[发明专利]一种基于红外光的带材自动对中检测方法

说明书

技术领域

本发明属于自动化检测技术领域，使用红外光检测非接触不透光带材的边缘位移，具体涉及一种基于红外光的带材自动对中检测方法。

背景技术

随着加工工业的发展，不仅对金属带材的需求量越来越大，同时也对金属带材提出了更高的要求，即化学成分、机械性能、尺寸公差、外观形状都控制在很窄的范围内，只有这样的带材才能保证生产过程的稳定、材料消耗最少、成品率最高、加工成本低。在印刷、造纸、涂布、塑膜、轧钢等行业带状物品的卷取、放卷过程中，由于前道工序收卷不整齐或本机组中的导辊偏差、振动、机械误差以及带材张力的波动等原因都不同程度地存在着跑偏问题，造成带材边缘或带材某一纵向标志线与机组的中心线不平行或不重合，导致带材的横向跑偏，对产品的质量、生产效率及生产过程的稳定性都有很大的影响，因此生产线上均需安装对中控制系统。实现带材对中控制的前提是对中传感器能够采集正确的信息，如果对中传感器不能正确采集信息或者精度不够高，则控制系统就不能给出高精度的控制，就会产生误动作，导致带材跑偏或者其它生产事故。

现在市场上常用的对中传感器种类很多，大体分为三类：电容式传感器、电感式传感器、光电式传感器。

电容式传感器基本原理是把带材偏移量转换成电容的变化量。常见的电容式检测方法有三种类型：a.变面积式（改变s），b.变间隙式（改变d），c.变介电常数（改变ξ）。电容式传感器安装要求较高，传感器的输出信号较弱，检测精度较低，仅适用于金属等带材生产。

电感式传感器基本原理是采用电磁感应原理进行检测。当带材位置发生偏移时感应线圈的感应电动势会发生变化，根据感应电动势的变化来确定带材偏移量。电感式传感器能够使用于恶劣环境中，受外界环境等影响比较小，使用寿命长；但是只能用于导磁带材。

光电式传感器主要应用光电效应原理将光信号转换为电信号输出。传感器测量范围大，成本低，使用范围广，可用于单边和双边检测，光电式传感器为非接触检测，应用范围比较广。

目前市场上出现许多光电式对中纠偏检测系统，这些检测系统均采用平行光的原理进行检测，主要有三种方式：1）利用单个感光器件作为检测元件，如光敏二极管、硅光电池等；缺点是检测范围较小，对于不同宽度的带材检测，需要移动传感器的安装位置。2）利用多个感光器件作为检测元件，有效扩大了检测范围，缺点是带材边缘位置比较模糊，检测精度较低。3）利用CCD作为检测元件，CCD体积小、抗电磁干扰强精度高，但是成本也比较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于红外光的带材自动对中检测方法，解决了现有的检测方法都采用平行光的原理进行检测，检测精度不够高，检测范围有限，局限性较大的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种基于红外光的带材自动对中检测方法，依赖一种检测装置，具体过程是：

步骤1、信息采集：当带材在红外发射管和红外接收管之间发生横向偏差移动时，就会对相关的红外发射管发出的信号进行了遮挡，对应的红外接收管接收到的信号会发生变化，这些红外接收管将该变化的信息通过通信方式传输给单片机；

步骤2、信息处理：单片机收到红外接收管的状态信号变化情况，根据所有红外发射管和红外接收管的位置参数所建立的直角坐标系，得到所有红外发射管的发射光线方程、以及带材所在位置方程，联立方程组求交点坐标，经过运算得到带材的边缘位置参数，通过与对中状态时的位置信号的比较，判断带材是否偏离预先设定的传输中心线，同时单片机将带材的位置纠偏量发送到纠偏执行机构，使得带材传输方向得到及时纠偏，实现对中。

本发明的有益效果是：采用散射光进行检测，在保证检测精度的条件下，也增大了检测的范围；对于不同宽度的带材检测时不需要移动检测装置的位置，不受带材和检测传感器之间横向距离变化的影响，检测精度高，结构简单，稳定性好，易于调试。此带材自动对中检测装置还可以扩展成为带材边缘检测装置，只检测带材的单边位置，仍可以很好的检测带材的整体位置，使其卷曲整齐。

附图说明

图1是本发明检测方法所依赖的检测装置的结构示意图；

图2是本发明检测方法实施例的安装位置示意图；

图3是本发明检测方法的运算原理示意图；

图4是本发明检测方法的系统误差仿真图；

图5是本发明检测方法的带材处于特定位置的系统误差仿真图。

图中，1.传感器组一，2.传感器组二，3.单片机，4.纠偏执行机构，5.带材，6.安装槽架，7.绝缘柱。

具体实施方式