高精度超薄切割砂轮主要用于电子信息领域各类高硬度元器件及机械行业精密零部件的精密切割与开槽,一般安装在电动、风动磨光机上使用,工作时线速度高,若砂轮片的质量不合格,不仅会导致自身破碎,而且极易破坏被加工产品,严重威胁工作人员的生命安全。目前,国内外多用传统检测方法对超薄切割砂轮片进行性能检测,这种检测结果具有一定的随机性,不能完全保证高精度超薄切割砂轮的质量。成型的高精度超薄切割砂轮检测设备很少并且不够成熟,检测方法具有一定的局限性,基于以上背景,本文结合实验研究与各类数据分析,设计研发一套新型高精度超薄切割砂轮片在线检测系统,对提高砂轮片的检测质量和检测效率具有重要的意义。主要内容如下:1.根据生产需求,针对高精度超薄切割砂轮厚度、电阻、内外径、平面度以及密度等检测参数,设置模块化检测目标,进行砂轮片在线检测系统总体方案设计,并在成品设备基础上选择质量检测单元和用于尺寸、公差等参数检测的影像检测单元。2.在多次进行接触式与非接触式两种砂轮片厚度检测结果比较的基础上,选择数据比较稳定的接触式测量方法;在接触式测量方法研究中,对比单一传感器和多传感器测量砂轮片厚度的实验数据,根据数据曲线稳定性原则,选择多传感器对顶式测量方式。基于传感器对顶测量的方式,完成砂轮片厚度检测模块的设计及制作方案,并对试验台实测数据进行误差补偿分析。结果表明:经过误差补偿,厚度测量结果误差≤2μm。根据高精密超薄切割砂轮片厚度检测参数中的材料属性、尺寸型号以及操作方式、检测过程中的故障排除和测量数据的储存等要求,基于PLC程序设计编写厚度检测设备控制系统。3.根据高精密超薄切割砂轮片电阻检测性能需求,设计了由电极移动部分、工件移动部分和工件转动部分组成电阻检测装置,并详细论述了各部分结构的设计理念和运动形式。设计电阻检测控制系统并编写PLC控制程序,完成电阻检测过程的工作流程。4.根据检测单元的实际需要,利用3个直线模组和一个旋转电机带动吸盘组成一个四自由度搬运机械手。完成了搬运机械手的结构设计以及系统硬件、三个模组电机的选型。设计了搬运机械手和各检测单元的整体系统控制流程,根据搬运机械手的整体控制功能,设计厚度检测单元对机械手的呼叫、电阻检测单元对机械手的呼叫、质量检测单元对机械手的呼叫、影像检测单元对机械手的呼叫和四个检测单元同时对机械手进行呼叫的控制流程。实测结果显示,每100片砂轮检测时间为56分钟,厚度和电阻检测准确率高达99%以上,比人工检测节省2/3的时间。该检测系统表现出较好的稳定性,可以代替人工准确完成砂轮片各类参数的检测,具有较高的工程应用价值。