本發(fā)明涉及一種高速板材厚度測(cè)量與保持裝置，具體涉及一種板材在線測(cè)厚裝置。

背景技術(shù)：

在鋼鐵、塑膠地板等板材生產(chǎn)企業(yè)中，用于板材的厚度檢測(cè)裝置普遍采用激光或紅外探頭為光源的攝像系統(tǒng)，此設(shè)備成本高，對(duì)于使用環(huán)境要求苛刻，安裝和維修不易，且其精度也并不高于接觸式位移傳感器。而位移傳感器雖然具有成本低廉、維護(hù)容易和精度較高等優(yōu)勢(shì)，但在復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)情況下容易受振動(dòng)等因素影響，造成測(cè)量誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明針對(duì)板材軋制環(huán)節(jié)中板材厚度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)問題，提出了一種在線測(cè)厚裝置，通過位移傳感器在線測(cè)出厚度并將測(cè)得的數(shù)據(jù)及時(shí)反饋給PLC，由PLC控制相應(yīng)的軋輥伺服電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制板材的厚度參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的全閉環(huán)控制，達(dá)到預(yù)期的板材尺寸要求。

技術(shù)方案：針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種板材厚度檢測(cè)裝置，通過構(gòu)建一種懸浮結(jié)構(gòu)，采用位移傳感器測(cè)量板材厚度，測(cè)量的尺寸數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋PLC程序處理，實(shí)現(xiàn)了板材生產(chǎn)線的全閉環(huán)控制。該裝置包括引導(dǎo)機(jī)構(gòu)和厚度測(cè)量機(jī)構(gòu)。其中，引導(dǎo)機(jī)構(gòu)用于引導(dǎo)板材輸入到厚度測(cè)量機(jī)構(gòu)中，導(dǎo)輪機(jī)構(gòu)的底座分別通過螺栓固定在基座上，導(dǎo)輪機(jī)構(gòu)有兩個(gè)調(diào)節(jié)手輪，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪調(diào)節(jié)導(dǎo)輪在豎直方向上的位置，調(diào)節(jié)導(dǎo)輪與板材貼合。

厚度測(cè)量機(jī)構(gòu)共有三個(gè)測(cè)量部分組成，分別測(cè)量板材中間位置和兩邊邊緣的厚度，通過各自的安裝架安裝在限位機(jī)構(gòu)上，且厚度測(cè)量系統(tǒng)中的導(dǎo)輪中心線與引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的導(dǎo)輪中心線處于同一水平線。這樣整個(gè)引導(dǎo)機(jī)構(gòu)和傳感器測(cè)量機(jī)構(gòu)構(gòu)成了一個(gè)懸浮機(jī)構(gòu)，懸浮機(jī)構(gòu)可隨板材厚度變化上下浮動(dòng)。

具體地，本發(fā)明提供了一種高速板材厚度測(cè)量與保持裝置，包括底座、用于測(cè)量板材厚度的厚度測(cè)量機(jī)構(gòu)以及用于引導(dǎo)板材輸入到厚度測(cè)量機(jī)構(gòu)中的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)；其中，所述引導(dǎo)機(jī)構(gòu)包括固定于底座上的兩個(gè)導(dǎo)輪基座、設(shè)置在導(dǎo)輪基座上的螺紋桿、與螺紋桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接的驅(qū)動(dòng)塊、兩端分別與驅(qū)動(dòng)塊固定連接的安裝軸、通過滾動(dòng)軸承與安裝軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接的引導(dǎo)輪，以及與螺紋管固定連接的手輪；所述厚度測(cè)量機(jī)構(gòu)包括固定于底座上的測(cè)量機(jī)構(gòu)安裝座、固定連接在測(cè)量機(jī)構(gòu)安裝座上的第一測(cè)量組件、第二測(cè)量組件和第三測(cè)量組件，以及用于限制測(cè)量組件運(yùn)動(dòng)自由度的限位機(jī)構(gòu)；所述第一/第二和第三測(cè)量組件包括與所述引導(dǎo)輪位于同一平面的測(cè)量輪，以及固定于測(cè)量機(jī)構(gòu)安裝座上的、用于安裝傳感器的安裝架。

第一測(cè)量組件和第三測(cè)量組件位于兩側(cè)，用于測(cè)量板材邊緣的厚度，第二測(cè)量組件位于中間，用于測(cè)量板材中部的厚度，從而能夠獲得更為準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)。引導(dǎo)輪和測(cè)量輪的中心線位于同一平面。當(dāng)引導(dǎo)機(jī)構(gòu)將板材引入時(shí)，測(cè)量機(jī)構(gòu)隨板材厚度的變化而上下浮動(dòng)，位移傳感器記錄位移的距離，從而計(jì)算板材的厚度。通過三組測(cè)量數(shù)據(jù)，能夠更加準(zhǔn)確的記錄板材的厚度。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述測(cè)量機(jī)構(gòu)安裝座包括安裝板、固定在安裝板上的若干個(gè)豎直支撐桿，以及與豎直支撐桿固定連接的橫向支撐桿；所述安裝板通過安裝支腿與底座固定連接。所述測(cè)量輪與傳感器安裝架固定連接，在外力的作用下，即在板材的擠壓下，測(cè)量輪可沿傳感器安裝架軸線的方向移動(dòng)。接觸式位移傳感器根據(jù)導(dǎo)輪及傳感器安裝架的移動(dòng)距離計(jì)算板材的厚度。所述橫向支撐桿為至少兩組，其兩端分別與豎直支撐桿和安裝架固定連接。兩組及以上的橫向支撐架能夠限定安裝架的自由度，即安裝架無法在前后和左右的方向上移動(dòng)，從而可以減少測(cè)量誤差。所述限位機(jī)構(gòu)包括兩組通過加強(qiáng)桿相互連接的限位圈，每個(gè)限位圈上設(shè)置有兩個(gè)擋塊。通過四個(gè)設(shè)置于測(cè)量輪四周的擋塊，可以限定測(cè)量輪的晃動(dòng)，使其僅能夠在豎直方向上移動(dòng)，從而獲得更為準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)。

在更進(jìn)一步的實(shí)施例中，提供一種板材在線測(cè)厚裝置，其包括底座、引導(dǎo)機(jī)構(gòu)和厚度測(cè)量機(jī)構(gòu)，引導(dǎo)機(jī)構(gòu)和厚度測(cè)量機(jī)構(gòu)固定在底座上，厚度測(cè)量機(jī)構(gòu)包括固定支架、限位機(jī)構(gòu)、懸浮機(jī)構(gòu)和接觸式位移傳感器，所述固定支架與底座連接，限位機(jī)構(gòu)與固定支架和懸浮機(jī)構(gòu)連接，接觸式位移傳感器安裝在懸浮機(jī)構(gòu)上；所述限位機(jī)構(gòu)為三組，第一限位機(jī)構(gòu)安裝在固定支架的中間位置，第二限位機(jī)構(gòu)與第三限位機(jī)構(gòu)分別安裝在固定支架的兩側(cè)位置；第一、二、三限位機(jī)構(gòu)均包括水平限位機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)限位機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)限位機(jī)構(gòu)與水平限位機(jī)構(gòu)連接，水平限位機(jī)構(gòu)固定在固定支架上，所述第一限位機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)限位機(jī)構(gòu)比第二、三限位機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)長；所述水平限位機(jī)構(gòu)包括安裝柱和限位桿，兩根限位桿分別固定在安裝柱的上下兩端，所述旋轉(zhuǎn)限位機(jī)構(gòu)包括擋塊和加強(qiáng)桿。

優(yōu)選的，所述懸浮機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)輪和支架，其中導(dǎo)輪與支架活動(dòng)連接，支架的下部采用金字塔型結(jié)構(gòu)；所述懸浮機(jī)構(gòu)為三組，第一懸浮機(jī)構(gòu)安裝在第一限位機(jī)構(gòu)上，第二懸浮機(jī)構(gòu)、第三懸浮機(jī)構(gòu)分別安裝在第二、三限位機(jī)構(gòu)上，第一懸浮機(jī)構(gòu)比第二、三懸浮機(jī)構(gòu)長。所述引導(dǎo)機(jī)構(gòu)包括手輪、基座、安裝軸、導(dǎo)輪、驅(qū)動(dòng)塊和螺紋桿，其中，手輪安裝在螺紋桿上，同基座通過止推軸承安裝在一起。所述厚度測(cè)量機(jī)構(gòu)與控制機(jī)構(gòu)電連接。所述的控制機(jī)構(gòu)包括PLC控制器和軋輥伺服電機(jī)，接觸式位移傳感器在線測(cè)出板材厚度并將測(cè)得的數(shù)據(jù)及時(shí)反饋給PLC控制器，由PLC控制器控制相應(yīng)的軋輥伺服電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制板材的厚度參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的全閉環(huán)控制。

有益效果：本發(fā)明利用懸浮機(jī)構(gòu)和接觸式位移傳感器，保證了在復(fù)雜環(huán)境下正常工作能力，以低成本、高精度的優(yōu)勢(shì)克服了傳統(tǒng)紅外檢測(cè)的高成本、難維護(hù)的不足。導(dǎo)輪機(jī)構(gòu)保證了板材傳送方向的確定性。三組位移傳感器將測(cè)量到的板材中間位置以及兩側(cè)邊緣的厚度信息實(shí)時(shí)反饋給PLC，由PLC控制相應(yīng)的伺服電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)軋輥間距，消除誤差，實(shí)現(xiàn)整個(gè)軋機(jī)系統(tǒng)的全閉環(huán)控制。

附圖說明

圖1是本發(fā)明測(cè)厚裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的示意圖。

圖3是本發(fā)明厚度測(cè)量的機(jī)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明限位機(jī)構(gòu)的示意圖。

圖5是本發(fā)明懸浮測(cè)量機(jī)構(gòu)的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚完整地描述。

圖1是本發(fā)明的裝置整體結(jié)構(gòu)，該裝置主要由安裝在底座1上的兩大模塊組成，分別是引導(dǎo)機(jī)構(gòu)2和厚度測(cè)量機(jī)構(gòu)。在該實(shí)施例中，厚度測(cè)量機(jī)構(gòu)包括第一厚度測(cè)量機(jī)構(gòu)31、第二厚度測(cè)量機(jī)構(gòu)32和第三厚度測(cè)量機(jī)構(gòu)33。其中，引導(dǎo)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)板材的導(dǎo)入和導(dǎo)出，保證板材傳送的方向性，厚度測(cè)量機(jī)構(gòu)安裝在引導(dǎo)機(jī)構(gòu)上方，保證在板材由厚度不均的情況下保持傳感器機(jī)構(gòu)與板材起伏的同步，確保接觸式位移傳感器測(cè)量的準(zhǔn)確性。

結(jié)合圖2詳細(xì)描述引導(dǎo)機(jī)構(gòu)2的結(jié)構(gòu)，其主要包括手輪26、導(dǎo)輪機(jī)構(gòu)基座21、安裝軸25、引導(dǎo)輪24、驅(qū)動(dòng)塊23和螺紋桿22等部件。安裝軸與引導(dǎo)輪通過滾動(dòng)軸承連接，以保證導(dǎo)輪的滾動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)板材的牽引。引導(dǎo)輪的兩端通過驅(qū)動(dòng)塊與螺紋桿連接。手輪安裝在螺紋桿上，同基座通過止推軸承安裝在一起，搖動(dòng)手輪，可手動(dòng)調(diào)節(jié)導(dǎo)輪在豎直方向的位置，控制導(dǎo)輪與板材的貼合。引導(dǎo)機(jī)構(gòu)安插在套有復(fù)位彈簧的滑塊上，可在導(dǎo)軌上上下移動(dòng)。

結(jié)合圖3詳細(xì)描述板材厚度測(cè)量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，其主要包括測(cè)量輪307、傳感器機(jī)構(gòu)安裝架306、第一限位機(jī)構(gòu)304、傳感器安裝頭305和第二限位機(jī)構(gòu)308。厚度測(cè)量機(jī)構(gòu)還包括安裝板302，該安裝板通過安裝支腿301固定連接于底座上。豎直支撐桿303和作為第一限位機(jī)構(gòu)的至少兩組橫向支撐桿可用于限制安裝架的自由度，使其無法在左右和前后方向上運(yùn)動(dòng)，從而不會(huì)發(fā)生偏離，提高測(cè)量的準(zhǔn)確度。同時(shí)，安裝架可沿其軸線方向移動(dòng)，即安裝架與橫向支撐桿之間具有一定的間隙。第二限位機(jī)構(gòu)為旋轉(zhuǎn)限位機(jī)構(gòu)，將在下文詳細(xì)描述。

圖4是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)限位機(jī)構(gòu)。從圖中可知該機(jī)構(gòu)包括四個(gè)限位擋塊309和兩個(gè)加強(qiáng)桿310；其中四個(gè)限位擋塊限制了懸浮裝置的繞傳感器安裝架的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)自由度，保證了懸浮機(jī)構(gòu)只能在豎直方向上運(yùn)動(dòng)；加強(qiáng)桿用于增加固定擋塊結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。

測(cè)量輪與引導(dǎo)輪的中心線處于同一平面，其位置由限位機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)限位桿長度保證。限位機(jī)構(gòu)通過上下兩根限位桿，在傳感器安裝架足夠長的情況下，限制了懸浮裝置的前后左右四個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)自由度，限位機(jī)構(gòu)通過四個(gè)擋塊，限制了懸浮裝置的繞傳感器安裝架的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)自由度，保證了懸浮機(jī)構(gòu)只能在豎直方向上運(yùn)動(dòng)；在傳感器安裝頭的位置加裝位移傳感器，由懸浮機(jī)構(gòu)的上下運(yùn)動(dòng)進(jìn)而測(cè)得板材的厚度及厚度變化情況。

圖5是本發(fā)明的懸浮測(cè)量機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包括測(cè)量輪307和傳感器安裝架306；其中傳感器安裝架采用金字塔型結(jié)構(gòu)，在滿足強(qiáng)度要求的同時(shí)，節(jié)省了安裝空間。

在工作時(shí)，板材在引導(dǎo)輪的引導(dǎo)下進(jìn)入引導(dǎo)輪和測(cè)量輪之間，將測(cè)量輪及安裝桿向上推動(dòng)，接觸式位移傳感器根據(jù)移動(dòng)距離得出板材厚度的數(shù)據(jù)。通過三組測(cè)量數(shù)據(jù)，可以更準(zhǔn)確的獲得板材的厚度參數(shù)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不以上述實(shí)施方式為限，但凡本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明所揭示內(nèi)容所作的等效修飾或變化，皆應(yīng)納入權(quán)利要求書中記載的保護(hù)范圍內(nèi)。