氮化鋁基板非接觸激光在線測厚和厚度篩選分揀機(jī)

一、客戶基本測厚要求：

1,測量對象：氮化鋁基板（重：100g）

基板尺寸范圍：正方塊,小114 mm*114 mm，大124mm*124mm，

厚度范圍:小0.25 mm，大1.5mm，

2,分檢標(biāo)準(zhǔn)：

合格:    
 0.381 mm +/-0.03 mm; 板內(nèi)9點(diǎn)厚度的極大值減極小值之差≤0.025 mm

0.381 mm +/-0.04 mm; 板內(nèi)9點(diǎn)厚度的極大值減極小值之差≤0.025 mm

0.381 mm +/-0.05 mm; 板內(nèi)9點(diǎn)厚度的極大值減極小值之差≤0.025 mm

0.5 mm +/-0.03 mm; 板內(nèi)9點(diǎn)厚度的極大值減極小值之差≤0.025 mm

0.5 mm +/-0.04 mm; 板內(nèi)9點(diǎn)厚度的極大值減極小值之差≤0.025 mm

0.5 mm +/-0.05 mm; 板內(nèi)9點(diǎn)厚度的極大值減極小值之差≤0.025 mm

0.762 mm +/-0.05 mm; 板內(nèi)9點(diǎn)厚度的極大值減極小值之差≤0.025 mm

超出上面誤差范圍的為不合格品.且需要電腦保留數(shù)據(jù).

將上面用戶的具體標(biāo)準(zhǔn)抽象為算法:

設(shè): f(x,y)為厚度函數(shù),單位為:mm

   X的定義域?yàn)?  0.1≤x≤1.5

   y的定義域?yàn)?  0.01≤y≤0.05

則:   x-y≤f(x,y) ≤x+y;

     MAX[f(x,y)]- MIN[f(x,y)] ≤0.025

且:[x-y≤f(x,y) ≤x+y]AND {MAX[f(x,y)]- MIN[f(x,y)] ≤0.025}=true

3,產(chǎn)品測厚要求

每張板測量9個(gè)點(diǎn)，分三行排列，如下圖視：

二、系統(tǒng)架構(gòu)

為了實(shí)現(xiàn)對正方塊板：114 mm*114 mm 和124 mm X124mm；厚：0.25 mm ~1.5mm板塊的在線動(dòng)態(tài)非接觸高精度激光測厚與厚度合格與不合格的分揀功能，我們建意用一臺(tái)LTG-680型激光在線測厚儀做X-Y二維掃描步進(jìn)定點(diǎn)測量板塊各位置（9點(diǎn)）的厚度（本型號激光在線測厚儀掃描寬度可達(dá)：680mm；厚度范圍：0.02 mm -6mm；測量精度：+/-0.002mm）。同時(shí)增設(shè)自動(dòng)吸盤上料系統(tǒng)和自動(dòng)板厚分檢系統(tǒng)，構(gòu)成一套自動(dòng)化的氮化鋁板測厚和厚度合格與否生產(chǎn)線，系統(tǒng)架構(gòu)圖如下圖：

三、系統(tǒng)工作原理

1,系統(tǒng)設(shè)計(jì)

如上圖所示，待測的基板按要求放到位置（吸盤可到位），上料系統(tǒng)受上位計(jì)算機(jī)控制。LTG-680激光在線測厚儀安裝在二維定點(diǎn)掃描架上，可做X-Y移動(dòng)定位，受單片機(jī)和上位機(jī)聯(lián)合控制，完成對氮化鋁板塊的測厚任務(wù)。厚度分選機(jī)構(gòu)受單片機(jī)和上位機(jī)聯(lián)合控制，實(shí)施合格板，超厚板，超薄板的分檢判斷。激光在線測厚儀的軟件界面圖如下：

上位計(jì)算機(jī)的軟件界面目前還沒有。

2,工作原理

系統(tǒng)接收啟動(dòng)信號，開始工作：首先，檢測設(shè)定的待測板材型號，按照選定的型號啟動(dòng)相應(yīng)定位程序，然后定位程序發(fā)出控制脈沖（不同定位程序所發(fā)脈沖數(shù)不同），引導(dǎo)真空吸吊機(jī)夾具移動(dòng)到待測板材上方，將板材吊起并運(yùn)送到自動(dòng)測試平臺(tái)上。自動(dòng)測試平臺(tái)根據(jù)電腦設(shè)定板材尺寸啟動(dòng)相應(yīng)脈沖移動(dòng)程序，控制平臺(tái)托舉板材送至激光測厚儀的有效測量范圍，沿三條線進(jìn)行掃描測厚，電腦系統(tǒng)根據(jù)不同尺寸板材的設(shè)定，記錄輸出脈沖信號數(shù)量，從而計(jì)算出激光測厚儀測厚點(diǎn)在板材上的位置(軟件只記錄9點(diǎn)位置的厚度值,其他位置的厚度值不參與合格與否之)，在需要測試的點(diǎn)位將測厚數(shù)據(jù)存儲(chǔ)下來并在電腦上顯示。后，按照待測板材是否合格啟動(dòng)相應(yīng)定位程序，引導(dǎo)真空吸吊機(jī)夾具將板材吊起送至位置，完成一個(gè)檢測周期。

四、測量中的同步和位置傳感問題

氮化鋁板是一張，一張傳送過來的，所以，上料機(jī)下方有無板，板子有無傳送到位，激光在線測厚儀下方有無被測板，測量后板子有無成功分選取走等，這些都需求有一套完整的檢測系統(tǒng)來完成，故，還要設(shè)計(jì)一套位置檢測裝置。另外，上料，測厚，這三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的協(xié)同，互聯(lián)，互鎖等邏輯也要設(shè)計(jì)一套控制軟件來實(shí)施。

五、上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，它從激光測厚儀獲取氮化鋁板塊的各區(qū)域的厚度數(shù)據(jù)并根據(jù)規(guī)律控制分選機(jī)購?fù)瓿煞诌x功能。同時(shí)它也是整套系統(tǒng)的控制中心，它可控制上料機(jī)，測厚機(jī)，機(jī)三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的協(xié)同工作，互聯(lián)通信，互鎖邏輯，使三個(gè)動(dòng)作機(jī)構(gòu)能協(xié)同工作，完成自動(dòng)氮化鋁板塊測厚和厚度合格與否的工作。

• 軟件算法(厚度分檢)

   設(shè): f(x,y)為厚度函數(shù),單位為:mm

   X的定義域?yàn)?  0.1≤x≤1.5

   y的定義域?yàn)?  0.01≤y≤0.05

則:   x-y≤f(x,y) ≤x+y;

     MAX[f(x,y)]- MIN[f(x,y)] ≤0.025

且:[x-y≤f(x,y) ≤x+y]AND {MAX[f(x,y)]- MIN[f(x,y)] ≤0.025}=true