本发明专利技术公开了一种基于周长差的片材厚度测量系统及方法，包括：传感器组，由若干路测厚模块组成，测厚模块包含：旋转编码器和千分表，所述旋转编码器用于测量片材滚动周长，所述千分表用于测量片材厚度；采集控制器，与所述传感器组电性连接，实时采集传感器组数据，并将数据通过与其连接的无线通信模块发送到服务器平台；服务器平台，接收采集控制器发送的数据并进行存储，计算片材的厚度，实时判断片材的厚度是否超过阈值并发出告警通知。本发明专利技术采用多种传感器和控制组件，加装在现有流水线上，并提供实时厚度和平均厚度作为不同时间跨度的数据供参考，兼顾高精度和实时性。兼顾高精度和实时性。兼顾高精度和实时性。
【技术实现步骤摘要】
一种基于周长差的片材厚度测量系统及方法
[0001]本专利技术属于工业互联网中的厚度测量
，具体涉及一种基于周长差的片材厚度测量系统及方法。
技术介绍
[0002]塑料片材是一种广泛应用在工业和生活中的功能性材料，其种类繁多，包括：PE、PVC、PP、PET片材等诸多类型和衍生型号。一般制造方法为：原材料经加热融化，挤出并舒展拉伸到合适宽度、厚度后，由冷却、收卷等机构辅助完成生产过程。其中，舒展拉伸工序需要时刻关注产品的厚度，使其保持在要求范围内，如果发生厚度过厚或者过薄，需要调整生产参数。对产品厚度的测量通常依赖人工完成，每条生产线配备工人使用游标卡尺按照一定时间间隔手工测量产品的厚度，该测量过程的缺陷如下：
[0003]1、自动化程度和测量频率低，无法保证实时监测产品厚度，难以实现自动化的计算机控制，不利于生产效率的提升；
[0004]2、精度低，游标卡尺本身精度为0.1mm或0.02mm，但是由于塑料片材一般是软质的，且卡尺接触面小，因此测量的数据会偏低，并存在随机性的误差。
[0005]因此基于上述考虑，实有必要提出一套创新的片材测厚系统，利用传感器实时采集片材产品厚度，将测量精度提升到微米级，测量频率提升到每秒或几秒一次，并实时上传到服务器，利用服务器平台实时监控产品厚度的偏差，并为日后产线自动化智能化控制提供数据基础。
技术实现思路
[0006]针对于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于周长差的片材厚度测量系统及方法，以解决现有技术中仅依靠人工不定时对塑料片材厚度测量导致的自动化程度低、精度差的问题，本专利技术采用多种传感器和控制组件，加装在现有流水线上，并提供实时厚度和平均厚度作为不同时间跨度的数据供参考，兼顾高精度和实时性。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]本专利技术的一种基于周长差的片材厚度测量系统，包括：传感器组、采集控制器、无线通信模块及服务器平台；
[0009]传感器组，由若干路测厚模块组成，测厚模块包含：旋转编码器和千分表，所述旋转编码器用于测量片材滚动周长，所述千分表用于测量片材厚度；
[0010]采集控制器，与所述传感器组电性连接，实时采集传感器组数据，并将数据通过与其连接的无线通信模块发送到服务器平台；
[0011]服务器平台，接收采集控制器发送的数据并进行存储，计算片材的厚度，实时判断片材的厚度是否超过阈值并发出告警通知。
[0012]进一步地，所述传感器组由m路测厚模块构成，m>＝2，各路测厚模块等间距地安装于金属滚轮上方的钢制横梁上；其中，选择1路测厚模块作为参考测点，将其安装于未覆盖
有片材的金属滚轮上方，其他路测厚模块作为实际测点，安装于覆盖有片材的金属滚轮上方。
[0013]进一步地，所述各旋转编码器通过第一支架安装于钢制横梁上，所述第一支架为L形杠杆支架，旋转编码器固定于L形杠杆支架的靠近金属滚轮的一端，L形杠杆支架支点左右的长度比值为1:k，2<＝k<＝5。
[0014]进一步地，所述旋转编码器同轴安装有橡胶滚轮，橡胶滚轮压设于片材或金属滚轮上，并随着金属滚轮的转动而转动；片材通过金属滚轮时，千分表按1:k的比例放大测出其厚度。
[0015]进一步地，所述千分表通过第二支架固定于钢制横梁，所述千分表通过活动表杆连接到第一支架远离旋转编码器的一端。
[0016]进一步地，所述第一支架通过支点固定于第二支架上端，围绕支点转动。
[0017]进一步地，所述采集控制器和无线通信模块通过金属固定板安装于参考测点处的第二支架上，位于第二支架的下部，采集控制器包含：单片机和霍尔传感器；单片机通过串口或网口与各路测厚模块、霍尔传感器连接，实时采集数据，将数据解码、打包后通过无线通信模块传送到服务器平台；所述霍尔传感器与金属滚轮上设有的转动检测磁铁相配合，金属滚轮转动一周使得转动检测磁铁接近霍尔传感器一次，霍尔传感器产生一个电信号。
[0018]进一步地，所述转动检测磁铁通过塑料环固定在金属滚轮上。
[0019]进一步地，所述无线通信模块与采集控制器通过串口或网口连接。
[0020]进一步地，所述服务器平台具体包括：
[0021](1)接收采集控制器发送的数据，包括：采集控制器的编号、测厚模块的编号、旋转编码器值、千分表读数、圈信号、当前时间，并按照约定的帧格式解析数据并进行存储；
[0022](2)计算片材的平均厚度和实时厚度，并进行存储；
[0023](3)判断当前片材的平均厚度是否超过阈值，如果超过阈值或系统故障则发出告警提示。
[0024]进一步地，所述步骤(2)的计算方法为：
[0025](21)等待金属滚轮转动n圈，计算各旋转编码器的计数值相对于初始值的增量c
i
，其中，c1是参考测点处的旋转编码器增量，c
i
是实际测点处的旋转编码器增量，2≤i≤m，旋转编码器计数值增量c
j
和周长差l的换算公式为：l＝c
j
*2πr/A，r是旋转编码器滚轮的半径，A是旋转编码器滚轮转动一周的计数点数，1≤j≤m，m是测厚模块的数量；
[0026](22)计算实际测点i处片材的平均厚度2≤i≤m，c1是参考测点处的旋转编码器增量，c
i
是实际测点i处的旋转编码器增量，平均厚度d
i
是实际测点i处片材在金属滚轮转动n圈的时间内的平均厚度；
[0027](23)实际测点i处片材的实时厚度k是千分表读数相对于实际厚度的放大倍数，h1是参考测点处的千分表读数，h
i
是实际测点i处的千分表读数。
[0028]本专利技术的一种基于周长差的片材厚度测量方法，基于上述系统，步骤如下：
[0029]1)实时采集各旋转编码器、千分表和霍尔传感器的数据；
[0030]2)等待金属滚轮转动n圈，计算各路测厚模块中的旋转编码器的计数值相对于初
始值的增量c
i
，其中，c1是参考测点处的旋转编码器增量，c
i
是实际测点处的旋转编码器增量，2≤i≤m，旋转编码器计数值增量c
j
和周长差l的换算公式为：l＝c
j
*2πr/A，r是旋转编码器滚轮的半径，A是旋转编码器滚轮转动一周的计数点数，1≤j≤m，m是测厚模块的数量；
[0031]3)计算实际测点i处片材的平均厚度2≤i≤m，c1是参考测点处的旋转编码器增量，c
i
是实际测点i处的旋转编码器增量，平均厚度d
i
是实际测点i处片材在金属滚轮转动n圈的时间内的平均厚度；
[0032]4)实际测点i处片材的实时厚度k是千分表读数相对于实际厚度的放大倍数，h1是参考测点处的千分表读数，h
i
是实际测点i处的千分表读数。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于周长差的片材厚度测量系统，其特征在于，包括：传感器组、采集控制器、无线通信模块及服务器平台；传感器组，由若干路测厚模块组成，测厚模块包含：旋转编码器和千分表，所述旋转编码器用于测量片材滚动周长，所述千分表用于测量片材厚度；采集控制器，与所述传感器组电性连接，实时采集传感器组数据，并将数据通过与其连接的无线通信模块发送到服务器平台；服务器平台，接收采集控制器发送的数据并进行存储，计算片材的厚度，实时判断片材的厚度是否超过阈值并发出告警通知。2.根据权利要求1所述的基于周长差的片材厚度测量系统，其特征在于，所述传感器组由m路测厚模块构成，m>＝2，各路测厚模块等间距地安装于金属滚轮上方的钢制横梁上；其中，选择1路测厚模块作为参考测点，将其安装于未覆盖有片材的金属滚轮上方，其他路测厚模块作为实际测点，安装于覆盖有片材的金属滚轮上方。3.根据权利要求1所述的基于周长差的片材厚度采集装置，其特征在于，所述各旋转编码器通过第一支架安装于钢制横梁上，所述第一支架为L形杠杆支架，旋转编码器固定于L形杠杆支架的靠近金属滚轮的一端，L形杠杆支架支点左右的长度比值为1:k，2<＝k<＝5。4.根据权利要求3所述的基于周长差的片材厚度测量系统，其特征在于，所述旋转编码器同轴安装有橡胶滚轮，橡胶滚轮压设于片材或金属滚轮上，并随着金属滚轮的转动而转动；片材通过金属滚轮时，千分表按1:k的比例放大测出其厚度。5.根据权利要求1所述的基于周长差的片材厚度测量系统，其特征在于，所述千分表通过第二支架固定于钢制横梁，所述千分表通过活动表杆连接到第一支架远离旋转编码器的一端。6.根据权利要求1所述的基于周长差的片材厚度测量系统，其特征在于，所述采集控制器和无线通信模块通过金属固定板安装于参考测点处的第二支架上，位于第二支架的下部，采集控制器包含：单片机和霍尔传感器；单片机通过串口或网口与各路测厚模块、霍尔传感器连接，实时采集数据，将数据解码、打包后通过无线通信模块传送到服务器平台；所述霍尔传感器与金属滚轮上设有的转动检测磁铁相配合，金属滚轮转动一周使得转动检测磁铁接近霍尔传感器一次，霍尔传感器产生一个电信号。7.根据权利要求1所述的基于周长差的片材厚度测量系统，其特征在于，所述服务器平台具体包括：(1)接收采集控制器发送的数据，包括：采集控制器的编号、测厚模块的编号、旋转编码器值、千分表读数、圈信号、当前时间，并按照约定的帧格式解析数据并进行存储；(...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢磊，汤润泽，楚子豪，
申请(专利权)人：苏州森石智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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