本发明涉及型材锯切机技术领域，具体地说是一种铝型材锯切机的锯片角度实时监测系统。
背景技术：
锯切机为铝型材锯切机生产线中的核心部件，主要完成45度和90度锯切操作，45度锯切角度控制尤为重要。对于45度固定式“双头锯”结构的锯切机可以较好地保持锯切角度，但锯切机在生产过程中，机械连接松动等原因可能导致左、右锯片垂直角度发生变化(包括变大、变小和倾斜等情况)，如果不及时校正可导致加工出来的大量工件不合格。若无法实时监测到这一情况，从锯片角度变化到制成成品后再发现角度变化，这一过程中可能持续几小时，或者更久，这势必会导致很多“次品”的出现，从而对企业造成了经济损失和物料浪费。
技术实现要素：
本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种铝型材锯切机的锯片角度实时监测系统，以期能实时准确地监测锯片角度，并在发生错位后第一时间报警，从而降低次品率，避免物料浪费。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
本发明一种铝型材锯切机的刀具角度实时监测系统，是应用于铝型材锯切机的生产线中，是由固定在移动平台上方的右变频电机驱动右锯片高速旋转，同时由固定在移动平台下方的左变频电机驱动左锯片高速旋转，并在在丝杠的驱动下带动移动平台从上往下运动，进而带动呈直角设置的左、右锯片实现对铝型材的切割；其特点在于：所述刀具角度实时监测系统包括：激光发射器、激光接收器和微处理器；
所述激光发射器和激光接收器分别固定在所述移动平台同一水平面的两侧，且与所述移动平台的侧面呈45度角设置；
所述激光发射器发射激光束至前方的锯片内表面上，然后反射到另一个锯片内表面上，最后由所述激光接收器接收，并将所接收的反射信号转换成电信号后发送给微处理器；
所述微处理器对所述反射信号进行滑动平均滤波处理后，用于判断锯片角度是否出现异常，若所述反射信号为“0”，则表明锯片角度发生异常偏转，并在锯片角度发生异常偏转时，所述微处理器将故障数据通过rs485总线发送至外部的锯切机总控制器，所述总控制器接收到所述故障数据后立即停止锯切加工；若所述反射信号为“1”，则表明锯片角度正常，即所述反射信号处于激光接收器镜头的接收范围内，则所述微处理器不向外部总控制器发送任何数据，并继续监控。
本发明所述的刀具角度实时监测系统的特点也在于：所述激光接收器镜头的接收范围是利用式(1)来确定：
d＝2htan(2δα)(1)
式(1)中，d为所述激光接收器镜头的内孔直径，h为所述激光接收器的镜头与前方锯片反射点之间的距离，δα为锯片角度最大偏差值；
所述激光发射器所发射的激光信号直径处于1毫米至1.5毫米之间。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明角度检测系统采用激光反射方式获取锯片角度的变化，并利用配置特定尺寸镜头的激光接收器来实现；在正常状态下，激光束正好处于接收器的接收范围，当锯片角度发生变化时，激光束离开接收器的接收范围，激光接收器发出报警信号，并经微处理器滤波处理后，通过rs485总线将报警信号传送至锯切机总控制器，从而能及时发现锯片角度的异常变化，进而及时提醒现场操作人员校正锯片，避免了不必要的经济损失，具有体积小，可靠性高，抗干扰能力强的优势。
附图说明
图1是本发明实施例中实时角度检测系统整体示意图；
图2是本发明实施例中角度检测控制系统整体框图。
图3是本发明防角度检测控制系统流程示意图；
图中标号：1、铝型材；2、废料；3、左锯片；4、右锯片；5、激光束；6、电机轴；7、激光接收器；8、激光发射器；9、右变频电机；10、左变频电机；11、丝杠；12、移动平台。
具体实施方式
本实施例中，如图1所示，一种铝型材锯切机的刀具角度实时监测系统，是应用于铝型材锯切机的生产线中，主要实现对左锯片3和右锯片4的角度的实现实时检测，及时发现角度超出范围的情况并及时报警，进而减小“次品”的出现。其中，左、右锯片成90度固定安放，且锯面与移动平台12上表面保持垂直，左、右锯片上下错开安装，且在垂直方向上有一定的重叠部分，以便于激光束反射；锯切机生产线上的送料机械手抓取铝合金型材1，并将其推送到锯切机内部切割。并由固定在移动平台12上方的右变频器电机9，通过电机轴6驱动右锯片4高速旋转，同时，由固定在移动平台12下方的左变频器电机10，通过电机轴6驱动左锯片3高速旋转，并在在丝杠11的驱动下带动移动平台12上下移动，并带动呈90度直角设置的左、右锯片完成对铝型材1的切割动作；在生产中，发现锯片角度异常越及时，企业的损失会越小，因此在原生产线的控制系统基础上加装合适的实时角度检测系统是很有必要的。
如图2所示，设置该锯片角度实时监测系统包括：激光发射器8、激光接收器7、微处理器、数据通信接口和电源模块；该激光发射器8采用微型固体激光发射模块实现，主要完成激光束5的产生；激光束5采用可见光激光(比如红色或者绿色)，可以避免不必要的外部干扰，也便于操作人员实时检查系统状态，比如没有激光束5射出时即代表系统出现了故障；采用目前已经技术成熟的对射式光电开关配置特定尺寸的镜头作为激光接收器7，进而提高可靠性，也降低了成本。微处理器采用高性能arm微处理器可确保数据采集实时性，其内部自带的通信模块可以方便与外部总控制器实现rs485通信。
如图1所示，激光发射器8和激光接收器7分别固定在移动平台12同一水平面的两侧，且与移动平台12的相应侧面呈45度角设置，并确保在工作时不发生位移变化；
参阅图3，首先，系统上电后先进行初始化操作，检查各部件是否运行正常，如有错误报警指示，没有进入主循环。其次，进入主循环后，激光发射器8发射激光信号5至前方的锯片内表面上并经过反射至另一个锯片内表面上后由激光接收器7接收到反射信号即开关信号并发送给微处理器；
因锯片角度的变化可以导致激光接收器7光点位置的变化，微处理器对包含光点位置状态的反射信号进行滤波处理(比如滑动平均滤波)，得到滤波后的数字信号并解算成锯片的状态信息，从而判断锯片角度是否异常，若反射信号为“0”，则表示反射信号超出激光发射器8镜头的接收范围，激光接收器7不能接收到激光信号，此时表明锯片角度发生异常偏转，微处理器利用rs485总线发送故障信号给锯切机总控制器，总控制器接收到所述故障数据后停止锯切机加工，等锯片角度恢复正常后才能恢复正常加工。若反射信号为“1”，则表明锯片角度正常，即反射信号处于激光发射器8镜头的接收范围内，激光接收器7可以接收到激光信号，微处理器不向外部总控制器发送任何数据，并继续监控，并持续查询反馈信号的状态。依据激光接收器7能否接受到连续激光信号即可判断左、右锯片角度是否发生了异常变化。具体实施中，微控制器采用高性能arm微处理器(stm32f103)实时采集并处理来自激光接收器7的电信号，并通过rs485总线输出，以适应不同的外部控制器。
本实施例中，激光发射器8镜头的接收范围是利用式(1)来确定，根据几何关系可容易得出，当左、右锯片角度在允许偏差角度范围内时，激光信号5会被激光接收器7接收到；反之，则接收不到。根据光学几何关系，当锯片偏过一定角度δα时，激光接收器7的镜头内孔尺寸d约为：
d＝2htan(2δα)(1)
式(1)中，d为激光接收器镜头的内孔直径，h为激光接收器的镜头与前方锯片反射点之间的距离，在本实施例中h为20毫米；δα为锯片角度最大偏差；根据式(1)可知，在要求锯片角度最大偏差δα为0.1度时，激光接收器7的镜头内孔尺寸应满足小于等于1.4毫米；
为了保证角度测量精度，激光发射器所发射的激光束直径应处于1毫米至1.5毫米之间。