一種在線厚度監(jiān)控儀及在線厚度監(jiān)控方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在線厚度監(jiān)控儀及在線厚度監(jiān)控方法，包括CCD工業(yè)相機(jī)、激光器、微處理器及接口線纜，所述的CCD工業(yè)相機(jī)和激光器通過接口線纜分別與微處理器連接，并通過接口線纜與微處理器進(jìn)行信息交互；所述的激光器與CCD工業(yè)相機(jī)分別與基準(zhǔn)面呈一定傾斜角度安裝，激光器發(fā)射激光束，CCD工業(yè)相機(jī)捕獲反射光束，所述的激光器發(fā)射的激光束經(jīng)基準(zhǔn)面反射，反射光束落在CCD工業(yè)相機(jī)視野的正中央；所述的基準(zhǔn)面為用于放置被測物體的水平臺面。本發(fā)明可在線對產(chǎn)品的厚度進(jìn)行高精度的監(jiān)控和測量，便于操作人員直觀、方便地掌握被測物體的厚度。
【專利說明】一種在線厚度監(jiān)控儀及在線厚度監(jiān)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種監(jiān)控儀及監(jiān)控方法，尤其涉及一種在線厚度監(jiān)控儀及在線厚度監(jiān)控方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著制造業(yè)飛速發(fā)展，對制造效率的要求也不斷提高，尤其智能制造、柔性制造等現(xiàn)代制造模式更加要求產(chǎn)業(yè)向著自動化和智能化的目標(biāo)發(fā)展。對于大批量規(guī)?；a(chǎn)，不僅對終端產(chǎn)品質(zhì)量保持很高的要求，對過程質(zhì)量則更加重視，因為早期發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品失效，產(chǎn)生的返工返修成本相對降低，因此前期產(chǎn)品質(zhì)量控制的意義則更加重大。
[0003]目前，眾多生產(chǎn)領(lǐng)域需要對其生產(chǎn)產(chǎn)品進(jìn)行高度監(jiān)控和測量，如醫(yī)藥生產(chǎn)線用于對藥粒的高度進(jìn)行監(jiān)測，電子制造領(lǐng)域用于對線路板(PCBA)的加工過程中焊錫膏和元器件的高度進(jìn)行測量和監(jiān)控，機(jī)加工領(lǐng)域，用于對工件的尺寸進(jìn)行測量，由于精密器件微小，其高度測量精度難以保證；因此設(shè)計和制造一種可以實時監(jiān)控產(chǎn)品厚度的監(jiān)測裝置顯得十分重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種工件厚度在線監(jiān)控儀，采用位移放大(Displacement Amplification,簡稱DA)技術(shù),借助于激光束和CO)工業(yè)相機(jī),針對在線生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品的微小高度進(jìn)行不間斷的監(jiān)控測試。
[0005]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種在線厚度監(jiān)控儀，包括C⑶工業(yè)相機(jī)、激光器、微處理器及接口線纜，所述的C⑶工業(yè)相機(jī)和激光器通過接口線纜分別與微處理器連接，并通過接口線纜與微處理器進(jìn)行信息交互；
[0007]所述的激光器與CCD工業(yè)相機(jī)分別與基準(zhǔn)面呈一定傾斜角度安裝，激光器發(fā)射激光束，CCD工業(yè)相機(jī)捕獲反射光束，所述的激光器發(fā)射的激光束經(jīng)基準(zhǔn)面反射，反射光束落在CXD工業(yè)相機(jī)視野的正中央；
[0008]所述的基準(zhǔn)面為用于放置被測物體的水平臺面。
[0009]進(jìn)一步的，所述的微處理器還與驅(qū)動馬達(dá)連接，用于控制驅(qū)動馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。
[0010]應(yīng)用上述在線厚度監(jiān)控儀，結(jié)合位移放大技術(shù)，實現(xiàn)被測物體的高度實時存儲、輸出及顯示的步驟如下:
[0011 ] a.生產(chǎn)線在移動的過程中，激光器處于常開狀態(tài)，激光器發(fā)射激光束，激光束經(jīng)基準(zhǔn)面反射被CCD工業(yè)相機(jī)捕獲，反射光束落在CCD工業(yè)相機(jī)視野的正中央，該反射光束為測量被測物體厚度的基準(zhǔn)線；
[0012]b.傳送帶繼續(xù)移動，當(dāng)激光束照射在被測物體上時，激光束的反射點上移，從而導(dǎo)致反射光束在CCD工業(yè)相機(jī)視野中的位置偏離基準(zhǔn)線，產(chǎn)生反射光束偏移距離；
[0013]c.CXD工業(yè)相機(jī)將反射光束偏移距離實時傳送至微處理器，微處理器應(yīng)用以下公式計算可以得到被測物體的厚度:
[0014]h=l*cos Θ(公式一)
[0015]其中:h—被測物體厚度；1 一反射光束偏移距尚;
[0016]d.微處理器將被測物體厚度實時存貯、輸出及顯示。
[0017]有益效果:本發(fā)明通過C⑶工業(yè)相機(jī)將光束偏移距離實時傳送至微處理器運算，微處理器運算得出被測物體的厚度，并將被測物體的厚度實時存貯、輸出及顯示，加強(qiáng)了人機(jī)交互數(shù)據(jù)信息的能力，提高了測量的自動化程度；
[0018]本發(fā)明可在線對產(chǎn)品的厚度進(jìn)行高精度的監(jiān)控和測量，便于操作人員直觀、方便地掌握被測物體的厚度，同時，分析采集數(shù)據(jù)，使操作人員可快速剔除不合格產(chǎn)品，早期發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品失效可極大節(jié)省返工返修成本； [0019]本發(fā)明對微小高度的產(chǎn)品進(jìn)行測量，測量精度高，且該結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)及操作，并且應(yīng)用領(lǐng)域廣，如應(yīng)用在醫(yī)藥生產(chǎn)線，用于對藥粒的高度進(jìn)行監(jiān)測，應(yīng)用在電子制造領(lǐng)域，用于對線路板(PCBA)的加工過程中焊錫膏和元器件的高度進(jìn)行測量和監(jiān)控，用于機(jī)械加工領(lǐng)域，用于對工件的尺寸進(jìn)行測量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明對基準(zhǔn)面的測量的示意圖；
[0021]圖2是經(jīng)基準(zhǔn)面反射后反射光束在CXD工業(yè)相機(jī)視野中的位置的示意圖；
[0022]圖3是本發(fā)明對基準(zhǔn)面上具有一定高度的被測物體進(jìn)行測量的示意圖；
[0023]圖4是經(jīng)被測物體反射后反射光束在CXD工業(yè)相機(jī)視野中的位置的示意圖；
[0024]圖5是位移放大技術(shù)的原理圖。
[0025]其中:1、C⑶工業(yè)相機(jī)，2、激光器，3、微處理器，4、基準(zhǔn)面，5、被測物體，6、傳送帶，
7、驅(qū)動馬達(dá)。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明:
[0027]實施例1
[0028]電子制造業(yè)中，線路板組裝的早期，從焊錫膏涂布過程開始對焊錫膏的高度進(jìn)行測量，實現(xiàn)早期對工序質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控:
[0029]一種在線厚度監(jiān)控儀，包括CXD工業(yè)相機(jī)1、激光器2、微處理器3及接口線纜，所述的CXD工業(yè)相機(jī)I和激光器2通過接口線纜分別與微處理器3連接，與微處理器3進(jìn)行信息交互；
[0030]所述的微處理器3還與驅(qū)動馬達(dá)7連接，用于控制驅(qū)動馬達(dá)7的轉(zhuǎn)速；
[0031]所述的激光器2與CXD工業(yè)相機(jī)I分別與基準(zhǔn)面4呈45°角安裝，激光器2發(fā)射激光束，CCD工業(yè)相機(jī)I捕獲反射光束，所述的激光器2發(fā)射的激光束經(jīng)基準(zhǔn)面4反射，反射光束落在CXD工業(yè)相機(jī)I視野的正中央；
[0032]所述的基準(zhǔn)面4為用于放置被測物體5的水平臺面。
[0033]應(yīng)用上述的在線厚度監(jiān)控儀，結(jié)合位移放大技術(shù)，實現(xiàn)焊錫膏的高度實時存儲、輸出及顯示的步驟如下:[0034]如圖1所示，生產(chǎn)線在移動的過程中，激光器2處于常開狀態(tài)，激光器2發(fā)射激光束，激光束經(jīng)基準(zhǔn)面4反射被CXD工業(yè)相機(jī)I捕獲，反射光束落在CXD工業(yè)相機(jī)I視野的正中央，該反射光束為測量焊錫膏的高度的基準(zhǔn)線；
[0035]如圖2所示，傳送帶6繼續(xù)移動，當(dāng)激光束照射在焊錫膏上時，激光束的反射點上移，從而導(dǎo)致反射光束在CCD工業(yè)相機(jī)I視野中的位置偏離基準(zhǔn)線，產(chǎn)生反射光束偏移距離；
[0036]CXD工業(yè)相機(jī)I將反射光束偏移距離實時傳送至微處理器3，微處理器3應(yīng)用公式一可以得到焊錫膏的高度:
[0037]h=l*cos45。
[0038]其中:h—焊錫膏的高度；1 一反射光束偏移距離；
[0039]微處理器3將焊錫膏的高度實時存貯、輸出及顯示。
[0040]實施例2
[0041]醫(yī)藥生產(chǎn)線上，對藥粒的高度進(jìn)行監(jiān)測:[0042]一種在線厚度監(jiān)控儀，包括CXD工業(yè)相機(jī)1、激光器2、微處理器3及接口線纜，所述的CXD工業(yè)相機(jī)I和激光器2通過接口線纜分別與微處理器3連接，與微處理器3進(jìn)行信息交互；
[0043]所述的微處理器3還與驅(qū)動馬達(dá)7連接，用于控制驅(qū)動馬達(dá)7的轉(zhuǎn)速；
[0044]所述的CXD工業(yè)相機(jī)I和激光器2位于相對的兩側(cè)；
[0045]由于藥粒的高度很小，分別調(diào)整CXD工業(yè)相機(jī)I和激光器2相較基準(zhǔn)面4的傾斜安裝角度，使其小于45度；
[0046]將公式一變形得到:
[0047]l=h/cos Θ(公式二)
[0048]其中:h—藥粒的高度；1 一藥粒的高度的放大系數(shù)；
[0049]減小CXD工業(yè)相機(jī)I和激光器2相較基準(zhǔn)面4的傾斜安裝角度，測量相同高度的被測物體5時產(chǎn)生較大的反射光束偏移距離(即增大被測物體5厚度的放大系數(shù))，因此可以測量微小藥粒的高度。
[0050]采用實施例1中的測量步驟，使微處理器3將藥粒的高度實時存貯、輸出及顯示。
【權(quán)利要求】
1.一種在線厚度監(jiān)控儀，其特征在于:包括CCD工業(yè)相機(jī)(I)、激光器(2)、微處理器(3)及接口線纜，所述的C⑶工業(yè)相機(jī)(I)和激光器(2)通過接口線纜分別與微處理器(3)連接，并通過接口線纜與微處理器(3)進(jìn)行信息交互； 所述的激光器(2)與CCD工業(yè)相機(jī)(I)分別與基準(zhǔn)面(4)呈一定傾斜角度安裝，激光器(2)發(fā)射激光束，CCD工業(yè)相機(jī)(I)捕獲反射光束，所述的激光器(2)發(fā)射的激光束經(jīng)基準(zhǔn)面(4)反射，反射光束落在CCD工業(yè)相機(jī)(I)視野的正中央； 所述的基準(zhǔn)面(4)為用于放置被測物體(5)的水平臺面。
2.如權(quán)利要求1所述的一種在線厚度監(jiān)控儀，其特征在于:所述的微處理器(3)還與驅(qū)動馬達(dá)(7)連接，用于控制驅(qū)動馬達(dá)(7)的轉(zhuǎn)速。
3.—種在線厚度監(jiān)控方法，應(yīng)用權(quán)利要求1所述的在線厚度監(jiān)控儀，其特征在于包括如下步驟: a.生產(chǎn)線在移動的過程中，激光器(2)處于常開狀態(tài)，激光器(2)發(fā)射激光束，激光束經(jīng)基準(zhǔn)面(4)反射被CCD工業(yè)相機(jī)(I)捕獲，反射光束落在CCD工業(yè)相機(jī)(I)視野的正中央，該反射光束 為測量被測物體(5)厚度的基準(zhǔn)線； b.傳送帶(6)繼續(xù)移動，當(dāng)激光束照射在被測物體(5)上時，激光束的反射點上移，從而導(dǎo)致反射光束在CCD工業(yè)相機(jī)(I)視野中的位置偏離基準(zhǔn)線，產(chǎn)生反射光束偏移距離； c.C⑶工業(yè)相機(jī)(I)將反射光束偏移距離實時傳送至微處理器(3)，微處理器(3)應(yīng)用以下公式計算可以得到被測物體(5)的厚度:
h=l*cos Θ 其中:h—被測物體厚度；1 一反射光束偏移距尚； d.微處理器(3)將被測物體(5)厚度實時存貯、輸出及顯示。
【文檔編號】G01B11/06GK103644851SQ201310601664
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】呂學(xué)武 申請人:大連日佳電子有限公司