专利名称：板料冲压线的上料检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于板料冲压技术领域，涉及板料冲压生产线中的上料检测系统，尤其涉及一种采用激光位移检测技术测量板料厚度的上料检测系统。
背景技术：
在板料冲压过程中，大多采用自动化程度相对较高的冲压生产线，该冲压生产线系统通常简称为“板料冲压线”。在冲压过程中，需要首先将板料上料至板料冲压线的传送装置上。而通常地，在目前的传送装置中，一方面，传送装置采用的是磁性传输带；另一方面，冲压线上存在特有的振动会使用于承载板料的传输带产生振动。在上料的过程中，有可能多块板料因各种原因而被粘合在一起，从而实现同步上料，进而有可能会导致多层板料一起被冲压，这不但会导致成品率下降、浪费板料，还可能 会导致冲压设备和模具损坏。因此，通常需要使用板料冲压线上的上料检测系统来检测上料是否正确。现有技术中，采用检测上料后的、在传送装置上的板料的厚度方式来判断板料是否重叠上料，也即判断板料是否为双料或多料。如果厚度大于对应单张板料标准厚度的上公差，上料检测系统判定为双料或多料，板料冲压线停止工作并产生报警，从而避免双料或多料被同时冲压。目前，上料检测系统多采用电磁式检测系统，也即通过电磁检测方法检测板料的厚度。例如，采用德国Roland 公司的电磁式上料检测系统，其可以采用接触式和非接触式两种方式实现。但是，这种类型的上料检测系统会因为以上述及振动、磁场干扰因素导致厚度测量不正确，进而导致检测判断失误。因此，现有的上料检测系统对板料的检测的准确率低，易发生漏检和误检现象，进而容易影响板料冲压的生产率并容易导致冲压设备和模具的损坏。有鉴于此，有必要提出一种新型的上料检测系统。
实用新型内容本实用新型的目的之一在于，提供一种能易与板料冲压线兼容的上料检测系统。本实用新型的又一目的在于，提高板料的上料检测的准确率。为实现以上目的或者其他目的，本实用新型提供一种板料冲压线的上料检测系统，其包括控制单元和传输执行装置，并且，还包括与所述控制单元耦接的激光测距装置；其中，所述激光测距装置用于检测位于所述板料冲压线的传送装置上的板料的厚度，所述控制单元根据所述激光测距装置反馈的所述厚度信息判断上料是否正确，以控制所述传输执行单元。按照本实用新型一实施例的上料检测系统，其中，上料检测系统还包括板料表面处理装置，所述板料表面处理装置受所述控制单元控制以实现在所述检测前对所述板料的表面进行检测前处理。在之前所述任一实施例的上料检测系统中，优选地，所述板料表面处理装置包括作用于所述板料的表面的无纺布辊。按照本实用新型又一实施例的上料检测系统，其中，所述板料表面处理装置还包括液压比例阀，液压缸，压力传感器，无纺布辊变频器，以及无纺布辊电机；
·[0020]其中，所述液压比例阀和无纺布辊变频器均与所述控制单元耦接并受其控制，所述液压比例阀和液压缸驱动控制所述无纺布辊对所述板料产生的擦板压力；所述压力传感器将所述板料所受到的压力反馈至所述控制单元；所述无纺布辊变频器和无纺布辊电机驱动控制所述无纺布辊的转动速度。在之前所述任一实施例的上料检测系统中，优选地，所述控制单元包括第一从站接口模块，所述板料表面处理装置通过所述第一从站接口模块与所述控制单元耦接。按照本实用新型还一实施例的上料检测系统，其中，所述激光测距装置至少地包括一对或多对激光测距传感器，每个板料置于每对激光测距传感器之间，每对激光测距传感器用于检测其对应的板料的厚度。在之前所述任一实施例的上料检测系统中，优选地，所述激光测距装置还包括位移传感器，所述控制单元包括第二从站接口模块，所述位移传感器通过所述第二从站接口模块与所述控制单元耦接并反馈所述厚度信息至所述控制单元。按照本实用新型再一实施例的上料检测系统，其中，所述传输执行装置包括传输带变频器和传输带电机，所述传输带变频器与所述控制单元耦接并受其控制，所述传输带变频器和传输带电机驱动控制传送装置的传输带。按照本实用新型还又一实施例的上料检测系统，其中，所述控制单元包括控制界面和主控可编程控制器，所述主控可编程控制器通过总线与激光测距装置、传输执行装置耦接。在之前所述任一实施例的上料检测系统中，进一步，所述传送装置可以使用磁性传输带，所述板料置于所述磁性传输带上被检测。本实用新型的技术效果是，上料检测系统采用光学检测方式检测厚度，能克服板料冲压线上的振动和磁场干扰问题，不但测量准确，而且上料检测成功率高，从而有利于提高冲压的成品率，避免了板料冲压线的冲压设备和模具的损坏。并且，该上料检测系统示教简单、使用方便，可以适用于任何材料的板料的上料检测，适用范围广。进一步，使用该上料检测系统的板料冲压线的线速度不受上料检测过程限制，生产率高。
从结合附图的以下详细说明中，将会使本实用新型的上述和其他目的及优点更加完全清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。[0029]图I是按照本实用新型一实施例的上料检测系统的模块结构示意图。图2是图I所示上料检测系统中的激光测距装置的厚度检测原理示意图。图3是图I所示上料检测系统的一实例结构示意图。
具体实施方式
下面介绍的是本实用新型的多个可能实施例中的一些，旨在提供对本实用新型的基本了解，并不旨在确认本实用新型的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的其他实现方式。因此，以下具体实施方式
以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。 下面的描述中，为描述的清楚和简明，并没有对图中所示的所有多个部件进行描述。附图中示出了多个部件为本领域普通技术人员提供本实用新型的完全能够实现的公开内容。对于本领域技术人员来说，许多部件的操作都是熟悉而且明显的。将理解，当将某一部件“连接”或“耦接”到另一个部件时，它可以直接连接或耦接到另一个部件，或可以存在中间部件。相反，当将部件“直接耦接”或“直接连接”到另一个部件时，则不存在中间部件。而且，如本文使用的“连接”或“耦接”可以包括以无线方式连接或耦接。图I所述为按照本实用新型一实施例的上料检测系统的模块结构示意图。该上料检测系统属于板料冲压线的一部分，其可以检测上料至板料冲压线的传送装置上的板料的是否上料正确，从而防止板料以双料或多料的形式被冲压处理。如图I所示，该实施例的上料检测系统包括控制单元110和激光测距装置130。激光测距装置130与控制单元110耦接，其用于检测位于板料冲压线的传送装置上的板料的厚度，并可操作地将该厚度信息反馈至控制单元110，以便于上料检测系统进行其他判断处理。在本实用新型中，激光测距装置130运用激光位移检测技术来检测上料后的板料的厚度D，进而通过厚度D来判断上料是否正确。图2所示为图I所示上料检测系统中的激光测距装置的厚度检测原理示意图。在该实施例中，激光测距装置130用于检测板料900的厚度D，其至少地包括激光测距传感器132和134。激光测距传感器132和134分别位于板料的上下两侧，从而可以检测激光测距传感器至板料900的表面距离。其中，激光测距传感器132可以检测其至板料900的上表面的距离a，激光测距传感器134可以检测其至板料900的下表面的距离b。激光测距传感器132和134之间的间距d可以通过预先设定来确定，因此，二者之间的板料900的厚度D=(d- (a+b))。如图2所示，尽管处于板料冲压线上的板料900可能会在检测过程中产生特殊振动，由于距离b是可以固定不变的，即使板料900振动，(a+b)也是基本固定不变的，因此，测量结果(d- (a+b))也是基本不变的，也即所测量出来的板料厚度D不容易受振动干扰，而导致不准确。同时，由于激光位移检测技术是应用光学原理来测量距离，其完全区别电磁式检测系统的测试原理；尽管传送装置依赖带有磁性的装置(诸如磁性传输带)来实现传送，这也不影响激光测距装置130的检测结果。因此，该激光测距装置130可以良好地与板料冲压线兼容，并且，板料的厚度测量准确。继续如图I所示，上料检测系统中控制单元110可以控制激光测距装置130的激光测距过程，激光测距装置130所测量出来的每个厚度数据D将被发送至控制单元110，控制单元110对其进行计算分析处理以判断上料是否正确。在该实施例中，控制单元110设置有数据库系统，每种型号的板料所对应的标准厚度及其相应的公差存储于数据库系统中，通过调用所检测的料板对应的标准厚度和上公差，如果检测的厚度D大于标准厚度和上公差之和，则判断该板料在上料过程中不正确，即两张或多张板料重叠上料(或判断该料板为双料或多料)。上料检测系统此时会停止工作，以防止对双料或多料进行冲压，避免设备和模具损伤并形成废料。继续如图I所示，在该实施例中，上料检测系统还包括传输执行装置140，其与控制单兀110稱接；如上所述，当控制单兀110判断料板为双料或多料时(即为非正确上料时)，传输执行装置140被控制单元110控制以终止传送装置上的该料板，从而避免其被冲
压。·继续如图I所示，在该实施例中，上料检测系统还包括板料表面处理装置120。板料表面装置120也与控制单元110耦接，并受其控制。在采用如图I所示的激光测距装置130检测板料的厚度D时，板料900的表面的油污等，会影响激光测距装置130中使用的检测光线发生折射而改变，进而可能会影响厚度检测D的准确性。因此，优选地，在检测前，通过板料表面装置120进行表面处理，例如去除油污，来提高激光测距装置130的检测精度。图3所示为图I所示上料检测系统的一实例结构示意图。如图3所示,控制单元110主要地包括控制界面111、主控PLC(可编程控制器)112、从站接口模块115和113，从站接口模块115中设置有从站数模转换(DA)模块118和从站模数转换(AD)模块117，从站接口模块113中设置有从站模数转换(AD)模块114。控制界面111可以选择为各种人机界面，例如，触摸屏装置。主控可编程控制器112可以系统地对各部分的数据进行采集处理，包括处理压力控制(在其后中描述)、检测距离数据计算分析处理、数据显示反馈、传送装置的速度控制和停止控制等。主控可编程控制器112作为数据处理和逻辑控制的中心，其选择的具体类型并不限于本实用新型实例的可编程控制器，例如在其他实例中，可以采用CPU。表面处理装置120具体地包括液压比例阀121、液压缸122、压力传感器123、无纺布辊变频器124、无纺布辊电机125和无纺布辊126。板料900置于两个无纺布辊126之间，并通过无纺布辊的转动和擦压来擦除板料表面的油污。无纺布辊电机125为无纺布辊126的转动提供动力，无纺布辊变频器124可以控制无纺布辊电机125的转速，进而驱动控制无纺布辊的转动速度。无纺布辊变频器124可以与主控可编程控制器112耦接并受其控制。液压比例阀121和液压缸122 —起用于驱动控制无纺布辊126对板料产生的擦板压力大小；从站DA模块118发送压力控制相关信号至液压比例阀121，液压比例阀121进而驱动液压缸122。具体地，主控PLCl 12可以但不限于通过总线(例如，PR0FIBUS总线)连接从接口模块115，再连接从站DA模块118和从站AD模块。压力传感器123用于采集反馈板料900所受到的压力，并将压力大小数据反馈至从站AD模块117，从站AD模块117将压力数据转换为数字数据发送至主控PLC112。因此，主控PLC112可以实现对板料所受的压力的闭环控制，并且，转速可控，对板料900的表面的擦除效果好。继续如图3所示，激光测距装置130包括位移控制器131以及多个激光测距传感器(132至135)。在该实例中，两张板料可以同时上料至传输装置的传输带910上，这样，传输带可以同时传输两个板料，也可以基本同时进行两个板料的冲压(装有两套模具和冲压设备的情况下)。因此，对应两个板料，设置四个光测距传感器，也即设置两个厚度检测点。其中，激光测距传感器132和134为一对，其固定设置在其中一个板料的上下两侧，用于检测该板料的厚度；激光测距传感器133和135为另一对，其固定设置在另一个板料的上下两侦牝用于检测该板料的厚度。激光测距传感器133和135的检测原理与图2所示的激光测距传感器132和134的检测原理基本相同。激光测距传感器反馈的位移反馈信号通过位移控制器131形成厚度信息，并将厚度信息反馈至从站AD模块114。从站AD模块114通过从站接口模块113将厚度信息发送至主控PLC112。从站接口模块113也可以但不限于通过总线(例如，PROFIBUS总线)至主控PLCl 12。具体地，在每种类型的板料开始第一次上料检测时，激光测距装置130需要完成示教过程来实现测量值与实际值之间的标定。激光测距传感器LK-H085的测量值具有线性特性，斜率为-1，靠近传感器测量值增大，远离传感器测量值减小。因此，可以得出实际值a和b (如图2所示)与其测量值al和bl具体有关系式(I) a I =x_a, bl=x_b(I)其中，X为激光测距装置130的内置常量，关系式(I)符合以上激光测距传感器的特性。由关系式(I)进一步变换为以下关系式(2)，a=x_al，b=x_bl(2)考虑到还还未做示教工作，需要增加示教偏移量offsetl和offset2,进一步得到以下关系式(3)，a=x-al+offsetl, b=x-bl+offset2(3)所以，结合以上关系式，进一步得到关系式(4) : D=d-(a+b) =d-(χ-al+offsetl+χ-bl+offset2) = (d-2x-offsetl-offset2) + (al+bl)(4)其中，d、x、offsetl、offset2都是常量，因此，(d-2x-offsetl_offset2)可以看作测量值(al+bl)的不教偏移量 offset,即 offset= (d-2x-offsetl_offset2)。因此，在示教过程中，只需要将某一型号的厚度已知的板料放置在两个固定的激光测距传感器之间，激光测距装置130中输出测量值al和bl，这时调整设置偏移量offset来使D等于示教的该型号的实际板料厚度，这样就完成了示教工作。由上可知，激光测距装置130的示教过程可以自动控制实现，使用方便。继续如图3所示，传输执行装置140包括传输带变频器141和传输带电机142，传输带变频器141与主控PLC112通过总线耦接，其驱动传输带电机142。当通过的板料被该上料检测系统判定为正常上料(即为单料)时，传输执行装置140控制传输带910正常传输板料；当判定为非正常上料时(即为双料或多料)时，传输带电机142停止，传输带910停止传送该板料。本实用新型实例的上料检测系统采用光学检测方式检测厚度，不但测量准确，而且检测成功率高，这进一步避免了板料冲压线的冲压设备和模具的损坏，有利于提高成品率。传统的检测方式，通常需要降低线速度来克服振动干扰的影响，而采用本实用新型的上料检测系统时，线速度不受上料检测过程限制，因此，板料冲压线的生产率得到提高。并且，光学检测方式可以适用于任何材料的板料的上料检测，适用范围广。以上例子主要说明了本实用新型的板料冲压线的上料检测系统。尽管只对其中一些本实用新型的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本实用新型可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施 。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本实用新型精神及范围的情况下，本实用新型可能涵盖各种的修改与替换。
权利要求1.一种板料冲压线的上料检测系统，其包括控制单元和传输执行装置，其特征在于，还包括 与所述控制单元耦接的激光测距装置； 其中，所述激光测距装置用于检测位于所述板料冲压线的传送装置上的板料的厚度，所述控制单元根据所述激光测距装置反馈的所述厚度信息判断上料是否正确，以控制所述传输执行单元。
2.如权利要求I所述的上料检测系统，其特征在于，还包括板料表面处理装置，所述板料表面处理装置受所述控制单元控制以实现在所述检测前对所述板料的表面进行检测前处理。
3.如权利要求2所述的上料检测系统，其特征在于，所述板料表面处理装置包括作用于所述板料的表面的无纺布辊。
4.如权利要求3所述的上料检测系统，其特征在于，所述板料表面处理装置还包括 液压比例阀， 液压缸， 压力传感器， 无纺布辊变频器，以及 无纺布棍电机； 其中，所述液压比例阀和无纺布辊变频器均与所述控制单元耦接并受其控制，所述液压比例阀和液压缸驱动控制所述无纺布辊对所述板料产生的擦板压力；所述压力传感器将所述板料所受到的压力反馈至所述控制单元；所述无纺布辊变频器和无纺布辊电机驱动控制所述无纺布辊的转动速度。
5.如权利要求2或3或4所述的上料检测系统，其特征在于，所述控制单元包括第一从站接口模块，所述板料表面处理装置通过所述第一从站接口模块与所所述控制单元耦接。
6.如权利要求I所述的上料检测系统，其特征在于，所述激光测距装置至少地包括一对或多对激光测距传感器，每个板料置于每对激光测距传感器之间，每对激光测距传感器用于检测其对应的板料的厚度。
7.如权利要求6所述的上料检测系统，其特征在于，所述激光测距装置还包括位移传感器，所述控制单元包括第二从站接口模块，所述位移传感器通过所述第二从站接口模块与所述控制单元耦接并反馈所述厚度信息至所述控制单元。
8.如权利要求I所述的上料检测系统，其特征在于，所述传输执行装置包括传输带变频器和传输带电机，所述传输带变频器与所述控制单元耦接并受其控制，所述传输带变频器和传输带电机驱动控制传送装置的传输带。
9.如权利要求I所述的上料检测系统，其特征在于，所述控制单元包括控制界面和主控可编程控制器，所述主控可编程控制器通过总线与所述激光测距装置、传输执行装置耦接。
10.如权利要求I所述的上料检测系统，其特征在于，所述传送装置使用磁性传输带，所述板料置于所述磁性传输带上被检测。
专利摘要本实用新型提供一种板料冲压线的上料检测系统，属于板料冲压技术领域。该上料检测系统包括控制单元、传输执行装置以及与所述控制单元耦接的激光测距装置；所述激光测距装置用于检测位于所述板料冲压线的传送装置上的板料的厚度，所述控制单元根据所述激光测距装置反馈的所述厚度信息判断上料是否正确，以控制所述传输执行单元。所述上料检测系统测量准确、上料检测成功率高、使用方便、适用范围广，使用该上料检测系统的板料冲压线的生产率高、冲压的成品率高、冲压设备和模具不易损坏。
文档编号B21C51/00GK202683672SQ201220294128
公开日2013年1月23日 申请日期2012年6月21日 优先权日2012年6月21日
发明者钱骁 申请人:上海汽车集团股份有限公司