氮化鋁板翹曲度非接觸激光在線檢測(cè)儀

一、問(wèn)題提出：

對(duì)于鋼性板子的翹曲，一般是指板子自然申展（除重力之外無(wú)其他外力作用）狀態(tài)的下，表面隆起和凹陷的現(xiàn)象，而翹曲度，則是這種隆起和凹陷現(xiàn)象的程度，既隆起和凹陷之定量分析，下面分析鋼性板子翹曲的可能狀態(tài)。

從上面的分析可以知道，檢測(cè)翹曲度可以通過(guò)檢測(cè)板子相對(duì)底座的高度來(lái)實(shí)現(xiàn)。而檢測(cè)高度又可轉(zhuǎn)換成測(cè)量板子和底層的總厚來(lái)完成。

則， 合格：翹曲度≤0.002

     ：翹曲度>0.003

待定：0.002≤翹曲度≤0.003

工程解決辦法

• 工程解決辦法

可以通過(guò)型掃描測(cè)厚找出大值，如下圖示：

硬件架構(gòu)

系統(tǒng)組成如下圖：

系統(tǒng)架構(gòu)
 

四、系統(tǒng)工作原理說(shuō)明

1.上位電腦

上位電腦主要配置為：CPU不低于酷睿七代I3、硬盤1T、內(nèi)存8G、機(jī)箱為工控機(jī)箱、電源500W標(biāo)準(zhǔn)輸出大功率服務(wù)器電源。電腦安裝WIN7 64位旗艦版系統(tǒng)。

上位電腦根據(jù)用戶不同的設(shè)置，控制龍門滑臺(tái)帶動(dòng)真空吸吊機(jī)，將不同版型的板件精確輸送到十字滑臺(tái)原點(diǎn)上，然后上位電腦根據(jù)用戶設(shè)定的待測(cè)板件版型，調(diào)整十字滑臺(tái)的運(yùn)動(dòng)軌跡，確保十字滑臺(tái)能托舉板件到激光測(cè)厚儀測(cè)點(diǎn)上，精確測(cè)出待測(cè)點(diǎn)厚度，并實(shí)時(shí)將測(cè)厚數(shù)據(jù)保存到上位電腦中。測(cè)量完畢，上位電腦控制龍門滑臺(tái)帶動(dòng)真空吸吊機(jī)，根據(jù)測(cè)量結(jié)果不同，將板件按合格和不合格進(jìn)行分揀擺放。一個(gè)測(cè)量周期完成后，上位電腦控制十字滑臺(tái)和龍門滑臺(tái)回到原點(diǎn)，準(zhǔn)備開始下一個(gè)周期的測(cè)量工作。

2.龍門滑臺(tái)

龍門滑臺(tái)由四軸絲桿線性滑臺(tái)組合而成，使用閉環(huán)伺服步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在上位電腦、單片機(jī)和四軸PLC控制器的控制下，進(jìn)行X、Y、Z軸運(yùn)動(dòng)，將待測(cè)板件輸送到十字滑臺(tái)上。由于使用了閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)和絲桿驅(qū)動(dòng)機(jī)制，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)可靠，耐久性好，定位精度高，可以達(dá)到毫米極。

當(dāng)上位電腦發(fā)出指令后，龍門滑臺(tái)移動(dòng)到待測(cè)板件上方，放下真空吸吊機(jī)，真空吸吊機(jī)上的傳感器檢查是否有板件，如果沒有，龍門滑臺(tái)復(fù)位，回到原點(diǎn)。如果有則繼續(xù)放下真空吸吊機(jī)，直到吸吊機(jī)的吸盤接觸到板件，發(fā)出停止下放指令。待真空吸吊機(jī)吸住板件后，上位電腦發(fā)出控制指令，龍門滑臺(tái)升起真空吸吊機(jī)并移動(dòng)到十字滑臺(tái)上方，然后將吸吊機(jī)放下，待真空吸吊機(jī)上的接近傳感器發(fā)出停止信號(hào)后，龍門滑臺(tái)停止下放，真空吸吊機(jī)松開吸盤，板件落到十字滑臺(tái)上，然后龍門升起，等待測(cè)量結(jié)束。測(cè)量結(jié)束后，龍門滑臺(tái)帶動(dòng)真空吸吊機(jī)將板件再次提起，按照合格和不合格，將板件送到的分揀擺放地點(diǎn)。一個(gè)測(cè)量周期完成后，上位電腦控制龍門滑臺(tái)回到原點(diǎn)，準(zhǔn)備開始下一個(gè)周期的測(cè)量工作。

3.十字滑臺(tái)

十字滑臺(tái)由兩軸絲桿線性滑臺(tái)和標(biāo)準(zhǔn)翹曲度底板組合而成，使用閉環(huán)伺服步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在上位電腦、單片機(jī)和兩軸PLC控制器的控制下，進(jìn)行X、Y軸運(yùn)動(dòng)，將待測(cè)板件輸送到激光測(cè)厚儀測(cè)點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)量。

托舉待測(cè)板件的基座由一塊標(biāo)準(zhǔn)翹曲度底板構(gòu)成。待測(cè)板件由于自身存在翹曲，放置到底板上后，不同板件上表面測(cè)點(diǎn)到標(biāo)準(zhǔn)底板的距離存在差異，上位電腦控制十字滑臺(tái)用標(biāo)準(zhǔn)底板托舉待測(cè)板件移動(dòng)到激光測(cè)厚儀測(cè)點(diǎn)上進(jìn)行厚度測(cè)量，獲得厚度數(shù)值后再通過(guò)計(jì)算公式計(jì)算，終取得待測(cè)板件的翹曲數(shù)值，判斷板件合格還是不合格并存入數(shù)據(jù)庫(kù)中。后，上位電腦控制真空吸吊機(jī)落下，將板件移走，根據(jù)不同測(cè)量結(jié)果，將板件擺放到不同位置。測(cè)量結(jié)束，十字滑臺(tái)復(fù)位，準(zhǔn)備開始下一個(gè)周期的測(cè)量工作。

4.真空吸吊機(jī)

真空吸吊機(jī)系統(tǒng)由空壓機(jī)、治具、夾具、真空發(fā)生器、真空吸盤，電磁閥、接近傳感器等組成。真空吸吊機(jī)通過(guò)夾具固定在龍門滑臺(tái)上，當(dāng)上位電腦控制龍門滑臺(tái)移動(dòng)到待測(cè)板件上方后，安裝治具上的接近傳感器檢測(cè)下方是否有板件，并將信息發(fā)送回上位電腦，如果有板件，上位電腦控制真空吸吊機(jī)落下，當(dāng)真空吸盤接觸到板件表面后，限位傳感器發(fā)出信號(hào)，真空吸吊機(jī)停止落下，電磁閥工作，真空發(fā)生器在吸盤內(nèi)產(chǎn)生真空，吸盤抓取待測(cè)板件，之后龍門滑臺(tái)移動(dòng)到十字滑臺(tái)上，放下真空吸吊機(jī)，真空吸吊機(jī)上的接近傳感器判斷和十字滑臺(tái)間的距離，到達(dá)設(shè)定值后發(fā)出停止信號(hào)，真空吸吊機(jī)停止下落，電磁閥開始工作，真空發(fā)生器泄壓，吸盤松開板件，板件落到十字滑臺(tái)上。待板件檢測(cè)完畢，真空吸吊機(jī)重新將板件抓取起來(lái)，根據(jù)不同測(cè)量結(jié)果，將板件擺放到不同位置，測(cè)量過(guò)程結(jié)束，真空吸吊機(jī)復(fù)位，準(zhǔn)備開始下一個(gè)周期的測(cè)量工作。

5.電氣控制箱

電氣控制箱內(nèi)安裝有控制電氣部件，用來(lái)執(zhí)行各種運(yùn)動(dòng)控制。