[發明專利]一種基于激光測距儀的紙卷幅寬自動測量方法

有效

• 申請號: 201910714643.5
• 申請日: 2019-08-04
• 公開（公告）號: CN110360937B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 曾俊鋼;趙潭;楊文;夏君
• 申請（專利權）人: 中輕長泰（長沙）智能科技股份有限公司
• 主分類號: G01B11/04
• 分類號: G01B11/04
• 代理公司: 長沙新裕知識產權代理有限公司 43210
• 代理人: 李由

本發明公開了一種基于激光測距儀的紙卷幅寬自動測量系統和方法，包括第一激光測距儀，第二激光測距儀，工控機及自動測量軟件。激光測距儀實時將測量距離信息通過串口線以報文形式傳送至工控機，工控機接收激光測距儀的實時測量數據并轉發給自動測量軟件。自動測量軟件接收到實時測量值，并結合計算好的固定參數，依據幾何公式：W=D?(X*COSα+Y*COSβ)，實時計算紙卷幅寬值。本發明利用高精度的激光測距儀，使測量精度達到毫米級。同時提供一種固定參數的計算、校準和調整的方法，確保自動測量時所使用的固定參數的正確性，提高了紙卷幅寬測量的精度。

技術領域

本發明是一種基于激光測距儀的紙卷幅寬自動測量方法，尤其是紙卷輸送過程中的幅寬測量，適用于造紙行業。

背景技術

復卷機，是一種用于紙類、云母帶、薄膜的專用設備，其用途是將造紙機生產出來的紙卷(稱為原紙卷)進行依次復卷，紙張經過復卷后做成成品紙入庫。在入庫之前需要采集紙卷的各項指標信息，包括紙卷測量幅寬。傳統的人工測量和其他接觸式測量方式，存在效率低、人工成本高、不適用于自動輸送狀態中的紙卷等問題。

一種造紙行業應用比較廣泛的工作方式，是利用物理公式“距離＝時間×速度”的方式。此種工作方式要求被測物體的運動速度保持勻速。在實際應用中，經常由于輸送設備的功率不穩定，編碼器的誤差等原因，造成測量值與實際值誤差過大，達不到誤差小于5毫米的精度要求。比如中國專利CN206208206U“一種非接觸式卷材寬度檢測裝置”就是利用編碼器測速的原理。

發明內容

為了實現紙卷幅寬的自動測量并解決測量精度達不到精度要求的問題，本發明提供一種基于激光測距儀的紙卷幅寬自動測量方法。安裝在紙卷輸送方向一前一后的激光測距儀(與水平方向夾角在0度和90度之間、精度為毫米)，可以自動獲取激光發射點到紙卷端面的距離(令距離為X、Y)，通過幾何公式W＝D-(X*COSα+Y*COSβ)并結合計算出的固定參數值D、COSα、COSβ可以自動精確測量出紙卷幅寬。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種基于激光測距儀的紙卷幅寬自動測量系統，包括第一激光測距儀，第二激光測距儀，工控機和自動測量軟件。所述激光測距儀，用于實時將測量距離信息以報文形式通過串口線傳送至所述工控機。安裝位置可根據現場情況靈活調整，但必須安裝在紙卷輸送方向的一前一后，且要保證安裝完成之后激光點能照射到紙卷的端面且不經過紙芯管。

所述工控機，用于接收所述激光測距儀的實時測量數據并運行所述自動測量軟件。工控機提供串行接口，通過串口線連接至激光測距儀實時采集數據。

所述自動測量軟件，用于固定參數計算、校準和調整，測量值實時顯示。自動測量軟件通過監控工控機串行接口，實時獲取激光測距儀測量數據。獲取測量數據后，根據固定參數自動實時計算并顯示出紙卷幅寬。

一種基于激光測距儀的紙卷幅寬自動測量方法，基于幾何公式W＝D-(X*COSα+Y*COSβ)(式1)，W為紙卷測量幅寬值，D為兩個激光測距儀間水平投影面上的距離，X為紙卷后方激光測距儀的讀數，Y為紙卷前方激光測距儀的讀數，α為紙卷后方激光測距儀與水平投影面上的傾斜角，β為紙卷前方激光測距儀與水平投影面上的傾斜角。其中X、Y可以通過激光測距儀讀數自動精確獲取，而固定參數D、COSα、COSβ需手動測量，但手動測量無法保證精確度。故此方法分為兩個階段：精確計算固定參數D、COSα、COSβ，實時測量和顯示紙卷幅寬，包含以下步驟：

步驟1：固定參數D、COSα、COSβ在激光測距儀安裝，化簡公式為W＝D-(X*K*COSβ+Y*COSβ)。由于固定參數D、COSα、COSβ在激光測距儀安裝完成之后，都具有確定性和唯一性，所以角度比K＝COSα/COSβ也是固定值，故所述式1可以簡化為W＝D-(X*K*COSβ+Y*COSβ)。