的精确度。
另外该高精度线速度测量系统可以用另一种形式实现。所利用物理模型和理论基于同第一种形式，结构形式见图2，一种光电玻璃生产线上用的高精度线速度测量系统，系统结构中包括定位在输送机构1上的支架2，其特征在于：所述的系统结构中包括存储有测量专用的位移数值信息及带有计时器5的控制单元4、以及信号输出端分别与控制单元4连接的传感器6，以上传感器6定位在输送机构1上方或下方、借助玻璃基板7的前端缘边7A和后端缘边7B形成到位检测机构。
所述的传感器6是反射式光电传感器。
该种形式只需利用一个传感器6，但是需要配套一个标准样片才能实现，该标准样片必须要测出其精确尺寸。测量原理：标准样片，即玻璃基板7在传输部件上传输，当传感器6发出光线6-1检测到标准样片的前端缘边7A时，传感器6将采集到的信号传输给PLC,此时 PLC内的控制程序开启计时功能。标准样片沿传输方向继续传输。当传感器检测到标准样片的后端缘边7B时，传感器6将采集到的信号再次传输给PLC,此时 PLC内的程序停止计时。同样根据公式：V=S/T。通过PLC的软体功能，可直接将产品在生产线上传输时的线速度值显示。
该种形式需要标准样片的高精度的测量尺寸。如果需要大尺寸标准样片，那么标准样片高精度的测量尺寸就不容易得到。因此可以根据实际需要，选用高精度线速度测量系统的实现形式。
Claims (7)
1.一种光电玻璃生产线上用的高精度即时线速度提取系统，系统结构中包括定位在机架上的光电玻璃的输送机构（1）、桥式跨越设置在输送机构（1）上方的光电玻璃的精密加工装置及带有计时模块的控制单元，其特征在于：所述系统的结构中包括沿光电玻璃的输送方向设置在精密加工装置入口处的两组光电传感器、以及定位在两组光电传感器上的即时的激光测距模块（4），以上两组光电传感器及激光测距模块（4）借助控制单元形成光电玻璃的即时线速度测量机构，控制单元根据提取到的光电玻璃的即时线速度调整精密加工装置的加工速度。
2.根据权利要求1所述的一种光电玻璃生产线上用的高精度即时线速度提取系统，其特征在于：所述的光电传感器是反射式光电传感器。
3.根据权利要求1所述的一种光电玻璃生产线上用的高精度即时线速度提取系统，其特征在于：所述的系统结构中的控制单元是带有液晶显示屏的PLC控制模块或计算机。
4.根据权利要求1所述的一种光电玻璃生产线上用的高精度即时线速度提取系统，其特征在于：所述的两组光电传感器的间隔是1000mm、或是2000mm或是3000mm。
5.根据权利要求1所述的一种光电玻璃生产线上用的高精度即时线速度提取系统，其特征在于：所述的光电传感器均设置在输送机构（1）的上方。
6.根据权利要求1所述的一种光电玻璃生产线上用的高精度即时线速度提取系统，其特征在于：所述的即时线速度测量机构设置在距离精密加工装置入口处的50~200mm处。
7.根据权利要求1所述的一种光电玻璃生产线上用的高精度即时线速度提取系统，其特征在于：所述的计时模块的精度是0.001s。
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