CN102288090B - 一种自动测厚仪及自动测厚系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了自动测厚仪及自动测厚系统，本发明可根据生产过程检测的需要，对淋膜产品等测试样品的厚度进行连续自动测量，本发明以体积小、结构紧凑、被测物的步距可调、高精度、高效率和操作的方便性为其突出特点，采用测量样品自动前进驱动系统，样品前进速度10mm/s，大大提高了测试效率，可以充分满足连续高效测试的要求，独特的设计使测量样品在前进过程中不受灰尘的污染，更好地保证测量结果的准确、可靠；本发明操作十分简单方便，只需轻按按钮整个测量过程就自动完成，避免人为因素的干扰，减轻了劳动强度，提高工作效率。

Description

一种自动测厚仪及自动测厚系统

技术领域

本发明涉及一种测厚仪，尤其是涉及一种自动测厚仪及自动测厚系统，属于机械领域。

背景技术

目前市场上有很多包装材料的厚度均匀性对产品质量影响很大，因此必须要检测并控制包材厚度，但现在没有专用的自动测厚仪器，所以无法准确测量包装材料的厚度；目前市场上有一些手动测量仪器，但由于手动测厚仪下落的快慢及多被测物的压力大小不等，且其他人为因素多而导致使用不方便，测量数据不准确等缺陷，无法满足高抽检频率，使测厚工作不能有效开展。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种自动测厚仪及自动测厚系统，解决了产品厚度测量问题，使用方便，测量数据精确，极大提高了工作效率，实现了自动化。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是，一种自动测厚仪，包括机壳，其机壳上设有电子千分表，电子千分表固定连接测量杆；机壳内位于测量杆正下方的位置设有测量平台；机壳内设有电子千分表的控制开关；

机壳内还固定设有电机，电机转轴上固定设有三个凸轮，包括测量杆上下动作凸轮、信号凸轮和走纸动作凸轮；测量杆上下动作凸轮位于测量杆的一侧，信号凸轮位于电子千分表的控制开关的一侧，走纸动作凸轮位于摆杆的一侧；

所述测量杆位于机壳内，其一端伸出于机壳外，测量杆上固定设有配重盘，配重盘靠近电机的一侧设有一个轴，轴上设有一滚轮，滚轮与测量杆上下动作凸轮的轮缘接触；

机壳内还设有一摆杆，摆杆下端连接支架，支架末端与走纸滚轮的轴端固定连接；所述摆杆包括竖杆和与竖杆夹角呈直角的横杆，横杆位于竖杆上部，延伸至走纸动作凸轮；横杆上设有滚轮，滚轮与走纸动作凸轮轮缘接触；竖杆下端设有一长形通孔，支架通过一轴穿过长形通孔，可在长形通孔中上下运动；摆杆的竖杆下端与机壳之间固定设有拉力弹簧；走纸滚轮内设有两个单向轴承，一个正向安装，一个反向安装；

机壳内还设有走纸压轮，走纸压轮位于走纸滚轮的正上方，与走纸滚轮滚动接触，走纸压轮的轴线与走纸滚轮的轴线平行；

走纸压轮通过轴与压轮支架连接，压轮支架穿入固定设于机壳内侧的下连接块，压轮支架上固定设有上连接块和压块；上连接块位于下连接块上方，下连接块位于压块上方；下连接块与压块之间固定设有压力弹簧；

机壳的一侧设有测量杆手柄，测量杆手柄末端与一轴固定连接，在该轴上有两个与轴相交的横杆；所述横杆位于上连接块和下连接块之间。

优化的，上述自动测厚仪，其配重盘上纵向贯穿有固定杆，固定杆的上端和下端均固定于机壳内。

优化的，上述自动测厚仪，其电机为调速电机。

优化的，上述自动测厚仪，其机壳上靠近摆杆的竖杆上端的一侧设有用于调节摆杆摆动行程的螺栓。

一种自动测厚系统，其由上述自动测厚仪、数据转接器、数据处理装置和图形界面显示屏组成；所述自动测厚仪通过数据转接器与数据处理装置连接，数据处理装置连接图形界面显示屏；自动测厚仪采集的测厚数据直接导入数据处理装置中的ERP系统，在自动测厚仪开始测量后，ERP系统定时读取串口数据，读取成功且符合条件则增加记录，不符合条件则再次读取串口数据直到符合条件后增加记录，直至测量结束，得到厚度起伏曲线图形，通过图形界面显示屏显示。

优化的，上述自动测厚系统，其ERP系统利用OLE调用Mscomm.ocx控件，实现自动测厚仪与数据处理装置的通信；使用Timer()计时器定时读取测量数据；使用控制开关及控制条件选取符合测量条件的数据，实现自动控制；增加记录，厚度测量图同步更新。

优化的，上述自动测厚系统，其数据处理装置为台式计算机或笔记本型计算机或服务器。

优化的，上述自动测厚系统，其图形界面显示屏为液晶显示屏或阴极射线管显示屏或电浆显示屏。

本发明可根据生产过程检测的需要，对淋膜产品等测试样品的厚度进行连续自动测量，本发明以体积小、结构紧凑、被测物的步距可调、高精度、高效率和操作的方便性为其突出特点，采用测量样品自动前进驱动系统，样品前进速度10mm/s，大大提高了测试效率，可以充分满足连续高效测试的要求，独特的设计使测量样品在前进过程中不受灰尘的污染，更好地保证测量结果的准确、可靠；本发明操作十分简单方便，只需轻按按钮整个测量过程就自动完成，避免人为因素的干扰，减轻了劳动强度，提高工作效率；本发明采用接触式测量方法，不受被测材料限制，具有RS232通信接口，测量数据直接与ERP系统连接，软件功能强大，厚度起伏曲线图形显示，可以让使用者更好地观察测量结果，便于分析判断，在测量结果保存后显示最大值、最小值、平均值和标准偏差，同时还具备手动测量功能，可以采用手动测量方式对被测材料进行逐点测量；本发明造型美观大方，符合人机工程原理，是一款能够广泛应用于对厚度需要精确测量的各种场合的实用设备；本发明解决了被测样品中央的测量问题，使其厚度均匀度测量及检验得以实现；测量杆通过测量杆上下动作凸轮和配重盘自动升降，自动进料；通过可调电机在0～60次/分钟之间任意调速，标准的测量压力，预留数据线接口，为与电脑连接实时数据实时统计分析，显示及打印等；测量精度可达到1μm；测量杆测头的接触面积为200mm²，完全符合国际标准；送料步距可以通过螺栓在0～30mm之间进行调节。

附图说明

图1是本发明的自动测厚仪的结构示意图；

图2是本发明的自动测厚仪的侧视图；

图3是本发明的自动测厚仪的俯视图；

图4是本发明的自动测厚仪的内部结构示意图一；

图5是本发明的自动测厚仪的内部结构示意图二；

图6是图4的A-A剖视图；

图7是图3的B-B剖视图；

图8是本发明的自动测厚仪的测量杆和测量杆上下动作凸轮的连接示意图；

图9是本发明的自动测厚仪的信号凸轮和控制开关的连接示意图；

图10是本发明的自动测厚仪的摆杆和走纸动作凸轮的连接示意图；

图11是本发明的自动测厚仪的单向轴承正向安装的结构示意图；

图12是本发明的自动测厚仪的单向轴承反向安装的结构示意图；

图13是本发明的自动测厚仪系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及其实施例对发明进一步详细说明。

参照附图1-12所示，本发明为一种自动测厚仪，包括机壳1，其机壳1内设有电子千分表2，电子千分表2固定连接测量杆3；机壳1内位于测量杆3正下方的位置设有测量平台4；机壳1内设有电子千分表2的控制开关5；

机壳1内还固定设有电机6，电机6转轴上固定设有三个凸轮，包括测量杆上下动作凸轮7、信号凸轮8和走纸动作凸轮9；测量杆上下动作凸轮7位于测量杆3的一侧，信号凸轮8位于电子千分表2的控制开关5的一侧，走纸动作凸轮9位于摆杆10的一侧；

测量杆3位于机壳1内，其一端伸出于机壳1外，用以与被测量物表面接触，测量杆3上固定设有配重盘11，配重盘11靠近电机6的一侧设有一个轴12，轴12上设有一滚轮13，滚轮13与测量杆上下动作凸轮7的轮缘接触；电机6带动电机轴转动时，电机轴带动测量杆上下动作凸轮7转动，测量杆上下动作凸轮7轮缘的最高点与滚轮13相接触时，滚轮13通过滚动摩擦带动配重盘11上升，配重盘11带动测量杆3上升；测量杆上下动作凸轮7动作到轮缘的最低点时，测量杆3靠配重盘11和自身的重力自由下落至测量平台4上；测量杆3上下平稳的运动；

机壳1内还设有一摆杆10，摆杆10下端连接支架14，支架14末端与走纸滚轮15的轴端固定连接；所述摆杆10包括竖杆101和与竖杆101夹角呈直角的横杆102，横杆102位于竖杆101上部，延伸至走纸动作凸轮9；横杆102上设有滚轮16，滚轮16与走纸动作凸轮9轮缘接触；竖杆101下端设有一长形通孔17，支架14通过一轴穿过长形通孔17，可在长形通孔17中上下运动；摆杆10的竖杆101下端与机壳1之间固定设有拉力弹簧18；走纸滚轮15内设有两个单向轴承19和20，一个正向安装，一个反向安装。电机6带动电机轴转动时，电机轴带动走纸动作凸轮9转动，走纸动作凸轮9轮缘的最高点与摆杆10上的滚轮16接触时摆杆10摆动，带动支架14和走纸滚轮15摆动；摆杆10复位时靠拉力弹簧18的拉力，走纸滚轮15里的轴承是单向轴承，摆杆10复位时走纸滚轮15不运动；

机壳1内还设有走纸压轮21，走纸压轮21位于走纸滚轮15的正上方，与走纸滚轮15滚动接触，走纸压轮21的轴线与走纸滚轮15的轴线平行；

走纸压轮21通过轴与压轮支架22连接，压轮支架22穿入固定设于机壳1内侧的下连接块23，压轮支架22上固定设有上连接块24和压块25；上连接块24位于下连接块23上方，下连接块23位于压块25上方；下连接块23与压块25之间固定设有压力弹簧26；

机壳1的一侧设有测量杆手柄27，测量杆手柄27末端与一轴28固定连接，在该轴28上有两个与轴相交的横杆29和30；所述横杆29和30位于上连接块24和下连接块23之间；向上抬起测量杆手柄27时，带动横杆29和30向上运动，横杆29和30带动上连接块24向上运动，上连接块24带动压轮支架22和走纸压轮21向上运动；复位时靠压力弹簧26的弹力和自身重力复位。所述配重盘11上贯穿有固定杆31，固定杆31的上端和下端均固定于机壳1内，防止配重盘11横向运动。所述电机6为调速电机。所述机壳1上靠近摆杆10的竖杆101上端的一侧设有用于调节摆杆10摆动行程的螺栓32。

工作过程：打开自动测厚仪开关，将被测物置于测量平台上，电机带动电机轴转动，电机轴带动测量杆上下动作凸轮转动，测量杆上下动作凸轮轮缘的最高点与滚轮相接触时，滚轮痛过滚动摩擦带动配重盘上升，配重盘带动测量杆上升；同时电机轴带动信号凸轮转动，信号凸轮轮缘的最高点与控制开关接触时，控制开关动作，电子千分表开始读数；同时电机轴带动走纸动作凸轮转动，走纸动作凸轮轮缘的最高点与摆杆上的滚轮接触时摆杆摆动，带动支架和走纸滚轮摆动；

测量杆上下动作凸轮动作到轮缘的最低点时与测量杆脱开，测量杆靠配重盘和自身的重力自由落体，在这个过程中摆杆靠拉力弹簧的拉力复位，由于走纸滚轮里的轴承是单向轴承，摆杆复位时走纸滚轮不运动；自动测厚仪完成一个完整的动作。循环往复的运行此动作。所述电机为调速电机，测厚的速度可在0～60次/分钟之间任意调节；摆杆摆动的行程通过旋进和旋出其侧边设置在机壳上的的螺栓来调节，即可在0～30mm之间调节被测物的步距。

参照附图13所示，本发明还涉及一种自动测厚系统，其由上述的自动测厚仪33、数据转接器34、数据处理装置35和图形界面显示屏36组成；所述自动测厚仪33通过数据转接器34与数据处理装置35连接，数据处理装置35连接图形界面显示屏36；自动测厚仪33采集的测厚数据直接导入数据处理装置35中的ERP系统，在自动测厚仪33开始测量后，ERP系统定时读取串口数据，读取成功且符合条件则增加记录，不符合条件则再次读取串口数据直到符合条件后增加记录，直至测量结束，得到厚度起伏曲线图形，通过图形界面显示屏显示。其ERP系统利用OLE调用Mscomm.ocx控件，实现自动测厚仪与数据处理装置的通信；使用Timer()计时器定时读取测量数据；使用控制开关及控制条件选取符合测量条件的数据，实现自动控制；增加记录，厚度测量图同步更新。其数据处理装置为台式计算机或笔记本型计算机或服务器。其图形界面显示屏为液晶显示屏或阴极射线管显示屏或电浆显示屏。

自动测厚系统的软件部分采用Power Builder(以下简称PB)编写，可实现与自动测厚仪的通信及自动连续采集测厚数据的功能。以下介绍数据处理装置中的ERP系统：

一、操作顺序及原理流程图

1、操作顺序

按“自动测量”→打开仪器开关→按“结束测量”→关闭仪器开关→按“保存”

二、通信及控制程序

利用OLE调用Mscomm.ocx控件，实现自动测厚仪与计算机的通信；使用Timer()计时器定时读取测量数据；使用控制开关及控制条件选取符合测量条件的数据，实现自动控制；增加记录，厚度测量图同步更新。

1、在窗体中新建一个OLE控件，在出现的“Insert 0bject属性”窗口中选择“InsertControl Tab”选项卡，在“Control Type”选项中选择“MicrosoftCommunications Control”选项(如果没有，说明此机器未注册安装此控件)，点击

“OK”按钮后将控件放在窗体中任一位置(因为控件在实际运行时是不可见的，可以任意放置)，系统中出现“Mscomm”控件图标，给此控件命名。

如何注册“Mscomm”控件。

RegistrySet(″HKEY_CLASSES_ROOT\Licenses\4250E830-6AC2-11cf-8ADB-OOAAOOC00905″，″″，RegString！，″kjljvjjjoquqmjjjvpqqkqmqyky poqjquoun″)run(″regsvr32 mscomm32.ocx″)

2、控件的属性设置可以在“OLE Custom Control”对话框中的“OLE ControlProperties”按钮中进行设置，您也可以鼠标右击控件菜单的“OCX Properties”选项，进入“Control Properties属性”对话框。为更加便于控制，在程序中使用编码设置。

在窗口OPEN事件中编程。

1)设置通信端口号

2)设置波特率/奇偶校验/数据位/停止位

3)设置从接收缓冲区中读取的字符数

4)设置硬件握手协议

5)设置自动测厚控制标志(自动测量标志、控制信号标志、数据读取成功标志)

3、“自动测量”按钮clicked事件触发窗口中的timer计时器，打开串口；窗口的timer事件，定时接收串口的测量数据，选择符合条件的数据；OLE的oncomm事件读取测厚仪数据；“结束测量”按钮clicked事件关闭的timer计时器，关闭串口。

3.1、“自动测量”按钮的clicked事件

1)打开计时器，设置接收频率

2)设置自动测量标志

3)开始测量

4)定义读取长度

5)打开串口

3.2、窗口的timer事件

1)控制开关状态读取检测数据

2)测厚状态下，记录测量次数

3)增加符合条件测量数据记录

4)打开串口

3.3、OLE控件的oncomm事件

主要控制处理程序在此事件中由串口自动触发，避免占用系统资源。

1)读取第1位符号位

2)读取长度清零，暂停读取

3)读取第2-8位数据位

4)读取第9位停止位-控制信号

5)设置数据读取成功标志

6)计算测量值

7)关闭串口

3.4、“结束测量”按钮的clicked事件

1)闭计时器

2)关闭串口

4、软件测试通过，已应用到生产过程厚度检验测量中。

利用上述方法，实现了自动测厚仪的计算机串口通信和自动记录测量数据的功能，还可以利用PB的强大的数据处理功能，实现跟多的测量范围及应用。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种自动测厚仪，包括机壳，其特征在于：所述机壳上设有电子千分表，电子千分表固定连接测量杆；机壳内位于测量杆正下方的位置设有测量平台；机壳内设有电子千分表的控制开关；

机壳内还固定设有电机，电机转轴上固定设有三个凸轮，包括测量杆上下动作凸轮、信号凸轮和走纸动作凸轮；测量杆上下动作凸轮位于测量杆的一侧，信号凸轮位于电子千分表的控制开关的一侧，走纸动作凸轮位于摆杆的一侧；

所述测量杆位于机壳内，其一端伸出于机壳外，测量杆上固定设有配重盘，配重盘靠近电机的一侧设有一个轴，轴上设有一滚轮，滚轮与测量杆上下动作凸轮的轮缘接触；

机壳内还设有一摆杆，摆杆下端连接支架，支架末端与走纸滚轮的轴端固定连接；所述摆杆包括竖杆和与竖杆夹角呈直角的横杆，横杆位于竖杆上部，延伸至走纸动作凸轮；横杆上设有滚轮，滚轮与走纸动作凸轮轮缘接触；竖杆下端设有一长形通孔，支架通过一轴穿过长形通孔，可在长形通孔中上下运动；摆杆的竖杆下端与机壳之间固定设有拉力弹簧；走纸滚轮内设有两个单向轴承，一个正向安装，一个反向安装；

机壳内还设有走纸压轮，走纸压轮位于走纸滚轮的正上方，与走纸滚轮滚动接触，走纸压轮的轴线与走纸滚轮的轴线平行；

走纸压轮通过轴与压轮支架连接，压轮支架穿入固定设于机壳内侧的下连接块，压轮支架上固定设有上连接块和压块；上连接块位于下连接块上方，下连接块位于压块上方；下连接块与压块之间固定设有压力弹簧；

机壳的一侧设有测量杆手柄，测量杆手柄末端与一轴固定连接，在该轴上有两个与轴相交的横杆；所述横杆位于上连接块和下连接块之间。

2.根据权利要求1所述的自动测厚仪，其特征在于：所述配重盘上纵向贯穿有固定杆，固定杆的上端和下端均固定于机壳内。

3.根据权利要求2所述的自动测厚仪，其特征在于：所述电机为调速电机。

4.根据权利要求3所述的自动测厚仪，其特征在于：所述机壳上靠近摆杆的竖杆上端的一侧设有用于调节摆杆摆动行程的螺栓。

5.一种自动测厚系统，其特征在于：由权利要求1所述的自动测厚仪、数据转接器、数据处理装置和图形界面显示屏组成；所述自动测厚仪通过数据转接器与数据处理装置连接，数据处理装置连接图形界面显示屏；自动测厚仪采集的测厚数据直接导入数据处理装置中的ERP系统，在自动测厚仪开始测量后，ERP系统定时读取串口数据，读取成功且符合条件则增加记录，不符合条件则再次读取串口数据直到符合条件后增加记录，直至测量结束，得到厚度起伏曲线图形，通过图形界面显示屏显示。

6.根据权利要求5所述的自动测厚系统，其特征在于：所述ERP系统利用OLE调用Mscomm.ocx控件，实现自动测厚仪与数据处理装置的通信；使用Timer()计时器定时读取测量数据；使用控制开关及控制条件选取符合测量条件的数据，实现自动控制；增加记录，厚度测量图同步更新。

7.根据权利要求6所述的自动测厚系统，其特征在于：所述数据处理装置为台式计算机或笔记本型计算机或服务器。

8.根据权利要求7所述的自动测厚系统，其特征在于：所述图形界面显示屏为液晶显示屏或阴极射线管显示屏或电浆显示屏。

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