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木材机械加工表面粗糙度激光在线检测系统浅析

导读: 检测系统的硬件结构如图1所示。它由PC计算机、模数转换板(A/D板)、激光传感器、CNC木材机械加工装置等组成。

  作为评定木材机械加工质量的重要指标,木材表面的粗糙度的好坏同时还直接影响着后面工序的加工,如砂光质量、表面涂饰质量和胶合质量等等。与此同时,涂料、胶料等材料的消耗以及工件加工余量的大小也受到了直接影响。

  但是,如果能在木材加工过程中对材料表面粗糙度采用在线监测和监控的方式,就可以对于加工状态进行及时的调整,就可以提高产品的加工质量,节约原材料的消耗,降低生产成本,从而提高木材产品的利用价值。

  木材表面粗糙度的非接触式在线测量方法一直是国际上木材机械加工自动化领域的研究热点。本文介绍了一种采用计算机控制的位移传感器在线检测木材表面粗糙度的新的测量系统。该系统具有检测速度快、精度高及性能稳定等特点。

  1、硬件结构及原理

  检测系统的硬件结构如图1所示。它由PC计算机、模数转换板(A/D板)、激光传感器、CNC木材机械加工装置等组成。当进行木材试件的表面粗糙度在线检测时,首先在卡具上把被加工工件固定好,然后通过编程控制CNC加工中心按给定切削量和进给速度进行铣削加工,同时启动计算机控制激光传感器对试件进行表面粗糙度的在线测量、数据转换和计算、存储及数据显示。

  模数转换板型号为DAQ1202,它的信号最大输入范围为±10V,增益分别为1、2、4、8四个档,对应的信号输入范围是±10V、±5V、±2.5V和±1.25V。A/D转换器为12位,满量程为±2048;最大采样速率400kHz,即采样周期为2.5μs。

  激光传感器测量系统采用的是日本KEYENCE公司生产的LC-2400系列超高精度激光位移传感器,激光头选用的是专用于检测低反射率物体的LC-2450型激光头。该装置的分辨率为0.1μm、线性度为±0.05,输出0~5V直流电压信号。