激光位移傳感器利用三角形測(cè)量法，發(fā)射一束激光至片材表面，利用CCD感應(yīng)接受反光點(diǎn)偏移位置即可測(cè)量出片材的垂直高度。

工作范圍

a)本設(shè)備前序：輥壓機(jī)

b)本設(shè)備后序：輥壓后收卷

c)本設(shè)備用于：輥壓后極片的厚度測(cè)量

用于鋰電池輥壓后極片的厚度測(cè)量。

1、 測(cè)厚原理：測(cè)厚模塊由兩個(gè)激光位移傳感器上下對(duì)射的方式組成的，上下的兩個(gè)傳感器分別測(cè)量被測(cè)體上表面的位置和下表面的位置，通過計(jì)算得到被測(cè)體的厚度。激光測(cè)厚儀的優(yōu)點(diǎn)在于它采用的是非接觸的測(cè)量，相對(duì)接觸式測(cè)厚儀更精準(zhǔn)，不會(huì)因?yàn)槟p而損失精度。

如下圖：極片厚度C=L-A-B。

各部分組成：

1、機(jī)械系統(tǒng)

機(jī)械系統(tǒng)主要包括機(jī)架、激光測(cè)頭自校裝置、涂膜箔片傳送裝置和涂膜測(cè)厚機(jī)構(gòu)四個(gè)部分。涂膜傳送裝置負(fù)責(zé)傳送成卷的箔片，實(shí)現(xiàn)箔片的卷材收料。

涂膜測(cè)厚機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)完成激光傳感器測(cè)頭對(duì)箔片厚度的來回掃描測(cè)量。激光測(cè)頭自校準(zhǔn)裝置通過對(duì)固定的兩塊標(biāo)準(zhǔn)兩塊的測(cè)量，調(diào)整傳感器測(cè)頭到適當(dāng)位置，確定基準(zhǔn)面從而實(shí)現(xiàn)自校準(zhǔn)。

2、測(cè)控系統(tǒng)

測(cè)控系統(tǒng)的硬件按功能科分為測(cè)厚系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)兩大部分。

測(cè)厚系統(tǒng)部分：

主要完成對(duì)測(cè)量信號(hào)的采集、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果的顯示和儲(chǔ)存等。傳感器控制器采集測(cè)量信號(hào)得到上下激光測(cè)頭與被測(cè)物上下表面的距離，書記傳輸至工控機(jī)。工控機(jī)完成數(shù)據(jù)處理得到最終的厚度值、進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)。

運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)：

通過運(yùn)動(dòng)控制卡控制工作過程。運(yùn)動(dòng)控制卡接收工控機(jī)及光電開關(guān)、限位開關(guān)發(fā)出信號(hào)，通過控制電機(jī)來實(shí)現(xiàn)C型架的來回運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到來回掃描測(cè)量的目的。

設(shè)備技術(shù)參數(shù)、技術(shù)要求：

1、檢測(cè)類型：

連續(xù)涂布冷軋、間隙涂布冷軋、條紋涂布冷軋。

2、適應(yīng)檢測(cè)寬度：

極片寬度：≤600毫米（按照實(shí)際料寬定制））

3、測(cè)量方式：

在線非接觸測(cè)量，C型架帶動(dòng)激光傳感器，在垂直于走帶方向往復(fù)掃描，掃描速度0-25m/min連續(xù)可調(diào)。

4、測(cè)量參數(shù)：

4.1整機(jī)參數(shù)指標(biāo)

（1）感應(yīng)器重復(fù)精度：0.02μm；

（2）測(cè)量范圍：基準(zhǔn)位±3mm；(正常張力下極片抖動(dòng)范圍在±3mm內(nèi)，測(cè)量值造成的波動(dòng)不超過極片真實(shí)極片厚度的±1‰，說明：傳感器在±3mm的檢測(cè)范圍內(nèi)，線性度為±0.2‰)

（3）測(cè)量精度：≤±1μm；

（4）介質(zhì)類型：激光

（5）測(cè)量原理：三角測(cè)距求差

（6）適合產(chǎn)品：陰極極片、陽極極片、鋁箔

（7）直接測(cè)量指標(biāo)：厚度

（8）放射性防護(hù)指標(biāo)：無放射性

（9）托輥寬度：600mm(根據(jù)材料寬度定制）

（10）被測(cè)材料厚度：≤1mm；

（11）設(shè)備重量：800±50kg；

（12）原始數(shù)據(jù)采用頻率：50KHZ；

（13）激光探頭掃描速度連續(xù)可調(diào)，為單趟3.5S。

（14）定位精度：±0.01mm

（15）重復(fù)精度：±0.4μm

（16）重復(fù)性：在不同位置測(cè)量同一個(gè)極片的同一位置，所得到的厚度均值極差小于±0.2μm。極片橫向厚度趨勢(shì)與設(shè)備測(cè)量趨勢(shì)保持一致；說明：滑塊和絲杠均采用THK P級(jí)精度，采用大理石機(jī)架防震裝置保障重復(fù)性，橫向掃描過程中。系統(tǒng)采用的定點(diǎn)采集數(shù)據(jù)，橫向位置由高精度編碼器實(shí)時(shí)反饋，以保證橫向趨勢(shì)與設(shè)備測(cè)量趨勢(shì)性一致）

（17）掃描速度：0-300mm/s;可調(diào)（可根據(jù)客戶需求定制）

（18）掃描幅寬：0-650mm（根據(jù)客戶掃描幅寬定制C型架）

（19）測(cè)量穩(wěn)定性：12H內(nèi)3σ≤±0.4μm（此數(shù)據(jù)有實(shí)時(shí)校準(zhǔn)機(jī)制保證、掃描4個(gè)周期做一次自動(dòng)校準(zhǔn)周期可調(diào)、以保證測(cè)量穩(wěn)定性。系統(tǒng)采用0級(jí)矯正量塊，未避免矯正塊本身厚度偏差，每次矯正以矯正塊的固定點(diǎn)進(jìn)行矯正。）

（20）測(cè)量有限幅寬：設(shè)備測(cè)量過程中能夠有效測(cè)量到敷料邊緣的距離≤3mm

（在有效行程內(nèi)可任意設(shè)定固定掃描分為固定掃描，箔材厚度會(huì)保存，但在做平均值是不做處理，界面顯示測(cè)量厚度錐飾圖。）

（21）厚度均值的極差：≤0.4μm（傳感器采樣率為20萬次每秒，系統(tǒng)有高速濾波器剔除采集到數(shù)據(jù)中的突變數(shù)據(jù)，再由1024組采集數(shù)據(jù)做一次平均處理）

（22）可實(shí)現(xiàn)連續(xù)掃描和間隙掃描；（系統(tǒng)啟動(dòng)設(shè)置連續(xù)掃描或間隙掃描，間隙掃描中極片極耳處箔材數(shù)據(jù)不處理）

（23）可實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)測(cè)量方式（系統(tǒng)通過定點(diǎn)采集數(shù)據(jù)可停在某點(diǎn)做極片動(dòng)態(tài)縱向測(cè)量或極片靜態(tài)測(cè)量）

（24）隔震設(shè)計(jì)：設(shè)備通過橡膠墊進(jìn)行隔震和設(shè)備浮動(dòng)滾裝置；通過隔震設(shè)計(jì)，測(cè)厚設(shè)備盡量隔離了2個(gè)震源：（1）地基傳遞過來的振動(dòng)（2）由于極片張力波動(dòng)導(dǎo)致機(jī)架晃動(dòng)引起的振動(dòng)。

4.2位移傳感器參數(shù)

（1）位移傳感器分辨率：0.02μm；

（2）品牌：日本基恩士 Keyence；

（3）傳感器工作方式：漫反射；

（4）線性度：0.02%*全量程；

（5）量程范圍：±3mm；

（6）采樣頻率：50KHZ；

（7）環(huán)境相對(duì)濕度：20-85%，無結(jié)露；

（8）工作溫度要求：0-50℃；

（9）測(cè)量光斑尺寸：25μm×1400μm;

（10）工作波長(zhǎng)：650nm。

5、系統(tǒng)硬件性能：

（1）高精度天然石材C型架，確保對(duì)位準(zhǔn)確。

可測(cè)量極片寬度：1050mm（按照實(shí)際料寬定制）；

大理石C架安裝激光探頭兩端面平面度誤差：≦50μm；

大理石C架安裝激光探頭兩端面和運(yùn)行導(dǎo)軌之間的垂直度誤差：≦50μm；

（2）采用伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)保證精準(zhǔn)掃描。

1、導(dǎo)軌及絲桿組件精度等級(jí)：精密級(jí)；

2、兩側(cè)導(dǎo)軌之間的平面度和平行度偏差≦0.02mm；

3、傳動(dòng)電機(jī)：伺服電機(jī)；

4、定位精度：誤差≦0.1mm。

（3）穩(wěn)定的機(jī)器底座和導(dǎo)軌保證運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)期平穩(wěn)。

（4）國(guó)外進(jìn)口的高精度激光厚度傳感器。

（5）自主研發(fā)的高速精密掃描數(shù)據(jù)處理平臺(tái)。

（6）電氣及控制柜

工控機(jī)

1、配置：雙核CPU、4G內(nèi)存、500G硬盤；

2、顯示器：20寸液晶顯示器。

電控系統(tǒng)

1、智能伺服電機(jī)運(yùn)行控制卡；

2、中國(guó)臺(tái)灣明偉開關(guān)電源；

3、隔離電源（選配）

6、測(cè)量系統(tǒng)軟件性能：

（1）軟件具有掃描有效數(shù)據(jù)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)功能和有效掃描區(qū)域自動(dòng)識(shí)別功能。在基材或涂層橫向位置發(fā)生變化或出現(xiàn)任何偏差時(shí)，系統(tǒng)無須人工干預(yù)，能自動(dòng)識(shí)別有效的涂層區(qū)域并計(jì)算有效涂層厚度數(shù)據(jù)（該功能可通過選項(xiàng)來擇是否進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別）；留白區(qū)、異常區(qū)數(shù)據(jù)過濾功能，消除異常區(qū)影響。

（2）具有基值厚度計(jì)算、顯示功能；

（3）軟件具備噪聲過濾功能，提高信噪比，濾除電路干擾噪聲。

（4）橫向數(shù)據(jù)分區(qū)顯示，橫向分區(qū)數(shù)：30個(gè)（可設(shè)置）。

（5）多橫幅圖中，顯示去掉異常點(diǎn)后橫幅圖，使橫幅涂布厚度顯示更直觀；

（6）品種切換時(shí)，具有按當(dāng)前實(shí)際測(cè)量值自動(dòng)計(jì)算出靈敏度K值功能。

（7） 實(shí)時(shí)顯示極片測(cè)量值，及厚度曲線圖，縱向圖，橫幅柱狀圖，批次合成橫幅圖。

（8）提供可靠的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通信協(xié)議；

（9）生產(chǎn)每卷物料錄入物料編號(hào)、操作員工號(hào)等信息。

（10）2層用戶管理，操作員和管理員賬號(hào)。

（11）每個(gè)批次下棍時(shí)可生成批次報(bào)表內(nèi)含，平均值，，最小值，整個(gè)批次縱向圖，批次合成橫幅圖，可記錄批次長(zhǎng)度。

（12）軟件帶有自動(dòng)校正功能，可定時(shí)自動(dòng)進(jìn)行校正，以保證測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)穩(wěn)定不會(huì)因環(huán)境因素影響測(cè)量。

（13）穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)處理與備份機(jī)制, 具備原始數(shù)據(jù)查看及存儲(chǔ)功能.

（14）根據(jù)當(dāng)前厚度的檢測(cè)數(shù)據(jù)，通過冷軋?jiān)O(shè)備通訊或直接輸出信號(hào)控制輥壓設(shè)備，系統(tǒng)自帶PID單回路預(yù)估大閉環(huán)控制算法，可以多種方式進(jìn)行厚度的閉環(huán)控制（具體控制方式需和輥壓設(shè)備廠協(xié)商）；

（15）檢測(cè)數(shù)據(jù)可以按EXCEL格式導(dǎo)出分析；

（16）具備遠(yuǎn)程技術(shù)支持功能

（17）校準(zhǔn)機(jī)制

1、具備實(shí)時(shí)校正功能，消除以消除因環(huán)境因素造成的測(cè)量變化。

2、采用兩點(diǎn)標(biāo)樣機(jī)制，進(jìn)行標(biāo)定測(cè)量，標(biāo)樣片規(guī)格根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要配比為:50um到1000um選其中與生產(chǎn)規(guī)格相近兩種。