氮化鋁板翹曲度非接觸激光在線檢測儀

一、問題提出：

對于鋼性板子的翹曲，一般是指板子自然申展（除重力之外無其他外力作用）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，檢測翹曲度可以通過檢測板子相對底座的高度來實現(xiàn)。而檢測高度又可轉(zhuǎn)換成測量板子和底層的總厚來完成。

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

可以通過型掃描測厚找出大值，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、機箱為工控機箱、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，控制龍門滑臺帶動真空吸吊機，將不同版型的板件精確輸送到十字滑臺原點上，然后上位電腦根據(jù)用戶設(shè)定的待測板件版型，調(diào)整十字滑臺的運動軌跡，確保十字滑臺能托舉板件到激光測厚儀測點上，精確測出待測點厚度，并實時將測厚數(shù)據(jù)保存到上位電腦中。測量完畢，上位電腦控制龍門滑臺帶動真空吸吊機，根據(jù)測量結(jié)果不同，將板件按合格和不合格進行分揀擺放。一個測量周期完成后，上位電腦控制十字滑臺和龍門滑臺回到原點，準(zhǔn)備開始下一個周期的測量工作。

2.龍門滑臺

龍門滑臺由四軸絲桿線性滑臺組合而成，使用閉環(huán)伺服步進電機進行驅(qū)動。在上位電腦、單片機和四軸PLC控制器的控制下，進行X、Y、Z軸運動，將待測板件輸送到十字滑臺上。由于使用了閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)和絲桿驅(qū)動機制，滑臺運動可靠，耐久性好，定位精度高，可以達到毫米極。

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

3.十字滑臺

十字滑臺由兩軸絲桿線性滑臺和標(biāo)準(zhǔn)翹曲度底板組合而成，使用閉環(huán)伺服步進電機進行驅(qū)動。在上位電腦、單片機和兩軸PLC控制器的控制下，進行X、Y軸運動，將待測板件輸送到激光測厚儀測點上進行測量。

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

4.真空吸吊機

真空吸吊機系統(tǒng)由空壓機、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。真空吸吊機通過夾具固定在龍門滑臺上，當(dāng)上位電腦控制龍門滑臺移動到待測板件上方后，安裝治具上的接近傳感器檢測下方是否有板件，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，真空吸吊機停止落下，電磁閥工作，真空發(fā)生器在吸盤內(nèi)產(chǎn)生真空，吸盤抓取待測板件，之后龍門滑臺移動到十字滑臺上，放下真空吸吊機，真空吸吊機上的接近傳感器判斷和十字滑臺間的距離，到達設(shè)定值后發(fā)出停止信號，真空吸吊機停止下落，電磁閥開始工作，真空發(fā)生器泄壓，吸盤松開板件，板件落到十字滑臺上。待板件檢測完畢，真空吸吊機重新將板件抓取起來，根據(jù)不同測量結(jié)果，將板件擺放到不同位置，測量過程結(jié)束，真空吸吊機復(fù)位，準(zhǔn)備開始下一個周期的測量工作。

5.電氣控制箱

電氣控制箱內(nèi)安裝有控制電氣部件，用來執(zhí)行各種運動控制。