基于同步带运动的光电传感检测系统的制作方法

1.本实用新型涉及检测技术领域，尤其涉及一种基于同步带运动的光电传感检测系统。


背景技术：

2.在有色金属板带生产、处理领域，金属板带会在生产线上连续不断的高速运行，但是由于生产安装、板带张力等各方面的原因，会导致板带在生产线上出现偏离固定位置的情况发生。在对板带进行收卷过程中，板带的收卷系统会根据当前板带的实时位置，移动收卷机构到对应的位置，从而实现板带的齐边收卷。因此，对于板带实时位置的精确检测尤为重要，若在生产线上出现偏离固定位置等情况又没有及时纠偏，板带会由于持续的偏离导致出现最后偏出生产线的情况，进而出现生产事故。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本实用新型提供了一种基于同步带运动的光电传感检测系统，能够精确精准地实时检测板带边沿的位置。
4.本实用新型提供的技术方案如下：
5.一种基于同步带运动的光电传感检测系统，待检测板带于导向辊上运行，所述基于同步带运动的光电传感检测系统包括光源装置及边沿位置检测装置，其中，
6.所述光源装置中包括检测光源，所述检测光源固设于待检测板带的下方，朝向待检测板带方向出光；
7.所述边沿位置检测装置中包括：
8.同步带，于待检测板带上方、相对于所述检测光源的位置设置；
9.光电传感器，固定于所述同步带上，且传感器探测镜头朝向待检测板带方向设置；
10.电机驱动器，与所述信号处理芯片连接，根据所述信号处理芯片生成的控制信号驱动电机运动，进而带动所述同步带运动；所述电机与同步带传动连接；
11.用于探测电机末端位移信号的位移传感器，设置于电机末端，与光电传感器连接。
12.进一步优选地，所述光电传感器中还包括：用于对所述光电传感器的探测信号进行处理生成控制信号的信号处理芯片，所述信号处理芯片分别与所述传感器探测镜头及位移传感器连接；及用于实现与外界设备通信的通信模块，与所述信号处理芯片连接。
13.进一步优选地，所述检测光源为包括多颗led芯片的灯带。
14.进一步优选地，所述光源装置中还包括：
15.用于检测所述检测光源出光强度的光强检测芯片；
16.用于对所述光强检测芯片检测的光强信号进行处理生成光源控制信号的cpu处理器，所述cpu处理器与所述光强检测芯片连接；
17.用于根据所述cpu处理器生成的光源控制信号驱动所述检测光源出光的led驱动芯片，所述led驱动芯片分别与所述cpu处理器和检测光源连接。
18.进一步优选地，所述光电传感检测系统中配置有两个光电传感器及与之一一对应设置的两个同步带、两个电机驱动器及两个电机，所述两个光电传感器均于待检测板带的上方、所述检测光源出射光覆盖范围内设置，且两个光电传感器的检测区域分别对应覆盖待检测板带的一侧边沿位置。
19.本实用新型提供的基于同步带运动的光电传感检测系统，通过在待检测板带下方设置检测光源、上方设置光电传感器的方式对运行过程中待检测板带的边沿位置进行实时检测，系统简单且检测精度高。
附图说明
20.下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
21.图1为本实用新型中基于同步带运动的光电传感检测系统检测示意图；
22.图2为本实用新型中边沿位置检测装置结构示意图；
23.图3为本实用新型中光源装置结构示意图；
24.附图标记：
25.11-检测光源，12-光强检测芯片，13-cpu处理器，14-led驱动芯片，20-待检测板带，31-同步带，32-光电传感器，321-传感器探测镜头，322-信号处理芯片，323-通信模块，34-电机驱动器，35-电机。
具体实施方式
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
27.本实用新型提供的基于同步带31运动的光电传感检测系统，检测示意图如图1所示，该光电传感检测系统包括光源装置及边沿位置检测装置，其中，光源装置中包括检测光源11，检测光源11固设于待检测板带的下方，朝向待检测板带方向出光；如图2所示，边沿位置检测装置中包括：同步带31，于待检测板带上方、相对于检测光源11的位置设置；光电传感器32，固定于同步带31上，且传感器探测镜头朝向待检测板带方向设置；电机驱动器34，与信号处理芯片连接，根据信号处理芯片生成的控制信号驱动电机35运动，进而带动同步带31运动；电机35与同步带31传动连接；用于探测电机35末端位移信号的位移传感器(图中未示出)，设置于电机35末端(电机末端具体指电机轴处，电机运行过程中通过电机轴转动带动电机末端的编码器旋转)，并与光电传感器连接。光电传感器32中还包括：用于对光电传感器32的探测信号进行处理生成控制信号的信号处理芯片322，信号处理芯片322分别与传感器探测镜头321和位移传感器连接；及用于实现与外界设备通信的通信模块323，与信号处理芯片322连接。
28.在本实施例中，检测过程中待检测板带20于导向辊上持续运行，配置由光源装置和边沿位置检测装置组成的基于同步带31运动的光电传感检测系统对运行中的板带边沿进行检测。具体，光源装置用于为边沿位置检测装置中的光电传感器32提供光源，检测光源
11固设于待检测板带20的下方(为了避免导向辊遮挡光源，将检测光源11设置于导向辊之间的区域)，朝向待检测板带20出光。边沿位置检测装置中的光电传感器32基于光源装置发出的光实时对待检测板带20的边沿进行检测，并通过电机驱动器34驱动电机带动同步带31，将光电传感器32从当前检测位置移动至相对板带边沿的预设位置(该预设位置通过光电传感器32检测信号电压值与预设目标值在预设范围内判定，具体，当检测到的电压信号与预设目标值之间的差值在预设范围内，判断达到预设位置)，进而确定当前待检测板带20边沿的实际位置，实现检测目的。对于光源装置和边沿位置检测装置的固定方式，根据实际情况选定相应的支架即可，这里不做具体限定。电机通过齿轮带动同步带运转。由于检测的是待检测板带的边沿位置，且通过同步带带动光电传感器运动的方式实现检测，同步带沿待检测板带的纵向方向设置(假定待检测板带运行的方向为横向方向)。待检测板带20可以为有色金属板带及其他非金属非透明板带。
29.检测过程中，光电传感器通过传感器探测镜头321对检测光源11发出的高频光信号进行探测，放大后将信号传输至信号处理芯片322，高速数字信号处理芯片322进行信号解算后得到当前传感器探测镜头321的探测信号，并根据待检测板带20边沿的预设目标值生成控制信号发送至电机驱动器34；电机驱动器34驱动电机运动，进而带动同步带31运转，将光电传感器快速传送至相对板带边沿的预设位置。这一过程中实时跟踪板带边沿位置的变化，通过采样电机末端位移传感器的信号，即可得出电机的运动距离，并将其发送至信号处理芯片进行处理，从而得出待检测板带20边沿的实际位置；最后通过数字通信模块323，将位置信号发送至外界设备，如，生产线的纠偏控制器等。待检测板带边沿实际位置的检测原理为：假定光电传感器32的初始检测位置为待检测板带20边沿不发生偏移时对应的位置，通过电机将光电传感器32带动至预设位置后，移传感器检测到电机运动距离即可得到光电传感器32的移动距离(基于预先测定的电机运动距离和光电传感器32移动距离的关联关系确定)，从而确定当前待检测板带20边沿的实际位置。
30.假定一实例中，光电传感器的检测电压范围为0～10v，设定预设位置为检测到的电压为5v(待检测板带20遮挡了传感器探测镜头321一半的光)时对应板带边沿位置，则小于5v时表示待检测板带20位置出现偏移，遮挡了大于传感器探测镜头321一半的光；大于5v时表示待检测板带20位置出现偏移，遮挡了小于传感器探测镜头321一半的光。当一次检测中，初始位置检测时，检测结果为3v的电压信号，表示待检测板带20位置出现了偏移，且遮挡了大于传感器探测镜头321一半的光，则信号处理芯片322根据5v的预设目标值生成控制信号发送至电机驱动器34，通过电机驱动器34驱动电机运动带动同步带31运转，将光电传感器快速传送至相对板带边沿的预设位置(检测到5v电压值对应的位置)。这一过程中，通过采样电机末端的位移传感器的信号得出电机的运动距离，即可得出当前待检测板带20边沿所处的位置。
31.为了保证光电传感器能测量得到稳定并且线性的板带位置信号，需要保证检测光源11的稳定性，以此，如图3所示，光源装置中除了包括检测光源11之外，还包括：用于检测检测光源11出光强度的光强检测芯片12；用于对光强检测芯片12检测的光强信号进行处理生成光源控制信号的cpu处理器13，cpu处理器13与光强检测芯片12连接；及用于根据cpu处理器13生成的光源控制信号驱动检测光源11出光的led驱动芯片14，led驱动芯片14分别与cpu处理器13和检测光源11连接。
32.工作过程中，光强检测芯片12按照一定频率对检测光源11的发光光强进行检测，cpu处理器13接收到光强信号之后将其与预设光强进行比对，若接收光强与预设光强之间的差值超出预设范围，则生成光源控制信号并发送至led驱动芯片14，以此led驱动芯片14以pwm方式驱动检测光源11出光，以得到稳定的检测光源11。实际应用中，检测光源11为包括多颗led芯片的灯带，灯带长度及出光面积由待检测板带20的面积及光电传感器的检测区域确定，至少覆盖待检测板带2020中需要检测的位置区域，如一实例中，将灯带的大小设置为1米长，20-30毫米宽。另外，检测光源和传感器探测镜头与待检测板带之间的距离这里同样不做具体限定，根据实际检测需要进行调整设定即可。如一实例中，检测光源与待检测板带之间的距离大于10cm，传感器探测镜头与待检测板带之间的距离设置为80cm～1.5m。
33.在本实施例中，将光电传感器32设置于待检测板带20的上方、检测光源11出射光覆盖范围内，且检测区域覆盖待检测板带20的侧边边沿位置，以此实现对待检测板带20边沿位置的实时检测，检测结果除了能够帮助判断待检测板带20是否偏离位置之外，在后续收卷操作中，还可以通过通信模块323将实时位置信息发送至收卷机的控制器，帮助收卷机实现对边收卷工作。
34.对上述实施例进行改进得到本实施例，在本实施例中，光电传感检测系统中配置有两个光电传感器及与之一一对应设置的两个同步带、两个电机驱动器及两个电机，两个光电传感器均于待检测板带的上方、检测光源出射光覆盖范围内设置，且两个光电传感器的检测区域分别对应覆盖待检测板带的一侧边沿位置。
35.在本实施例中，配置两个光电传感器，可以同时对待检测板带的两个侧边边沿位置进行检测，以此实现待检测板带中间位置的检测，实现后续应用中的对中收卷工作。另外，还可以应用在生产线的对中纠偏系统上，使得偏离生产线中心位的板带被纠偏系统纠回零位。再有，通过对待检测板带的两个侧边边沿位置的检测，还能实现有色金属板带及非金属非透明行业物料的宽度测量(两个光电传感器分别实现一侧板带边沿位置的检测)。
36.应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通相关人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。