TQGCML 4749-2024 激光测厚系统设计规范

ICS17.040.30CCSN53团 体 标 准T/QGCML4749—2024激光测厚系统设计规范Laserthicknessmeasurementsystemdesignspecifications2024—10—08发布 2024—10—23实施全国城市工业品贸易中心联合会  发布T/QGCML4749T/QGCML4749—2024PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANII目 次前言 II范围 1规范性引用文件 1术语和定义 1系统构成 1设计原则 1设计要求 2设计内容 2系统功能 3安全要求 4前 言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由钛玛科（北京）工业科技有限公司提出。本文件由全国城市工业品贸易中心联合会归口。（北京（江苏本文件主要起草人：杨牧、李维能、曹精忠、李建福、王宇、焦军峰、周树清、雷晶晶、王海权。T/QGCML4749T/QGCML4749—2024PAGEPAGE1激光测厚系统设计规范范围本文件适用于测量范围为0.01mm～4.00mm的激光测厚系统的设计。规范性引用文件（包括所有的修改单适用于本文件。GB/T4208—2017 外壳防护等级(IP代码)GB4793.1 测量、控制和实验室用电气设备的安全要求 第1部分：通用要求GB7247.1 激光产品的安全 第1部分：设备分类、要求GB/T10320 激光设备和设施的电气安全GB/T17626.2—2018 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验GB/T17626.3—2016 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。系统构成检测单元根据三角反射或平面激光等原理，测得待测物体的表面位置数据；采集单元的功能是采集传感器输出的模拟信号、数字信号等数据；装置平台是提供检测单元等部件的定位和运动支持部件；控制单元的功能是控制检测单元的空间位置，使检测单元移动或定位，扫描待检部位；分析处理单元对采集到的数据进行滤波，将离散点坐标转换到统一的坐标系中，形成被测物体的外轮廓，根据工艺指标及智能化分析，从轮廓数据中得到实测数据；输出单元主要有显示、记录、动作三个功能：——显示：显示测得数据及图形；——记录：将测得数据存储到长期存储器中；——动作：根据工艺指标，判定测量结果、闭环控制等。追溯单元的功能是根据指定条件，追溯历史数据；接口单元的功能是提供与外部系统交互数据的接口。设计原则机械装置设计原则系统结构形式、运行应稳定，测量精度范围应可控，功能空间应满足检测要求。系统应选择温度膨胀系数低且强度高的材质制造。系统装配精度应在设计要求范围内。电气设计原则电路系统应稳定可靠，设计时应考虑冗余，做到宽输入稳输出。高频电路和低频电路应分离，信号电路和其他线路应分离，输入线路有隔离、滤波措施，传输线路有屏蔽措施。检测单元的检测性能、处理单元的处理能力及动作单元的响应速度，均应符合使用要求且有10％以上的冗余。其他原则动作、电气元件应设计防护措施，防止对人身和设备造成损伤。Class3系统应操作方便，逻辑清晰简单。设计要求系统的技术参数应符合表1的规定。表1 技术参数项目参数测量宽度0mm～1100mm测量范围0.01mm～4.00mm扫描速度0m/min～8m/min可调重复测量精度0.2μm扫描精度±1.2μm设计内容机械装置支撑平台宜采用钢架或大理石为材质制作支撑平台。动力机构配有运动部件的激光测厚系统，动力机构宜优先选用伺服、步进驱动系统。运动部件系统的运动部件设计应结构牢固、重量轻、可防护、运行稳定、颜色显著。传动机构根据系统需要，传动机构宜优先采用丝杠传动或钢丝同步带传动。外壳和防护系统外壳设计应考虑使用场景对防水防尘的要求，此外还应考虑空间位置及装配维修的便捷性。电气装置检测单元测量精度、测量范围、采样频率等指标应满足检测要求。采集单元应根据采集速率、传输速率、同步性、实时性要求选择合适的采集单元。控制单元根据外设类型、IO数量、传输速率、控制实时性要求选择合适的控制单元核心控制器。分析处理单元应根据测量系统的计算性能、外部接口数量和类型，选择合适的计算机作为分析处理单元。软件根据系统功能设计检测软件，应满足系统具备的各项功能。系统功能测量系统校准功能应设计手动和自动校准功能，提供钨钢片材质标准件。应设计周期性自动温度漂移修正功能，减少温度漂移带来的影响。扫描行程校准，校正设备在扫描行程范围内的误差。工艺指标或配方输入提供操作者输入工艺标准参数功能，包括待测物名称、规格、标准厚度、厚度公差等信息。测量运行结果显示系统应设置启动测量按钮，启动测量时，设备自动先进行校准，再扫描被测物。被测物厚度数据检出后，应先进行坐标转换，再进行必要的滤波处理。根据工艺指标中定义的方法计算被测物厚度，并在界面上显示数据和曲线等信息。数据存储和历史数据追溯系统应提供根据被测物名称、规格、检测时间、卷号、厚度范围等条件检索历史数据功能。等指标计算。数据报表应提供导出为电子表格文件的功能。系统参数设置功能系统的相关参数应可调节，如扫描速度、扫描宽度、分区数量等。系统参数设置功能必须有权限管控。操作权限管控系统应提供设置用户权限和权限分组的功能，应分为至少三级权限管控。其他功能系统宜具有以下功能：连续在线非接触测量功能（横向、纵向数据图显示，多时段同时显示，对比）；自动校验功能，减少由于衰减带来的测量误差；实时显示厚度在横向、纵向变化趋势；直观人性化的软件操作界面；边缘厚度测量（自动识别涂层及材料边缘位置）；通讯接口数据（以太网、USB、RS232、RS485）；预留数据接口，支持上位机对数据读取；可与辊压机控制系统通讯；纵向闭环数据功能（提供实时偏差数据，以作为闭环控制系统数据支持）；UPS超限告警功能（超出设定上下限后进行告警）；数据统计及报表（ExcelMES）；SPCmin、max、CPK、均值等统计功能；e