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氮化鋁基板非接觸激光在線測厚和厚度篩選分揀機

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,分檢標準：

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

0.381 mm +/-0.04 mm; 板內9點厚度的極大值減極小值之差≤0.025 mm

0.381 mm +/-0.05 mm; 板內9點厚度的極大值減極小值之差≤0.025 mm

0.5 mm +/-0.03 mm; 板內9點厚度的極大值減極小值之差≤0.025 mm

0.5 mm +/-0.04 mm; 板內9點厚度的極大值減極小值之差≤0.025 mm

0.5 mm +/-0.05 mm; 板內9點厚度的極大值減極小值之差≤0.025 mm

0.762 mm +/-0.05 mm; 板內9點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.且需要電腦保留數據.

將上面用戶的具體標準抽象為算法:

設: f(x,y)為厚度函數,單位為:mm

   X的定義域為:  0.1≤x≤1.5

   y的定義域為:  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,產品測厚要求

每張板測量9個點，分三行排列，如下圖視：

二、系統架構

為了實現對正方塊板：114 mm*114 mm 和124 mm X124mm；厚：0.25 mm ~1.5mm板塊的在線動態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LTG-680型激光在線測厚儀做X-Y二維掃描步進定點測量板塊各位置（9點）的厚度（本型號激光在線測厚儀掃描寬度可達：680mm；厚度范圍：0.02 mm -6mm；測量精度：+/-0.002mm）。同時增設自動吸盤上料系統和自動板厚分檢系統，構成一套自動化的氮化鋁板測厚和厚度合格與否生產線，系統架構圖如下圖：

三、系統工作原理

1,系統設計

如上圖所示，待測的基板按要求放到位置（吸盤可到位），上料系統受上位計算機控制。LTG-680激光在線測厚儀安裝在二維定點掃描架上，可做X-Y移動定位，受單片機和上位機聯合控制，完成對氮化鋁板塊的測厚任務。厚度分選機構受單片機和上位機聯合控制，實施合格板，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：

上位計算機的軟件界面目前還沒有。

2,工作原理

系統接收啟動信號，開始工作：首先，檢測設定的待測板材型號，按照選定的型號啟動相應定位程序，然后定位程序發出控制脈沖（不同定位程序所發脈沖數不同），引導真空吸吊機夾具移動到待測板材上方，將板材吊起并運送到自動測試平臺上。自動測試平臺根據電腦設定板材尺寸啟動相應脈沖移動程序，控制平臺托舉板材送至激光測厚儀的有效測量范圍，沿三條線進行掃描測厚，電腦系統根據不同尺寸板材的設定，記錄輸出脈沖信號數量，從而計算出激光測厚儀測厚點在板材上的位置(軟件只記錄9點位置的厚度值,其他位置的厚度值不參與合格與否之)，在需要測試的點位將測厚數據存儲下來并在電腦上顯示。后，按照待測板材是否合格啟動相應定位程序，引導真空吸吊機夾具將板材吊起送至位置，完成一個檢測周期。

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來完成，故，還要設計一套位置檢測裝置。另外，上料，測厚，這三個執行機構之間的協同，互聯，互鎖等邏輯也要設計一套控制軟件來實施。

五、上位計算機系統

上位計算機系統是一個數據處理系統，它從激光測厚儀獲取氮化鋁板塊的各區域的厚度數據并根據規律控制分選機購完成分選功能。同時它也是整套系統的控制中心，它可控制上料機，測厚機，機三個執行機構之間的協同工作，互聯通信，互鎖邏輯，使三個動作機構能協同工作，完成自動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: f(x,y)為厚度函數,單位為:mm

   X的定義域為:  0.1≤x≤1.5

   y的定義域為:  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