激光测距仪在精密锯上的应用

激光测距仪在精密锯上的应用
作者：胡聪娟；蒋元彬；黄同辉





1#厚板精密锯是厚板制造部的瓶颈设备之一。它担负厚板制造部商品板材的锯切任务，完成的是厚板制造部商品板材产出的最后一道工序，它的状况好坏直接关系到厚板制造部商品板材的成品率和生产效率的高低。

改造前1#厚板精密锯的纵向测距是通过机械从动轮同轴连接编码器，从动轮带动编码器旋转计数，PLC采集编码器脉冲信号计算出实际行走距离。根据工艺要求，自动定尺精度在1～2mm内。目前1#厚板精密锯自动定尺精度在8～10mm，并且随着不同板材成品的设定长度，其定尺精度不断变化，因此自动定尺功能难以满足生产需求，不得已采用手动定尺。在手动定尺过程中，生产工每锯一垛料都要重复用卷尺定尺，多次调节锯头定位。这样不仅生产效率低，而且由于人工干预，时常造成板片短尺报废，经统计每月板片短尺报废在7～8批次，造成经济损失在50万元以上，严重制约着厚板精密锯的正常生产。因此，恢复自动定尺功能势在必行，对此我们根据实际情况进行了改造。

 

经过长期实际观察发现，自动定尺功能不能实现的原因是编码器测量误差造成长度计算不准确。而引起编码器测量误差主要原因有三方面：（1）由于精密锯机械元器件磨损严重，产生了系列的系统误差，导致编码器测量值失真；（2）编码器与机械部分之间的连接器不牢固，致使编码器与机械轴产生相对运动，导致编码器丢失脉冲数量；（3）由于锯床的工作环境，铝屑堆积在从动轮上造成齿轮跳齿，引起误差。为了减少误差，我们决定采用激光测距仪来测量，避免中间环节所造成的误差。

 

经过测量范围、测量精度性、使用环境等一系列对比后采用激光测距仪DLS-C15代替编码器，以测量精密锯移动的空间距离。激光测距仪的信号可与PLC匹配，重新建立数学模型进行运算，优化PLC控制程序。

 

DLS-C15是一种功能强大的测距设备。它的测距原理是测量光往返目标所需时间，然后通过光速和大气折射系数计算出距离，它被集成用于各种工业用途。通过一束激光反射，使得精确、无接触式长距离测距成为可能。在本次改造中激光测距仪安装在工作台外侧的平台上，反射基板安装在精密锯基座的初始端。

 

 

以需要锯切成两垛的板片为例，板材吊进待锯区时，锯床停止纵向物理零位，手动使锯床行走到位置1，锯掉料头，以位置1作为虚拟零位，选择自动方式，此时PLC程序中激光测距仪当前值为当前激光测距仪到纵向物理零位的距离，生产工输入纵向设定长度（0～12000，即12m的范围内），并将锯头旋转至纵切位后，点击“纵向自动进给”按钮，锯床纵向开始行走，纵向实际测量值开始增加，PLC中把新的当前值与上次当前值相减，得实际测量值即锯床纵向实际行走的距离，当实际测量值等于设定值时（位置2处），纵向停止行走，锯头落下进行锯切，完成后纵向设定长度被置零，同时锯头上升，完成一个工作周期。如果此时继续选择自动，则自动返回纵向物理零位，而选择手动后不返回零位，再次选择自动时，则在位置2处（以此为虚拟零位）继续下一周期的工作。在整个工作周期中可以随时选择手动，这时生产工可以根据实际显示数据进行操作。 

 

 

在厚板精密锯上采用激光测距仪的优势体现在以下几个方面：

（1）控制精度达到0.1mm，避免板片因尺寸误差过大而产生的报废，大幅提高了成品率，切实满足了军工产品的高标准要求。

（2）由于精度的提高，避免了生产人员在生产过程多次调节锯床纵向位置的情况，只需一次复尺即可，大大降低了生产人员的劳动强度，节约了时间，生产效率明显提高了。

 

 

实践证明，激光测距仪在1#厚板精密锯上的运用是可靠的、成功的，不仅解决了生产中的实际问题，提高了生产效率，而且为电气技术人员运用新技术解决生产中的实际问题提供了参考和依据。






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