防水卷材在线测厚系统的设计.pdf

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1、第22卷第4期河南机电高等专科学校学报V01．22№．42014年7月JournalofHenanMechanicalandElectricalEngineeringCollegeJuly2014防水卷材在线测厚系统的设计张敏(河南机电高等专科学校实验管理中心，河南新乡453000)摘要：设计了一种防水卷材厚度在线测量及厚度自动调节装置。采用三菱FX2N型PLC为控制核心，具有厚度在线显示功能和超差报警功能。改善了生产操作条件，提高了生产效率和产品合格率，降低了制造成本。关键词：可编程序控制器；测厚；在线测量；防水卷材中圈分类号：TG81文献标识码：A文章编号：1008—2093(2014)0

2、4—0012—02测厚已经应用在很多行业，普通的检验测厚，大多用测厚仪和测厚规，而利用微波和激光技术制成厚度计，目前还处在研制、试验阶段口]。防水卷材厚度的精确测量和控制一直是防水卷材生产控制中的难题。目前在防水材料的测厚方面，静态的图1系统总体结构框图一般用采用人工方法，利用普通的测厚仪或千分机界面采用MCGS嵌入式组态软件及触摸屏显示尺，在线测厚控制大多采用的是光和超声波。但这厚度值_5]。其具有6个厚度参数的设定功能，并具些测厚局限于环境和材质的变化以及材质的多重有粗调厚度的功能；伺服系统选用安川适用于负载组合，条件的变化对测厚精度影响比较大，因而精高速运转的高速进给系列。度和效率都比较

3、低。厚度值采集采用精密的小型光栅测量系为了提高防水卷材的产品质量，减少生产废统——微位移探头光栅尺FCS2，它通常用于连续品，降低制造成本，我们研发了新的测厚装置l2]。的厚度测量，适用于测量精密现代化加工设备。光1系统的总体结构栅尺将直线的位移变化转换为脉冲信号。脉冲信号的数量对应移动的距离，脉冲频率则反映了运动测厚系统控制是一个闭环控制系统。其功能速度。FCS2本体部分由一套精密直线滑动轴承、包括厚度数据的检测采集，数据的运算，数据的显复位弹簧、玻璃光栅、LED光照系统组成。其输出示，对厚度的调控，数据的显示保存等。信号为矩形方波。A、B相相差9O。的两路波形，能整个系统电气控制分为四部分

4、，1)系统电源供够指示出移动距离以及方向。电，给整个系统供电；2)数据运算处理中心，对现场Ml、M2两个步进电机调节与上涂油辊左右采集来的数据进行运算比较分析；3)数据显示，对端相连接的丝杠，M3、M4两个步进电机调节与上当前的检测数据在人机界面显示出来；4)调控执行压延辊左右端相连接的丝杠，完成丝杠的上下直线机构，对数据处理结果执行调控和在线的生产厚度运动。系统先通过光栅传感器对生产线上的厚度做实时的修正。进行测量，将测得的电脉冲信号送到PLC进行运2硬件系统算，转换为实际厚度并显示¨6]。卷材的厚度设定有上下两个限值，将采集的数据与设定的数据比较。系统采用三菱FX2NPLC作为控制核心；人

5、*收稿日期：2014-05-11作者简介：张敏(1973一)，女，河南新乡人，高级实验师，工程师，工程硕士，主要从事电气工程研究。12张敏：防水卷材在线测厚系统的设计当采集的数据在设定的范围时，只对采集的厚度值反转，并通过机械调整装置来改变生产线上卷材的进行显示；如果厚度异常，即采集的数据超出设定厚度。步进电机驱动器CP为脉冲信号输入端子，的数据范围，就会产生报警信号，同时给电机一个CW为方向信号输入端子，EN为使能信号输入端控制信号经步进电机驱动器来控制电机的正转或子。_●_1f●●‘-u●u_一XoCOM0G步C2YCP进Cl光栅尺x1YCW喜B2———一X2Y3ENB1厚SB1／／。——

6、——一N荔A2X3／L器A1度／。——一X4^／G步C2测0————一X5CP进Cl量o——————一XeY4CW喜B2值()——————————一X7Y5ENB1复零SB2一NA2—、—————一X8L器A1——一下压SB3—_^x9zCOM1G步C2Y1CP进C1抬起SB4x1。自动／调整SB5‘丁■Y6CW景B2—、—一X11Y7ENB1涂油辊左SBe_—一，———，X12N荔A2涂油辊右SB7L器A1X13压延辊左SB8XG步C2压延辊右SB9—14CP进ClX15Y8CW景B2Y9ENB1NA2L器A1COM+24V{螭Y10L(图2系统硬件电路图3系统的软件设计薄；若采集测量数据围

7、值不做处理。<系统启动后，首先对检测的卷材料厚标准数据～／>通过人机界面写给系统，也可以随时修改和设定。信号采集／／数据输入当检测生产线测厚装置处有无卷材材料时，系统只数据转换运算在该检测程序中循环，不执行其他动作。当检测到生产线有料时，厚度检测光栅尺连续读取厚度脉冲信号，采集的数据进行运算转换，发送给人机界面比较运算l测量采集／／，I测量采集做显示。l数据超下兰委ji数限据范围超上在检测到生产线