查看板材的计算厚度值； 板材的计算厚度值通过数据线从数据处理系统传送到PLC控制系统，PLC控制系统中 预存有期望的板材预设厚度值，PLC控制系统将板材的计算厚度值与板材预设厚度值进行 比较，并根据比较结果向所述伺服电机发送正转/反转运动指令，伺服电机正转或反转使 得上辊轮向上或向下移动以调整上辊轮和下辊轮之间的间距使得后续生产板材的厚度值 与PLC控制系统的板材预设厚度值一致；PLC控制系统的具体算法是，首先将板材的计算厚 度值与板材预设厚度值进行比较并得到计算厚度值与板材预设厚度值的差值，若差值的绝 对值超过预定许可范围，表示系统可能出现重大故障，则PLC控制系统控制蜂鸣器发出报 警蜂鸣，同时向上位机发出指令控制停机，等待检测；若差值的绝对值在预定许可范围内并 且差值为正，表明板材的实际厚度值偏大，于是PLC控制系统发送指令控制所述伺服电机 正转，伺服电机通过减速器带动第四丝杆正向旋转，第四移动平台因为第四螺纹孔和第四 丝杆的啮合会向下运动，上辊轮同时向下运动，下辊轮固定不动，于是上辊轮和下辊轮之间 的间距变小，后续生产板材厚度值减小进而向板材预设厚度值靠拢，如果没有达到板材预 设厚度值，则上述使板材厚度值减小的过程会再次重复进行，直到板材计算厚度值与板材 预设厚度值相等；若差值的绝对值在许可范围内并且差值为负，表明板材的实际厚度值偏 小，于是PLC控制系统发送指令控制所述伺服电机反转，伺服电机通过减速器带动第四丝 杆反向旋转，第四移动平台因为第四螺纹孔和第四丝杆的啮合会向上运动，上辊轮同时向 上运动，下辊轮固定不动，于是上辊轮和下辊轮之间的间距变大，后续生产板材厚度值增大 进向板材预设厚度值靠拢，如果没有达到板材预设厚度值，则上述使板材厚度值增加的过 程会再次重复进行，直到板材计算厚度值与板材预设厚度值相等。
2.如权利要求1所述的基于激光超声的板材厚度在线检测及调整系统，其特征在于： 所述Z向移动台包括竖向设置的第一移动基座和第一移动平台，第一移动基座的纵向设置 有两根第一丝杆，第一丝杆与所述第一移动平台内的两个第一螺纹孔啮合，第一丝杆的两 端通过轴承可转动地设置在第一移动基座的上侧壁和下侧壁上，第一移动基座的上侧设置 有可驱动两根第一丝杆同时正转或反转的第一电机、以及可调节两根第一丝杆同时正转或 反转的第一手动旋钮，第一电机位于第一电机安装室内，第一手动旋钮位于第一电机安装 室外部，工作时，通过第一电机或者第一手动旋钮的转动使两根第一丝杆同时正转或反转， 第一移动平台由于第一螺纹孔与第一丝杆的啮合实现竖向的上下移动；所述第一移动平台 通过螺栓与所述控制柜固定连接以实现控制柜沿竖向的移动； 所述X向移动台包括沿X向设置的第二移动基座和第二移动平台，第二移动基座的中 部设置有沿X向布置的第二丝杆，第二丝杆两侧各设置一根沿X向布置的第二导向杆，第二 丝杆与所述第二移动平台中部的第二螺纹孔啮合，第二移动平台内于第二螺纹孔的两侧设 置有与所述第二导向杆配合的第二导向孔，第二丝杆的两端通过轴承可转动地设置在第二 移动基座的侧壁上，所述第二移动基座的一侧设置有可驱动第二丝杆正转或反转的第二电 机、以及可调节第二丝杆正转或反转的第二手动旋钮，第二电机位于第二电机安装室内，第 二手动旋钮位于第二电机安装室外部，工作时，通过第二电机或者第二手动旋钮的转动使 第二丝杆正转或反转，第二移动平台由于第二螺纹孔与第二丝杆的啮合实现X方向的左右 移动，第二移动基座上的两根第二导向杆使第二移动平台能够更加平稳地移动；所述第二 移动平台与所述Z向移动台的第一移动基座通过螺栓固定连接，以实现第一移动基座沿X 向的移动，进而实现控制柜沿X向的移动； 所述Y向移动台包括沿Y向设置的第三移动基座和第三移动平台，第三移动基座的中 部设置有沿Y向布置的第三丝杆，第三丝杆两侧各设置一根沿Y向布置的第三导向杆，第三 丝杆与所述第三移动平台中部的第三螺纹孔啮合，第三移动平台内于第三螺纹孔的两侧设 置有与所述第三导向杆配合的第三导向孔，第三丝杆的两端通过轴承可转动地设置在第三 移动基座的侧壁上，所述第三移动基座的一侧还设置有可驱动第三丝杆正转或反转的第三 电机、以及可调节第三丝杆正转或反转的第三手动旋钮，第三电机位于第三电机安装室内， 第三手动旋钮位于第三电机安装室外部，工作时，通过第三电机或者第三手动旋钮的转动 使第三丝杆正转或反转，第三移动平台由于第三螺纹孔与第三丝杆的啮合实现Y方向的左 右移动，第三移动基座上的两根第三导向杆使第三移动平台能够更加平稳地移动；所述第 三移动平台与所述X向移动台的第二移动基座通过螺栓固定连接，以实现第二移动基座沿 Y向的移动，进而实现控制柜沿Y向的移动； 设计第一丝杆、第二丝杆、以及第三丝杆的螺距，使得控制柜在Z向移动台上的移动精 度为0? 1mm，Z向移动台在X向移动台上的移动精度为0? 1mm，X向移动台在Y向移动台上的 移动精度为0. 1mm，这样，控制柜在Z、X、Y三个空间方向的移动精度均可以达到0. 1mm，三维 移动平台的移动精度可满足不同材质、不同厚度的板材的生产需求。
3. 如权利要求1或2所述的基于激光超声的板材厚度检测及调整系统，其特征在于： 所述高速数据采集卡的采样频率为100MHZ，经过凸透镜聚焦后的激光光斑直径为0. 5mm， 该尺寸的激光光斑的分辨率与高速数据采集卡的100MHZ采样频率相对应。
4. 如权利要求3所述的基于激光超声的板材厚度在线检测及调整系统，其特征在于： 所述电容式位移传感器设置在板材底面对心处下方20_处。
5. 如权利要求3所述的基于激光超声的板材厚度在线检测及调整系统，其特征在于： 所述激光发射器为Nd:YAG激光发射器，激光发射器的发射激光脉冲波长为1064nm。
【专利摘要】基于激光超声的板材厚度在线检测及调整系统，包括板材辊压机构与板材厚度在线检测机构，所述板材辊压机构包括上辊轮、下辊轮、上下辊轮间距调整机构、以及PLC控制系统，所述板材厚度在线检测机构包括光路系统集成、高温检测计、数据采集系统集成、以及数据处理系统集成，数据处理系统集成将峰值混叠、背景噪声复杂的双极性信号转换成峰值清晰、背景噪声小的单极性信号，从而准确获得纵波、横波前两次到达板材底面对心处的时间进而计算板材厚度值，将测得的板材厚度值与PLC控制系统内的板材预设厚度值进行比较，通过PLC控制系统对伺服电机发送正转/反转运动指令，从而调节上辊轮相对下辊轮的间距以使板材厚度值与板材预设厚度值一致。
【IPC分类】B21B38-04, B21B37-24
【公开号】CN104707871
【申请号】CN201510114759
【发明人】杨世锡, 刘永强, 甘春标, 刘学坤
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年3月16日