[发明专利]一种基于激光测距仪的纸卷幅宽自动测量方法

说明书

本发明公开了一种基于激光测距仪的纸卷幅宽自动测量系统和方法，包括第一激光测距仪，第二激光测距仪，工控机及自动测量软件。激光测距仪实时将测量距离信息通过串口线以报文形式传送至工控机，工控机接收激光测距仪的实时测量数据并转发给自动测量软件。自动测量软件接收到实时测量值，并结合计算好的固定参数，依据几何公式：W=D‑(X*COSα+Y*COSβ)，实时计算纸卷幅宽值。本发明利用高精度的激光测距仪，使测量精度达到毫米级。同时提供一种固定参数的计算、校准和调整的方法，确保自动测量时所使用的固定参数的正确性，提高了纸卷幅宽测量的精度。

技术领域

本发明是一种基于激光测距仪的纸卷幅宽自动测量方法，尤其是纸卷输送过程中的幅宽测量，适用于造纸行业。

背景技术

复卷机，是一种用于纸类、云母带、薄膜的专用设备，其用途是将造纸机生产出来的纸卷(称为原纸卷)进行依次复卷，纸张经过复卷后做成成品纸入库。在入库之前需要采集纸卷的各项指标信息，包括纸卷测量幅宽。传统的人工测量和其他接触式测量方式，存在效率低、人工成本高、不适用于自动输送状态中的纸卷等问题。

一种造纸行业应用比较广泛的工作方式，是利用物理公式“距离＝时间×速度”的方式。此种工作方式要求被测物体的运动速度保持匀速。在实际应用中，经常由于输送设备的功率不稳定，编码器的误差等原因，造成测量值与实际值误差过大，达不到误差小于5毫米的精度要求。比如中国专利CN206208206U“一种非接触式卷材宽度检测装置”就是利用编码器测速的原理。

发明内容

为了实现纸卷幅宽的自动测量并解决测量精度达不到精度要求的问题，本发明提供一种基于激光测距仪的纸卷幅宽自动测量方法。安装在纸卷输送方向一前一后的激光测距仪(与水平方向夹角在0度和90度之间、精度为毫米)，可以自动获取激光发射点到纸卷端面的距离(令距离为X、Y)，通过几何公式W＝D-(X*COSα+Y*COSβ)并结合计算出的固定参数值D、COSα、COSβ可以自动精确测量出纸卷幅宽。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于激光测距仪的纸卷幅宽自动测量系统，包括第一激光测距仪，第二激光测距仪，工控机和自动测量软件。所述激光测距仪，用于实时将测量距离信息以报文形式通过串口线传送至所述工控机。安装位置可根据现场情况灵活调整，但必须安装在纸卷输送方向的一前一后，且要保证安装完成之后激光点能照射到纸卷的端面且不经过纸芯管。

所述工控机，用于接收所述激光测距仪的实时测量数据并运行所述自动测量软件。工控机提供串行接口，通过串口线连接至激光测距仪实时采集数据。

所述自动测量软件，用于固定参数计算、校准和调整，测量值实时显示。自动测量软件通过监控工控机串行接口，实时获取激光测距仪测量数据。获取测量数据后，根据固定参数自动实时计算并显示出纸卷幅宽。

一种基于激光测距仪的纸卷幅宽自动测量方法，基于几何公式W＝D-(X*COSα+Y*COSβ)(式1)，W为纸卷测量幅宽值，D为两个激光测距仪间水平投影面上的距离，X为纸卷后方激光测距仪的读数，Y为纸卷前方激光测距仪的读数，α为纸卷后方激光测距仪与水平投影面上的倾斜角，β为纸卷前方激光测距仪与水平投影面上的倾斜角。其中X、Y可以通过激光测距仪读数自动精确获取，而固定参数D、COSα、COSβ需手动测量，但手动测量无法保证精确度。故此方法分为两个阶段：精确计算固定参数D、COSα、COSβ，实时测量和显示纸卷幅宽，包含以下步骤：

步骤1：固定参数D、COSα、COSβ在激光测距仪安装，化简公式为W＝D-(X*K*COSβ+Y*COSβ)。由于固定参数D、COSα、COSβ在激光测距仪安装完成之后，都具有确定性和唯一性，所以角度比K＝COSα/COSβ也是固定值，故所述式1可以简化为W＝D-(X*K*COSβ+Y*COSβ)。