光伏铝型材缺口在线检测方法

1.一种光伏铝型材缺口在线检测方法，其特征在于包括如下步骤：
1）构建检测系统：
在铝型材传送带上安装起始光电开关和缺口检测光电开关，并将所述起始光电开关和缺口检测光电开关与单片机连接；
当铝型材工件处于检测区域时，所述起始光电开关位于铝型材工件的下方，与铝型材工件的下表面垂直，所述缺口检测光电开关位于铝型材工件的缺口水平位置上方，同时与铝型材工件的侧表面垂直；
2）铝型材工件快速经过铝型材传送带上的检测区域，先后触发所述起始光电开关和缺口检测光电开关，所述起始光电开关和缺口检测光电开关分别把接收到的光信号转变成为电信号波形；
2.1）起始光电开关检测铝型材工件的到来和结束：
当铝型材工件经过起始光电开关时，所述起始光电开关出现上升沿；当铝型材工件移出检测区时，再次触发起始光电开关，所述起始光电开关出现下降沿；
2.2）缺口检测光电开关检测铝型材缺口的大小：
当铝型材工件一侧的缺口经过缺口检测光电开关时，所述缺口检测光电开关出现上升沿；当铝型材工件另一侧的缺口移出检测区时，再次触发缺口检测光电开关，所述缺口检测光电开关出现下降沿；
3）单片机对检测信号进行处理判断：
单片机对起始光电开关和缺口检测光电开关采集的波形进行处理，结合传送带带动工件运动的速度，计算得到工件的缺口大小，判断铝型材是否合格，具体步骤如下：
首先检测一个具有标准缺口的铝型材工件，当起始光电开关信号波形的上跳沿来临时，触发单片机中断，单片机开始发脉冲、计脉冲，当缺口检测光电开关信号波形的上跳沿来临时，给单片机中断，停止计数，并读计数值N，将N设为标准值，则缺口标准尺寸为L=N*T*V，其中T为计数时间，V为工件运动速度；根据精度要求，确定缺口尺寸的允许误差范围为L1至L2，进一步确定合格铝型材工件波形的脉冲计数范围为N1至N2，且N1随后，检测后续的各个铝型材工件，当检测到的计数值n在允许范围内，即N1N2时，判断该工件为不合格。
2.根据权利要求1所述光伏铝型材缺口在线检测方法，其特征在于：当铝型材工件处于检测区域时，所述起始光电开关与铝型材工件的下表面距离为10mm。
3.根据权利要求1所述光伏铝型材缺口在线检测方法，其特征在于：当铝型材工件处于检测区域时，所述缺口检测光电开关与铝型材工件的侧表面的距离为10mm。

光伏铝型材缺口在线检测方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及在线检测技术领域，尤其涉及利用光电开关对应用于光伏发电系统的铝型材缺口的尺寸大小是否符合标准进行自动检测的方法。\n背景技术\n[0002] 铝型材是光伏发电系统中大量采用的结构件，随着光伏系统的发展，光伏铝型材的需要量越来越大。铝型材的两端要开设一定尺寸的缺口，才能符合装配要求。在光伏发电系统的车间现场，需要对铝型材的缺口尺寸进行在线检测。目前国内大多数光伏发电企业对铝型材的检测还是采用人工观察，在铝型材传送带旁设若干工人进行目测和处理，按照铝型材的缺口尺寸大小将铝型材工件分为合格品和不合格品。\n[0003] 人工检测存在的缺点主要有：车间现场灰尘多、噪声大，工人检测工作环境恶劣；\n正常人眼长时间不间断观测运动物体会产生眼花、眼胀等不适，检测人员无法长时间不间断工作，容易发生漏检、错检现象；对于尺寸精度的检测，人眼很难准确判断，误差大，无法保证检测质量；人工观测的速度有限，对生产效率有极大限制。\n发明内容\n[0004] 本发明的目的在于提供一种光伏铝型材缺口在线检测方法，达到既保证产品质量，又减少人力劳动，提高生产率、降低成本的目的。本发明通过选择合适的检测方法，根据不同铝型材研究基于机电控制技术的在线检测系统，研究包括对缺口的检测，实现铝型材的快速在线检测，为铝加工产业的自动化生产提供支撑。\n[0005] 本发明的技术方案如下：\n[0006] 一种光伏铝型材缺口在线检测方法，包括如下步骤：\n[0007] 1）构建检测系统：\n[0008] 在铝型材传送带上安装起始光电开关和缺口检测光电开关，并将所述起始光电开关和缺口检测光电开关与单片机连接；\n[0009] 2）铝型材工件快速经过铝型材传送带上的检测区域，先后触发所述起始光电开关和缺口检测光电开关，所述起始光电开关和缺口检测光电开关分别把接收到的光信号转变成为电信号波形；\n[0010] 2.1）起始光电开关检测铝型材工件的到来和结束：\n[0011] 当铝型材工件经过起始光电开关时，所述起始光电开关出现上升沿；当铝型材工件移出检测区时，再次触发起始光电开关，所述起始光电开关出现下降沿；\n[0012] 2.2）缺口检测光电开关检测铝型材缺口的大小：\n[0013] 当铝型材工件一侧的缺口经过缺口检测光电开关时，所述缺口检测光电开关出现上升沿；当铝型材工件另一侧的缺口移出检测区时，再次触发缺口检测光电开关，所述缺口检测光电开关出现下降沿；\n[0014] 3）单片机对检测信号进行处理判断：\n[0015] 单片机对起始光电开关和缺口检测光电开关采集的波形进行处理，结合传送带带动工件运动的速度，计算得到工件的缺口大小，判断铝型材是否合格，具体步骤如下：\n[0016] 首先检测一个具有标准缺口的铝型材工件，当起始光电开关信号波形的上跳沿来临时，触发单片机中断，单片机开始发脉冲、计脉冲，当缺口检测光电开关信号波形的上跳沿来临时，给单片机中断，停止计数，并读计数值N，将N设为标准值，则缺口标准尺寸为L=N*T*V，其中T为计数时间，V为工件运动速度；根据精度要求，确定缺口尺寸的允许误差范围（L1，L2），进一步确定合格铝型材工件波形的脉冲计数范围为（N1，N2），且N1N2时，判断该工件为不合格。\n[0017] 所述起始光电开关的安装位置如下：当铝型材工件处于检测区域时，所述起始光电开关位于铝型材工件的下方，与铝型材工件的下表面垂直，与铝型材工件的下表面距离为10mm。\n[0018] 所述缺口检测光电开关的安装位置如下：当铝型材工件处于检测区域时，所述缺口检测光电开关位于铝型材工件的缺口水平位置上方，同时与铝型材工件的侧表面垂直，与铝型材工件的侧表面的距离为10mm。\n[0019] 本发明的有益技术效果是：\n[0020] 一、本发明将光电开关固定于铝型材传送带上，实现无接触检测，通过光电开关来检测输出电平，并与标准波形进行比较来确定工件上是否存在缺口，以及缺口的尺寸大小是否符合标准，进而达到检测铝型材是否合格的目的。\n[0021] 二、本发明采用光电开关作为检测元件的检测方法，安装方式简单，检测方法可靠，比起目前其它的现有检测方式，更加可靠、便捷。\n[0022] 三、本发明采用单片机对光电开关采集的波形信息进行处理、比较，实现对铝型材缺口在运动情况下的有效检测，具有检测装置简单紧凑、检测方法简单可靠等特点。\n[0023] 四、本发明提高了铝型材检测的效率和准确性，降低因人工观察导致的漏检、错检现象，解决了制约快速在线检测发展的关键难题，有助于实现全自动化生产铝型材，从铝型材的加工到检测完全依靠机器来完成，提高企业自动化水平。\n附图说明\n[0024] 图1是起始光电开关和缺口检测光电开关的安装位置图。\n[0025] 图2是检测波形示意图。\n具体实施方式\n[0026] 下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。\n[0027] 首先，构建如图1所示的在线检测系统。在铝型材传送带上安装起始光电开关1和缺口检测光电开关2，并将起始光电开关1和缺口检测光电开关2与以单片机5为核心的电控系统连接。\n[0028] 如图1所示，起始光电开关1和缺口检测光电开关2的安装位置分别为：当铝型材工件3处于检测区域时，起始光电开关1安装于铝型材工件3的下表面3a下方，且与铝型材工件3的下表面3a垂直，起始光电开关1与铝型材工件3的下表面3a的距离为10mm，该距离也可按照光电开关的设计要求进行调整。\n[0029] 缺口检测光电开关2安装于铝型材工件3的缺口水平位置略高处（工件两端斜边是45°切的），同时与铝型材工件3的侧表面3b垂直，缺口检测光电开关2与铝型材工件3的侧表面3b的距离为10mm，该距离也可按照光电开关的设计要求进行调整。\n[0030] 当上述两个光电开关按照图1的位置安装好且处于工作状态，即可对每个经过的铝型材工件3进行检测。具体来说，一个工件的检测步骤为：铝型材工件3进入检测区域时，铝型材工件3的下表面3a先触发起始光电开关1，起始光电开关1从低电平变为高电平；之后铝型材工件3的缺口4a会触发缺口检测光电开关2，使其从低电平变为高电平；当铝型材工件3要离开检测区域时，铝型材工件3的缺口4b先离开缺口检测光电开关2，使缺口检测光电开关2从高电平变为低电平，然后铝型材工件3的下表面3a离开起始光电开关\n1，使起始光电开关1从高电平变为低电平，至此一个工件检测完毕。\n[0031] 按照上述检测方式，先选择一个具有标准缺口的铝型材工件进行标定。该具有标准缺口的铝型材工件的波形如图3所示，其中波形1为起始光电开关的信号，波形2为标准的缺口检测光电开关的信号。波形1的上跳沿触发单片机中断，单片机开始发脉冲、计脉冲，当波形2的上跳沿来临时，给单片机中断，停止计数，并读计数值N，将N设为标准值，则缺口标准尺寸为L=N*T*V，其中T为计数时间，V为工件运动速度（本实施例中V=300mm/s）。\n根据检测精度的要求，确定一个缺口尺寸的允许误差范围（L1，L2），L1N2时，判断该工件为不合格。图3分别示出了合格工件及不合格工件的波形，其中波形3为合格工件的波形，波形4为不合格工件的波形。\n[0033] 因此，本发明只要确定了脉冲数n，就确定了工件的缺口长度l。即只要判断脉冲数n是否在允许范围（N1，N2）之内，就相当于判断出了工件缺口是否在允许误差范围（L1，L2）之内。\n[0034] 以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的基本构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。