ICS17.040.30CCSN53LaserthicknessmeasurementsystemdesignspecificIT/QGCML4749—2024前言 2規范性引用文件 3術語和定義 4系統構成 5設計原則 6設計要求 27設計內容 28系統功能 39安全要求 4T/QGCML4749—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由鈦瑪科（北京）工業科技有限公司提出。本文件由全國城市工業品貿易中心聯合會歸口。本文件起草單位：鈦瑪科（北京）工業科技有限公司、鈦瑪科（江蘇）工業科技有限公司、北京深點視覺科技有限公司、北京偉伯康智能科技有限公司、廣東捷盟智能裝備股份有限公司、深圳市大族貝瑞裝備有限公司、欣旺達動力科技股份有限公司、蜂巢能源科技股份有限公司。本文件主要起草人：楊牧、李維能、曹精忠、李建福、王宇、焦軍峰、周樹清、雷晶晶、王海權。1T/QGCML4749—2024激光測厚系統設計規范本文件規定了激光測厚系統設計規范的系統構成、設計原則、設計要求、設計內容、系統功能、安全要求。本文件適用于測量范圍為0.01mm～4.00mm的激光測厚系統的設計。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T4208—2017外殼防護等級(IP代碼)GB4793.1測量、控制和實驗室用電氣設備的安全要求第1部分：通用要求GB7247.1激光產品的安全第1部分：設備分類、要求GB/T10320激光設備和設施的電氣安全GB/T17626.2—2018電磁兼容試驗和測量技術靜電放電抗擾度試驗GB/T17626.3—2016電磁兼容試驗和測量技術射頻電磁場輻射抗擾度試驗3術語和定義本文件沒有需要界定的術語和定義。4系統構成激光測厚系統應由檢測單元、采集單元、裝置平臺、控制單元、分析處理單元、輸出單元、追溯單元、接口單元幾部分組成，具體包括：a)檢測單元根據三角反射或平面激光等原理，測得待測物體的表面位置數據；b)采集單元的功能是采集傳感器輸出的模擬信號、數字信號等數據；c)裝置平臺是提供檢測單元等部件的定位和運動支持部件；d)控制單元的功能是控制檢測單元的空間位置，使檢測單元移動或定位，掃描待檢部位；e)分析處理單元對采集到的數據進行濾波，將離散點坐標轉換到統一的坐標系中，形成被測物體的外輪廓，根據工藝指標及智能化分析，從輪廓數據中得到實測數據；f)輸出單元主要有顯示、記錄、動作三個功能：——顯示：顯示測得數據及圖形；——記錄：將測得數據存儲到長期存儲器中；——動作：根據工藝指標，判定測量結果、閉環控制等。g)追溯單元的功能是根據指定條件，追溯歷史數據；h)接口單元的功能是提供與外部系統交互數據的接口。5設計原則5.1機械裝置設計原則5.1.1系統結構形式、運行應穩定，測量精度范圍應可控，功能空間應滿足檢測要求。5.1.2系統應選擇溫度膨脹系數低且強度高的材質制造。5.1.3系統裝配精度應在設計要求范圍內。5.2電氣設計原則2T/QGCML4749—20245.2.1電路系統應穩定可靠，設計時應考慮冗余，做到寬輸入穩輸出。5.2.2高頻電路和低頻電路應分離，信號電路和其他線路應分離，輸入線路有隔離、濾波措施，傳輸線路有屏蔽措施。5.2.3檢測單元的檢測性能、處理單元的處理能力及動作單元的響應速度，均應符合使用要求且有5.3其他原則5.3.1動作、電氣元件應設計防護措施，防止對人身和設備造成損傷。5.3.2激光等級大于等于Class3時，應設計防直視裝置或佩戴護目裝置。5.3.3系統應操作方便，邏輯清晰簡單。6設計要求系統的技術參數應符合表1的規定。表1技術參數7設計內容7.1機械裝置7.1.1支撐平臺宜采用鋼架或大理石為材質制作支撐平臺。7.1.2動力機構配有運動部件的激光測厚系統，動力機構宜優先選用伺服、步進驅動系統。7.1.3運動部件系統的運動部件設計應結構牢固、重量輕、可防護、運行穩定、顏色顯著。7.1.4傳動機構根據系統需要，傳動機構宜優先采用絲杠傳動或鋼絲同步帶傳動。7.1.5外殼和防護系統外殼設計應考慮使用場景對防水防塵的要求，此外還應考慮空間位置及裝配維修的便捷性。7.2電氣裝置7.2.1檢測單元測量精度、測量范圍、采樣頻率等指標應滿足檢測要求。7.2.2采集單元應根據采集速率、傳輸速率、同步性、實時性要求選擇合適的采集單元。7.2.3控制單元3T/QGCML4749—2024根據外設類型、IO數量、傳輸速率、控制實時性要求選擇合適的控制單元核心控制器。7.2.4分析處理單元應根據測量系統的計算性能、外部接口數量和類型，選擇合適的計算機作為分析處理單元。7.3軟件根據系統功能設計檢測軟件，應滿足系統具備的各項功能。8系統功能8.1測量系統校準功能8.1.1應設計手動和自動校準功能，提供鎢鋼片材質標準件。8.1.2應設計周期性自動溫度漂移修正功能，減少溫度漂移帶來的影響。8.1.3掃描行程校準，校正設備在掃描行程范圍內的誤差。8.2工藝指標或配方輸入提供操作者輸入工藝標準參數功能，包括待測物名稱、規格、標準厚度、厚度公差等信息。8.3測量運行結果顯示8.3.1系統應設置啟動測量按鈕，啟動測量時，設備自動先進行校準，再掃描被測物。8.3.2被測物厚度數據檢出后，應先進行坐標轉換，再進行必要的濾波處理。8.3.3根據工藝指標中定義的方法計算被測物厚度，并在界面上顯示數據和曲線等信息。8.4數據存儲和歷史數據追溯8.4.1系統應提供根據被測物名稱、規格、檢測時間、卷號、厚度范圍等條件檢索歷史數據功能。8.4.2系統應提供對歷史數據分析統計，生成報表的功能，報表中應包含SPC（CP、CPK）等指標計算。8.4.3數據報表應提供導出為電子表格文件的功能。8.5系統參數設置功能8.5.1系統的相關參數應可調節，如掃描速度、掃描寬度、分區數量等。8.5.2系統參數設置功能必須有權限管控。8.6操作權限管控系統應提供設置用戶權限和權限分組的功能，應分為至少三級權限管控。8.7其他功能系統宜具有以下功能：a)連續在線非接觸測量功能（橫向、縱向數據圖顯示，多時段同時顯示，對比）；b)自動校驗功能，減少由于衰減帶來的測量誤差；c)實時顯示厚度在橫向、縱向變化趨勢；d)直觀人性化的軟件操作界面；e)邊緣厚度測量（自動識別涂層及材料邊緣位置）；f)通訊接口數據（以太網、USB、RS232、RS485數據通信協議與通訊接口）；g)預留數據接口，支持上位機對數據讀??；h)可與輥壓機控制系統通訊；i)縱向閉環數據功能（提供實時偏差數據，以作為閉環控制系統數據支持）；j)UPS斷電保護功能，保護因突然斷電造成的數據丟失；k)超限告警功能（超出設定上下限后進行告警）；l)數據統計及報表（提供Excel表格數據，可提供數據接口以作MES系統數據支持）；m)SPC控制圖功能；4T/QGCML4749—2024n)min、max、CPK、均值等統計功能；o)自動生成excel報表；p)中英文雙語菜單。9安全要求9.1