[发明专利]一种寻隙传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种可快速、准确检测片状工件(如钢板、布料等)中部接缝位置的传感器，属于检测技术领域。

背景技术

在片状工件的加工过程中，常常需要生产设备沿工件的接缝进行加工作业。例如在钢板的拼焊过程中，焊枪沿板料接缝进行焊接；又如大幅毛巾坯料(如图3所示)的分割过程中，刀片沿纵切缝和横切缝进行裁切等。在此类工件的加工过程中，生产设备的控制器利用寻隙传感器实时监测加工点相对于工件接缝的偏移方向，进而通过控制加工设备的横向移动实现自动寻隙。

现有的寻隙传感器种类繁多，但都存在这样或那样的缺陷。例如有的钢板拼焊设备在钢板的一侧设置光源，另一侧设置光电元件，加工过程中光电元件沿平行于钢板且与钢板接缝垂直的直线移动，当光电元件经过钢板接缝时就会因受到光线照射而引起输出信号的变化，设备控制器根据该信号的变化就能判断出钢板接缝的位置。这种寻隙传感器的不足之处是寻找接缝的速度太慢，影响了设备的生产效率。又如大幅毛巾坯料的纵切设备一般采用C型光纤传感器来检测纵切缝的位置，进而得到刀片的偏移方向，由于C型光纤传感器的检测范围很小而毛巾的定型尺寸不可控，当毛巾坯料的纵切缝在横切缝(纵向接头)处出现错位时，C型光纤传感器在过接头后便无法检测到纵切缝的位置，致使切割作业无法顺利进行。因此，如何快速、准确地对片状工件的接缝进行有效检测，一直是有关技术人员所面临的难题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种寻隙传感器，以实现片状工件接缝的快速、准确检测，提高设备的生产效率。

本发明所述问题是以下述技术方案解决的：

一种寻隙传感器，构成中包括CPU和分别位于片状工件两侧且相互对应的光发射器和光接收器，所述光接收器包括沿平行于片状工件且与工件接缝垂直的直线排列的多个光电管，每个光电管的输出端经一个信号调理单元接CPU的输入端口，光接收器的壳体通过接收器支架固定在加工设备的浮动底座上；所述CPU通过I/O端口将加工点的偏移信号输送给加工设备的控制器，所述寻隙传感器按如下方式运作：

CPU实时检测各个光电管的输出信号，并根据各个光电管是否接收到由光发射器发出的光信号来计算设备加工点相对于工件接缝的偏移方向：

①若只有与设备加工点相对应的光电管接收到光信号或者该光电管两侧有相同数量的光电管接收到光信号，则CPU不输出偏移信号；

②若与设备加工点相对应的光电管左侧接收到光信号的光电管的数量大于该光电管右侧接收到光信号的光电管的数量，CPU输出偏右信号；

③若与设备加工点相对应的光电管右侧接收到光信号的光电管的数量大于该光电管左侧接收到光信号的光电管的数量，CPU输出偏左信号。

上述寻隙传感器，所述信号调理单元包括运算放大器、电位器和两个电阻，第一电阻的一端接地，另一端接运算放大器的反相输入端并通过对应的光电管接电源正极，所述电位器与第二电阻串联连接后接电源电压，电位器的滑动端接运算放大器的同相输入端，所述运算放大器的输出端接CPU的输入端口。

上述寻隙传感器，所述接收器支架与加工设备的浮动底座之间设有横向调节装置，所述横向调节装置包括调节套、调节滑块和调节螺栓，所述调节套固定在加工设备的浮动底座上，其内部设有平行于光电管排列方向的滑槽，所述调节滑块位于调节套的滑槽内，所述调节螺栓平行于光电管的排列方向且通过旋向相反的螺纹与调节滑块和调节套连接，调节螺栓的一端设有调节手轮。

上述寻隙传感器，所述光发射器包括沿平行于光电管排列方向的直线排列的多个发光二极管，它们串联连接或分组串联连接后通过限流电阻与电源连接。

上述寻隙传感器，所述光发射器的多个发光二极管固定在发射器壳体内，所述发射器壳体为固定在加工设备的机架上的透明壳体。

本发明利用光接收器内沿直线排列的多个光电管来检测片状工件接缝的位置，进而得到加工点的偏移方向。该传感器不仅具有很高的检测速度，而且由于光接收器具有很宽的检测范围，当工件接缝出现错位时仍能准确检测到接缝的位置，从而大幅提高了设备的生产效率和加工质量。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详述。

图1为光电管和发光二极管的结构示意图；

图2为本传感器的电原理图；

图3为大幅毛巾坯料的结构示意图；

图4为光接收器和光发射器在毛巾坯料纵切设备上的安装示意图；

图5为光接收器在毛巾坯料纵切设备的浮动刀头上的安装示意图；