专利名称：锂电池电极的激光测厚装置及其工作方法
技术领域：
本发明涉及板材厚度激光检测的技术领域，尤其涉及一种激光测厚装置及其工作方法。
背景技术：
在板材生产过程中，对板材厚度的检测非常重要，会直接影响到后续工序。随着测厚技术的不断发展，对于板材厚度的测量出现很多方法，如激光透射法、超声波测量等。不同的测量方法有着不同的技术特点和应用范围。如今，激光测厚等非接触式测量已被用于板材的厚度测量，激光测量方法属于非接触式，可以在线测量，实时性能好。但是，由于激光传感器在工作时往往是静止不动的，通过导向辊带动被测板材穿过激光传感器，只能固定检测该板材表面某点厚度，判断其是否合格；但无法测试整个物体的表面厚度、平整度等情况，容易漏检表面上某点厚度合格，但其他位置凹凸不平的不合格板材。中国专利文献CN1800776A公开了一种激光测厚装置，其工作时，被测板材从激光传感器之间穿过。该方案，同样存在无法检测被测板材全表面平整度情况，容易漏检不合格板材的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能扩大被测板材厚度扫描的覆盖面，并对被测板材整体平整度进行测量的激光测厚装置及其工作方法。为解决上述技术问题，本发明通过一种激光测厚装置，包括设于C型架机构两端的相对设置的上、下激光传感器，所述C型架机构设于一用于控制其直线位移的丝杆传动机构上，丝杆传动机构的驱动电路与一工控机相连，工控机与一用于检测所述丝杆传动机构中的丝杆的自转量的编码器相连；工控机通过编码器控制所述丝杆传动机构的动作，以控制所述激光传感器作往返运动，并检测从所述的上、下激光传感器之间穿过的被测板材的厚度和表面平整度；所述传送被测板材通过一传动装置进行按长度方向传送，该被测板材的运动方向垂直于所述激光传感器的输出激光束。根据激光束在被测板材上下表面的往返运动轨迹，来扩大被测板材表面的扫描范围，对板材全表面的平整度进行检测，并且测量精度可以根据与工控机相连的驱动电路控制丝杆传动机构来带动激光传感器的往返速度来控制，其往返速度越高，测量精度就越高。进一步，为了使被测板材能平稳的通过激光传感器发出的激光束，所述传动装置含有置于所述C型架机构左右两侧且带动被测板材穿过所述上、下激光传感器的一对彼此平行的导向辊。进一步，为了使被测板材保持勻速传送，所述传动装置还包括用于收卷板材的收卷机构，并且所述的收卷机构中设有一张力传感器，用于检测板材被收卷之后的厚度来控制收卷机构中收卷轴旋转的角速度，使被测板材保持勻速传送。
进一步，为了能使激光传感器可以完全返回并离开被测材料，便于机械维护和系统自动校准标定，所述C型架机构水平移动的距离不大于C型架机构的跨距。
进一步，被测板材可以为锂电池电极膜或电池极片。上述激光测量装置的工作方法，包括以下步骤
①、先进行标定上、下激光传感器的间距，即两个激光传感器的间距等于标准被测板材的上表面到上激光传感器的距离、标准被测板材的下表面到下激光传感器的距离、标准被测板材的厚度之和；
②、记录标定数据之后，控制C型架机构水平移动到工作位置，用所述的激光传感器对被测板材的两侧边沿进行测定，以确定所述的丝杆传动机构驱动激光传感器在所述被测板材宽度方向作往返运动的范围；
③、丝杆传动机构驱动所述的激光传感器作往返运动，传动装置带动被测板材从所述上、下激光传感器之间穿过，上、下激光传感器的激光束在被测板材的上下表面做扫描检测，所述工控机对激光传感器采集到的被测板材的数据进行处理，得到厚度数据、表面平整度数据。进一步，为了提高检测被测板材表面平整度的精度，通过工控机提高丝杆传动机构驱动所述的激光传感器作往返运动的速度。进一步，为了能划分被测板材的不合格长度区域，通过传送装置中的张力传感器控制收卷轴带动被测板材勻速传送，所述的工控机通过激光传感器在检测被测板材上下表面平整度的同时测量该板材的长度，当板材表面检测出不合格时则标注为不合格长度区域起始点，并且工控机通过激光传感器同时开始记录该不合格长度区域的长度，直到检测被测板材上下表面合格时标注为所述不合格长度区域的终点，并且得到该不合格长度区域的长度，则被测板材中不合格的长度区域被划分出来。本发明具有的技术效果(1)通过激光传感器的往返运动扩大了被测板材的扫描检测范围，准确得出被测板材的厚度和板材上下表面的平整度；(2)板材的扫描检测范围扩大了，使采集的数据更加全面和准确，不易造成不合格板材的漏检(3 )能标注出被测板材的不合格长度区域，并且测量该区域的长度。
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图， 对本发明作进一步详细的说明，其中
图1本发明的激光测厚装置的示意图。图2本发明的激光测厚装置中传动装置示意图。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明 (实施例1)
如图1-2，本实施例的激光测厚装置包括上、下激光传感器11、12，这两个激光传感器相对设于C型架机构2的两端，C型架机构2设于一用于控制其直线位移的丝杆传动机构5 上。
丝杆传动机构5的驱动电路与一工控机相连，工控机与一用于检测所述丝杆传动机构5中的丝杆的自转量的编码器4相连；工控机通过编码器4控制所述丝杆传动机构5 的动作，以控制所述激光传感器作往返运动，并检测被测板材9的厚度和表面平整度；所述传送被测板材通过一传动装置进行按长度方向传送，该被测板材9的运动方向垂直于所述激光传感器的输出激光束，该被测板材9从所述两激光传感器之间穿过。根据激光束在被测板材9上下表面的往返运动轨迹，来扩大被测板材9表面的扫描范围，对板材全表面的平整度进行检测，并且测量精度可以根据与工控机相连的驱动电路控制丝杆传动机构5来带动激光传感器的往返速度来控制，其往返速度越高，测量精度就越高。所述传动装置含有置于所述C型架机构2左右两侧且带动被测板材9穿过所述上、下激光传感器11、12的一对彼此平行的导向辊8。所述传动装置还包括用于收卷板材的收卷机构，并且所述的收卷机构中设有一张力传感器，用于检测板材9被收卷之后的厚度来控制收卷机构中收卷轴10旋转的角速度，使被测板材9保持勻速传送，并且可以根据被测板材9的勻速传送速度结合激光传感器往返扫描的时间计算出被测板材9的长度，并且进一步得到被测板材不合格长度区域的起点和终点之间的距离长度。所述C型架机构2水平移动的距离不大于C型架机构2的跨距，这样使激光传感器可以完全返回并离开被测材料，便于机械维护和系统自动校准标定。采用激光传感器对整个被测板材的上下全表面进行快速的往返扫描，该激光传感器的检测板材的范围很广，包括锂电池电极膜或者电池极片以及其他领域中的精密厚度测量，如特种有机和无机材料、有色金属箔/带材、金属延压、太阳能硅片、半导体和其他不规则材料。(实施例2)
所述实施例1的激光测量装置的工作方法，包括以下步骤
①、先进行标定上、下激光传感器11、12的间距，即两个激光传感器的间距等于标准被测板材9的上表面到上激光传感器11的距离、标准被测板材9的下表面到下激光传感器12 的距离、标准被测板材9的厚度之和；
②、记录标定数据之后，控制C型架机构2水平移动到工作位置，用所述的激光传感器对被测板材9的两侧边沿进行测定，确定所述的丝杆传动机构5驱动激光传感器在所述被测板材9宽度方向作往返运动的范围；
③、丝杆传动机构5驱动所述的激光传感器作往返运动，传动装置带动被测板材9从所述两激光传感器之间穿过，激光传感器的激光束在被测板材9的上下表面做扫描检测，所述工控机对激光传感器采集到的被测板材的数据进行处理，得到厚度数据、表面平整度数据。通过工控机控制丝杆传动机构5驱动所述的激光传感器作往返运动的速度，采用提高上述往返运动的速度来提高被测板材9表面平整度的精度。通过传送装置中的张力传感器控制收卷轴带动被测板材勻速传送，所述的工控机通过激光传感器在检测被测板材9上下表面平整度的同时测量该板材的长度，当板材表面检测出不合格时则标注为不合格长度区域起始点，并且工控机通过激光传感器同时开始记录该不合格长度区域的长度，直到检测被测板材9上下表面合格时标注为所述不合格长度区域的终点，并且得到该不合格长度区域的长度，则被测板材9中不合格的长度区域被划分出来。 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
权利要求
1.一种激光测厚装置，包括设于C型架机构(2)两端的相对设置的上、下激光传感器 (11、12 )，C型架机构(2 )设于一用于控制其直线位移的丝杆传动机构(5 )上，其特征在于丝杆传动机构(5)的驱动电路与一工控机相连，工控机与一用于检测所述丝杆传动机构(5)中的丝杆的自转量的编码器(4)相连；工控机通过编码器(4)控制所述丝杆传动机构(5)的动作，以控制所述上、下激光传感器(11、12)作往返运动，并检测从所述的上、下激光传感器(11、12)之间穿过的被测板材 (9)的厚度和表面平整度；所述传送被测板材(9)通过一传动装置进行按长度方向传送，该被测板材(9)的运动方向垂直于所述上、下激光传感器(11、12 )的输出激光束。
2.根据权利要求1所述的激光测厚装置，其特征在于所述传动装置含有置于所述C型架机构(2)左右两侧且带动被测板材(9)穿过所述上、下激光传感器(11、12 )的一对彼此平行的导向辊(8 )。
3.根据权利要求2所述的激光测厚装置，其特征在于所述传动装置还包括用于收卷板材的收卷机构，并且所述的收卷机构中设有一张力传感器，用于检测板材(9)被收卷之后的厚度来控制收卷机构中收卷轴(10)旋转的角速度，使被测板材(9)保持勻速传送。
4.根据权利要求1所述的激光测厚装置，其特征在于所述C型架机构(2)水平移动的距离大不于C型架机构(2)的跨距。
5.根据权利要求1所述的激光测厚装置，其特征在于被测板材为锂电池电极膜或者电池极片。
6.一种根据权利要求1所述的激光测量装置的工作方法，其特征在于包括以下步骤①、先进行标定上、下激光传感器(11、12)的间距，即上、下激光传感器(11、12)的间距等于标准被测板材的上表面到上激光传感器(11)的距离、标准被测板材的下表面到下激光传感器(12)的距离、标准被测板材的厚度之和；②、控制C型架机构(2)水平移动到工作位置，用所述的激光传感器对被测板材(9)的两侧边沿进行测定，以确定所述的丝杆传动机构(5)驱动激光传感器在所述被测板材(9) 宽度方向作往返运动的范围；③、丝杆传动机构(5)驱动所述的激光传感器作往返运动，传动装置带动被测板材(9) 从所述上、下激光传感器(11、12)之间穿过，上、下激光传感器(11、12)的激光束在被测板材(9)的上下表面做扫描检测，所述工控机对激光传感器采集到的被测板材(9)的数据进行处理，得到厚度数据、表面平整度数据。
7.根据权利要求6所述的激光测量装置的工作方法，其特征在于通过工控机控制丝杆传动机构(5)驱动所述的激光传感器作往返运动的速度。
8.根据权利要求6所述的激光测量装置的工作方法，其特征在于通过传送装置中的张力传感器控制收卷轴带动被测板材勻速传送，所述的工控机通过激光传感器在检测被测板材(9)上下表面平整度的同时，测量该板材的长度，当板材表面检测出不合格时则标注为不合格长度区域起始点，并且工控机通过激光传感器同时开始记录该不合格长度区域的长度，直到检测被测板材(9)上下表面合格时标注为所述不合格长度区域的终点，并且得到该不合格长度区域的长度，则被测板材(9)中不合格的长度区域被划分出来。
全文摘要
本发明涉及一种激光测厚装置及其工作方法，该装置包括设于C型架机构两端的相对设置的上、下激光传感器，C型架机构设于丝杆传动机构上，工控机通过编码器控制丝杆传动机构的动作，以控制激光传感器作往返运动，并检测从的上、下激光传感器之间穿过的被测板材的厚度和表面平整度；传送被测板材通过一传动装置进行按长度方向传送，该被测板材的运动方向垂直于激光传感器的输出激光束。根据激光束在被测板材上下表面的往返运动轨迹，来扩大被测板材表面的扫描范围，对板材全表面的平整度进行检测，并且测量精度可以根据与工控机相连的驱动电路控制丝杆传动机构来带动激光传感器的往返速度来控制，其往返速度越高，测量精度就越高。
文档编号G01B11/06GK102519372SQ20111043782
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月23日 优先权日2011年12月23日
发明者徐安成, 朱锡芳, 杨辉, 许清泉 申请人:常州工学院