CN116465346A - 一种自动切换测量模式的板材厚度测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动切换测量模式的板材厚度测量系统，包括：测量装置和控制系统，所述控制系统与所述测量装置连接，所述控制系统用于控制所述测量装置进行板材厚度的测量；所述测量装置包括：底座、过导辊机构、直线导轨机构和扫描机构；所述过导辊机构固定安装于所述底座上，用于支撑待测量板材以进行板材厚度测量；所述直线导轨机构固定安装于所述底座上，用于带动所述扫描机构往返运动；所述扫描机构滑动安装于所述直线导轨机构上，用于对待测量板材进行扫描，实现板材厚度的测量。通过设置测量模式的自动切换，适应不同板材类别的需求并进行测量。

Description

一种自动切换测量模式的板材厚度测量系统

技术领域

本发明涉及测量系统技术领域，尤其是涉及一种自动切换测量模式的板材厚度测量系统。

背景技术

在塑料压延实验生产线上，需要对压延出的塑料板材厚度实时检测，由于实验线的塑料板材种类繁多，各种塑料的特性也不一样，有全透明也有半透明和不透明特性，塑料板材的材料不同对于光学测量原理形成影响。

但现有采用X射线测厚技术，无法适应材料种类繁多、材料厚度范围大的测量要求。而采用激光位移传感器测量厚度也无法同时适应透明和半透明材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动切换测量模式的板材厚度测量系统，解决塑料板材的材料种类繁多，单一测量模式无法满足塑料板材厚度检测的需要的问题。

本发明提供了一种自动切换测量模式的板材厚度测量系统，包括：

测量装置和控制系统，所述控制系统与所述测量装置连接，所述控制系统用于控制所述测量装置进行板材厚度的测量；

所述测量装置包括：底座、过导辊机构、直线导轨机构和扫描机构；

所述过导辊机构固定安装于所述底座上，用于支撑待测量板材以进行板材厚度测量；

所述直线导轨机构固定安装于所述底座上，用于带动所述扫描机构往返运动；

所述扫描机构滑动安装于所述直线导轨机构上，用于对待测量板材进行扫描，实现板材厚度的测量；

所述控制系统包括系统软件、控制模块和报警模块；

所述系统软件用于根据待测量板材的材料类别自动切换测量模式，并发出测量指令进行板材厚度的测量；

所述控制模块用于根据所述系统软件的测量指令控制所述扫描机构对待测量板材进行扫描，采集上传感器和下传感器的数据并传输至所述系统软件；

所述报警模块用于根据所述系统软件测量的板材厚度进行声光报警。

在本申请的一些实施例中，所述过导辊机构包括过导辊支架和过导辊，所述过导辊支架固定安装于所述底座上，所述过导辊安装于所述过导辊支架顶部，所述过导辊用于放置支撑待测量板材。

在本申请的一些实施例中，所述直线导轨机构包括支撑柱、支撑钢梁和直线导轨模组，所述支撑柱固定安装于所述底座上，所述支撑钢梁固定安装于所述支撑柱顶部，所述直线导轨模组固定安装于所述支撑钢梁顶部，所述直线导轨模组用于带动所述扫描机构往返运动；

其中，所述直线导轨模组包括直线导轨、滑块和步进电机，所述直线导轨固定安装于所述支撑钢梁顶部，所述滑块滑动安装所述直线导轨上，所述步进电机安装于所述直线导轨一侧，所述步进电机用于控制所述滑块在所述直线导轨上运动。

在本申请的一些实施例中，所述扫描机构包括扫描支架、上传感器、下传感器和标定块，所述扫描支架为U形支架，所述扫描支架固定安装于所述滑块上，所述上传感器固定安装于所述扫描支架一侧上部，所述下传感器固定安装于所述扫描支架一侧下部，所述标定块固定安装于所述过导辊机构一侧，所述标定块设置于所述上传感器和所述下传感器之间；

其中，所述上传感器和所述下传感器均设置有传感器护罩，所述传感器护罩用于防护所述上传感器和所述下传感器。

在本申请的一些实施例中，所述系统软件包括规格数据库和测量模式；

所述规格数据库包括板材的材料类别、板材的标准厚度和板材的厚度公差；

测量模式包括标定模式、对射模式和透明材料模式；

其中，所述材料类别包括不透明材料、半透明材料和透明材料。

在本申请的一些实施例中，所述系统软件根据待测量板材的材料类别自动切换测量模式，包括：

所述系统软件接收MES系统传输的生产计划信息，并根据所述生产计划信息提取生产规格信息；

根据所述生产规格信息确定板材的材料类别；

根据所述材料类别自动切换测量模式。

在本申请的一些实施例中，根据所述材料类别自动切换测量模式，包括：

当板材的材料类别为不透明材料和半透明材料时，自动切换为对射模式；

当板材的材料类别为透明材料时，自动切换为透明材料模式。

在本申请的一些实施例中，所述系统软件进行板材厚度的测量之前，还包括：

所述系统软件预先进行校准确定传感器间距；

所述系统软件发出标定模式指令，所述控制模块控制所述扫描机构移动到原点位置，并采集上传感器的数据V1和下传感器的数据V2；

根据所述数据V1、数据V2和标定块厚度D确定所述传感器间距H；

其中，所述标定块厚度D为预先测量的标定块厚度。

在本申请的一些实施例中，所述系统软件进行板材厚度的测量，包括：

在对射模式时，获取上传感器值H1和下传感器值H2，并根据所述传感器间距H确定待测量板材的板材厚度T，其中所述板材厚度T=H-H1-H2；

在透明材料模式时，关闭下传感器，获取上传感器值H1，并根据所述上传感器值H1确定待测量板材的板材厚度T，其中所述板材厚度T=H1。

在本申请的一些实施例中，所述报警模块根据所述系统软件测量的板材厚度进行声光报警，包括：

所述系统软件将板材厚度T与板材的标准厚度S和板材的厚度公差C进行对比，根据对比结果输出声光报警指令，所述控制模块根据所述声光报警指令控制所述报警模块进行声光报警；

当T＞S+C时，则输出声光报警指令；

当T＜S-C时，则输出声光报警指令。

本发明公开了一种自动切换测量模式的板材厚度测量系统，包括测量装置和控制系统，所述控制系统与所述测量装置连接，所述控制系统用于控制所述测量装置进行板材厚度的测量。

本发明通过设置有对射模式和透明材料模式实现根据板材材料类别的不同选择对应的测量模式，可适应多种材料种类，不透明、半透明和透明材料均可采用本发明进行板材厚度的测量，测量的材料种类多，测量范围大。

本发明还设置有报警模块，通过根据测量厚度是否在允许范围内确定是否进行声光报警，保证板材厚度测量系统的正常运行。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明实施例中测量装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中控制系统的功能框图。

附图标记

1、底座；2、过导辊支架；3、过导辊；4、支撑柱；5、支撑钢梁；6、直线导轨模组；61、直线导轨；62、滑块；63、步进电机；7、扫描支架；81、上传感器；82、下传感器；83、传感器护罩；9、标定块。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的通常意义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合，而不排除其他元件或者物件。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指发明中任一部件或元件，不能理解为对发明的限制。术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

实施例

在塑料压延实验生产线上，需要对压延出的塑料板材厚度实时检测，由于实验线的塑料板材种类繁多，各种塑料的特性也不一样，有全透明也有半透明和不透明特性，对于光学测量原理形成影响。但现有采用X射线测厚技术，无法适应材料种类繁多、材料厚度范围大的测量要求。而采用激光位移传感器测量厚度也无法同时适应透明和半透明材料。

本发明提供了一种自动切换测量模式的板材厚度测量系统，如图1、图2所示，包括：

测量装置和控制系统，所述控制系统与所述测量装置连接，所述控制系统用于控制所述测量装置进行板材厚度的测量。

所述测量装置包括：底座1、过导辊机构、直线导轨机构和扫描机构。

所述过导辊机构固定安装于所述底座1上，用于支撑待测量板材以进行板材厚度测量。

所述直线导轨机构固定安装于所述底座1上，用于带动所述扫描机构往返运动。

所述扫描机构滑动安装于所述直线导轨机构上，用于对待测量板材进行扫描，实现板材厚度的测量。

所述控制系统包括系统软件、控制模块和报警模块。

所述系统软件用于根据待测量板材的材料类别自动切换测量模式，并发出测量指令进行板材厚度的测量。

所述控制模块用于根据所述系统软件的测量指令控制所述扫描机构对待测量板材进行扫描，采集上传感器和下传感器的数据并传输至所述系统软件。

所述报警模块用于根据所述系统软件测量的板材厚度进行声光报警。

在本申请的一些实施例中，改进了所述过导辊机构，以使所述过导辊机构的结构更加完善，便于放置待测量板材，所述过导辊机构包括过导辊支架2和过导辊3，所述过导辊支架2固定安装于所述底座1上，所述过导辊3安装于所述过导辊支架2顶部，所述过导辊3用于放置支撑待测量板材。

在本实施例中，所述过导辊支架2为开口向上的U形支架，且所述过导辊支架2平行安装于所述底座1上，所述过导辊3为两个，且平行安装于所述过导辊支架2的两侧，待测量板材放置于所述过导辊3上，使待测量板材位于扫描机构之间。

在本申请的一些实施例中，改进了所述直线导轨机构，以使所述直线导轨机构能够带动扫描机构进行往返扫描，所述直线导轨机构包括支撑柱4、支撑钢梁5和直线导轨模组6，所述支撑柱4固定安装于所述底座1上，所述支撑钢梁5固定安装于所述支撑柱4顶部，所述直线导轨模组6固定安装于所述支撑钢梁5顶部，所述直线导轨模组6用于带动所述扫描机构往返运动。

其中，所述直线导轨模组6包括直线导轨61、滑块62和步进电机63，所述直线导轨61固定安装于所述支撑钢梁5顶部，所述滑块62滑动安装所述直线导轨61上，所述步进电机63安装于所述直线导轨61一侧，所述步进电机用于控制所述滑块62在所述直线导轨61上运动。

在本申请的一些实施例中，所述扫描机构包括扫描支架7、上传感器81、下传感器82和标定块9，所述扫描支架7为U形支架，所述扫描支架7固定安装于所述滑块62上，所述上传感器81固定安装于所述扫描支架7一侧上部，所述下传感器82固定安装于所述扫描支架7一侧下部，所述标定块9固定安装于所述过导辊机构一侧，所述标定块9设置于所述上传感器81和所述下传感器82之间。

其中，所述上传感器81和所述下传感器82均设置有传感器护罩83，所述传感器护罩83用于防护所述上传感器81和所述下传感器82。

在本实施例中，所述扫描支架7固定安装于所述滑块62上，当步进电机开始运作，滑块62随之往返滑动，扫描支架7上安装的上传感器81和下传感器82的也会随着滑块62往返运动，当所述上传感器81和所述下传感器82位于原点位置时，所述标定块9与所述上传感器81和所述下传感器82在同一直线上。

在本申请的一些实施例中，改进了所述系统软件包含的内容，便于实现后续测量模式的切换，所述系统软件包括规格数据库和测量模式。

所述规格数据库包括板材的材料类别、板材的标准厚度和板材的厚度公差。

测量模式包括标定模式、对射模式和透明材料模式。

其中，所述材料类别包括不透明材料、半透明材料和透明材料。

在本申请的一些实施例中，公开了所述系统软件自动切换测量模式的方法，所述系统软件根据待测量板材的材料类别自动切换测量模式，包括：

所述系统软件接收MES系统传输的生产计划信息，并根据所述生产计划信息提取生产规格信息。

根据所述生产规格信息确定板材的材料类别。

根据所述材料类别自动切换测量模式。

在本申请的一些实施例中，根据所述材料类别自动切换测量模式，包括：

当板材的材料类别为不透明材料和半透明材料时，自动切换为对射模式。

当板材的材料类别为透明材料时，自动切换为透明材料模式。

在本实施例中，对射模式时上下传感器同时使用进行测量，得到上传感器的值和下传感器的值，透明材料模式时，关闭下传感器，只使用上传感器进行测量，得到上传感器的值。

在本申请的一些实施例中，公开了所述系统软件进行校准的方法，所述系统软件进行板材厚度的测量之前，还包括：

所述系统软件预先进行校准确定传感器间距。

所述系统软件发出标定模式指令，所述控制模块控制所述扫描机构移动到原点位置，并采集上传感器的数据V1和下传感器的数据V2。

根据所述数据V1、数据V2和标定块厚度D确定所述传感器间距H。

其中，所述标定块厚度D为预先测量的标定块厚度。

在本实施例中，原点位置为上下传感器与标定块在同一直线时的位置，通过标定块厚度与上下传感测得的数据得到传感器之间的距离。

在本申请的一些实施例中，公开了所述系统软件进行板材厚度的测量的具体方式，所述系统软件进行板材厚度的测量，包括：

在对射模式时，获取上传感器值H1和下传感器值H2，并根据所述传感器间距H确定待测量板材的板材厚度T，其中所述板材厚度T=H-H1-H2。

在透明材料模式时，关闭下传感器，获取上传感器值H1，并根据所述上传感器值H1确定待测量板材的板材厚度T，其中所述板材厚度T=H1。

在本申请的一些实施例中，所述报警模块根据所述系统软件测量的板材厚度进行声光报警，包括：

所述系统软件将板材厚度T与板材的标准厚度S和板材的厚度公差C进行对比，根据对比结果输出声光报警指令，所述控制模块根据所述声光报警指令控制所述报警模块进行声光报警。

当T＞S+C时，则输出声光报警指令。

当T＜S-C时，则输出声光报警指令。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

上述实施例提供的说明，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。

本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，软件模块、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

Claims (10)

1.一种自动切换测量模式的板材厚度测量系统，其特征在于，包括：

测量装置和控制系统，所述控制系统与所述测量装置连接，所述控制系统用于控制所述测量装置进行板材厚度的测量；

所述测量装置包括：底座、过导辊机构、直线导轨机构和扫描机构；

所述过导辊机构固定安装于所述底座上，用于支撑待测量板材以进行板材厚度测量；

所述直线导轨机构固定安装于所述底座上，用于带动所述扫描机构往返运动；

所述扫描机构滑动安装于所述直线导轨机构上，用于对待测量板材进行扫描，实现板材厚度的测量；

所述控制系统包括系统软件、控制模块和报警模块；

所述系统软件用于根据待测量板材的材料类别自动切换测量模式，并发出测量指令进行板材厚度的测量；

所述控制模块用于根据所述系统软件的测量指令控制所述扫描机构对待测量板材进行扫描，采集上传感器和下传感器的数据并传输至所述系统软件；

所述报警模块用于根据所述系统软件测量的板材厚度进行声光报警。

2.根据权利要求1所述的一种自动切换测量模式的板材厚度测量系统，其特征在于，所述过导辊机构包括过导辊支架和过导辊，所述过导辊支架固定安装于所述底座上，所述过导辊安装于所述过导辊支架顶部，所述过导辊用于放置支撑待测量板材。

3.根据权利要求1所述的一种自动切换测量模式的板材厚度测量系统，其特征在于，所述直线导轨机构包括支撑柱、支撑钢梁和直线导轨模组，所述支撑柱固定安装于所述底座上，所述支撑钢梁固定安装于所述支撑柱顶部，所述直线导轨模组固定安装于所述支撑钢梁顶部，所述直线导轨模组用于带动所述扫描机构往返运动；

其中，所述直线导轨模组包括直线导轨、滑块和步进电机，所述直线导轨固定安装于所述支撑钢梁顶部，所述滑块滑动安装所述直线导轨上，所述步进电机安装于所述直线导轨一侧，所述步进电机用于控制所述滑块在所述直线导轨上运动。

4.根据权利要求3所述的一种自动切换测量模式的板材厚度测量系统，其特征在于，所述扫描机构包括扫描支架、上传感器、下传感器和标定块，所述扫描支架为U形支架，所述扫描支架固定安装于所述滑块上，所述上传感器固定安装于所述扫描支架一侧上部，所述下传感器固定安装于所述扫描支架一侧下部，所述标定块固定安装于所述过导辊机构一侧，所述标定块设置于所述上传感器和所述下传感器之间；

其中，所述上传感器和所述下传感器均设置有传感器护罩，所述传感器护罩用于防护所述上传感器和所述下传感器。

5.根据权利要求1所述的一种自动切换测量模式的板材厚度测量系统，其特征在于，所述系统软件包括规格数据库和测量模式；

所述规格数据库包括板材的材料类别、板材的标准厚度和板材的厚度公差；

测量模式包括标定模式、对射模式和透明材料模式；

其中，所述材料类别包括不透明材料、半透明材料和透明材料。

6.根据权利要求1所述的一种自动切换测量模式的板材厚度测量系统，其特征在于，所述系统软件根据待测量板材的材料类别自动切换测量模式，包括：

所述系统软件接收MES系统传输的生产计划信息，并根据所述生产计划信息提取生产规格信息；

根据所述生产规格信息确定板材的材料类别；

根据所述材料类别自动切换测量模式。

7.根据权利要求6所述的一种自动切换测量模式的板材厚度测量系统，其特征在于，根据所述材料类别自动切换测量模式，包括：

当板材的材料类别为不透明材料和半透明材料时，自动切换为对射模式；

当板材的材料类别为透明材料时，自动切换为透明材料模式。

8.根据权利要求1所述的一种自动切换测量模式的板材厚度测量系统，其特征在于，所述系统软件进行板材厚度的测量之前，还包括：

所述系统软件预先进行校准确定传感器间距；

所述系统软件发出标定模式指令，所述控制模块控制所述扫描机构移动到原点位置，并采集上传感器的数据V1和下传感器的数据V2；

根据所述数据V1、数据V2和标定块厚度D确定所述传感器间距H；

其中，所述标定块厚度D为预先测量的标定块厚度。

9.根据权利要求8所述的一种自动切换测量模式的板材厚度测量系统，其特征在于，所述系统软件进行板材厚度的测量，包括：

在对射模式时，获取上传感器值H1和下传感器值H2，并根据所述传感器间距H确定待测量板材的板材厚度T，其中所述板材厚度T=H-H1-H2；

在透明材料模式时，关闭下传感器，获取上传感器值H1，并根据所述上传感器值H1确定待测量板材的板材厚度T，其中所述板材厚度T=H1。

10.根据权利要求1所述的一种自动切换测量模式的板材厚度测量系统，其特征在于，

所述报警模块根据所述系统软件测量的板材厚度进行声光报警，包括：

所述系统软件将板材厚度T与板材的标准厚度S和板材的厚度公差C进行对比，根据对比结果输出声光报警指令，所述控制模块根据所述声光报警指令控制所述报警模块进行声光报警；

当T＞S+C时，则输出声光报警指令；

当T＜S-C时，则输出声光报警指令。