CN102506729A

CN102506729A - 一种薄板厚度激光在线测量装置

Info

Publication number: CN102506729A
Application number: CN2011103204172A
Authority: CN
Inventors: 余以道; 唐甲林; 杨柳; 罗小阳; 侯国庆; 梁红强; 王正; 姚佳; 朱萍玉; 何宽芳
Original assignee: Hunan University of Science and Technology
Current assignee: Henan University of Science and Technology; Hunan University of Science and Technology
Priority date: 2011-10-20
Filing date: 2011-10-20
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2031-10-20
Also published as: CN102506729B

Abstract

本发明公开了一种薄板厚度的激光在线测量装置。本发明包括双皮带输送机，测量框架；在测量框架上安装有三对激光传感器，每对激光传感器处于同一垂直线上，并使每对激光传感器的激光照射范围落在两皮带中间和两皮带外侧的空档位置；在双皮带输送机的驱动滚筒轴的伸出端固连有一个驱动链轮，驱动链轮通过链条与双联链轮连接，双联链轮驱动三个从动链轮运转；二个固定滚筒和一个浮动滚筒安装于测量框架前面的两皮带之上，其轴伸出端与三个从动链轮固连；所述三个滚筒通过其两端轴承座安装在滚筒支架上。本发明的薄型板材厚度激光在线测量装置结构简单，能适应被测薄板一定范围变形，对被测物材质适应性较强。

Description

一种薄板厚度激光在线测量装置

技术领域

本发明属于板材厚度检测装置技术领域，具体涉及一种薄型板材厚度的激光在线测量装置。

背景技术

薄型板材测厚装置一般分为两种：接触式和非接触式。由于接触式测厚装置会对板材造成损伤，故适用于离线测量，在线测量一般采用非接触式。常用的薄板非接触式测量法包括光学测量法、电涡流测量法、超声波测量法等。

光学测量法主要是激光测量，工作原理是在薄板上、下安装两个激光传感器，分别采用准直共线的激光光束照射待测薄板表面，得出各传感器至被测物表面的实测距离，上、下两个激光传感器的间距为已知量，由该已知量减去两传感器距被测表面的实测距离，即为板厚。但激光传感器测距范围小，当薄板出现变形时容易超出传感器测量范围；电涡流测量法只适应导电材料的薄板厚度测量；超声波测量法在测量过程中，被测薄板的材质和表面粗糙度的变化对测量精度影响较大，因此只适应被测物材质稳定、表面光洁的薄板厚度检测。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种结构简单、能适应被测薄板一定范围变形、对被测物材质适应性较强的薄型板材厚度激光在线测量装置。

本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：该薄板厚度激光在线测量装置，包括输送薄板的双皮带输送机，横跨着安装于输送机的两皮带上下的测量框架；在测量框架的上横梁和下横梁上安装有三对激光传感器，每对激光传感器处于同一垂直线上，并使每对激光传感器的激光照射范围落在两皮带中间的空档位置和两皮带外侧的空档位置；测量框架的外部设有不锈钢外壳；在双皮带输送机的驱动滚筒轴的伸出端固连有一个驱动链轮，驱动链轮通过链条与安装于输送机一侧的双联链轮连接，双联链轮驱动安装于输送机同一侧的三个从动链轮运转；二个固定滚筒和一个浮动滚筒前后依次横跨着安装于测量框架前面的两皮带之上，其轴伸出端与三个从动链轮固连；所述三个滚筒通过其两端轴承座安装在输送机两侧边的滚筒支架上；在三个滚筒前面的输送机两侧边设有可调节相对宽度的薄板导向滑道。

更具体地说，所述测量框架的两端分别安装有一个U形板，U形板横向安装于测量框架两端且其开口端均朝向测量框架内侧；所述其激光照射范围落在两皮带外侧空档位置的两对激光传感器分别安装于U形板的开口端部，所述其激光照射范围落在两皮带中间空档位置的另一对激光传感器则安装于测量框架的上、下横梁的中间；所述横向安装的U形板的上、下两边上各开有一个相互平行的导向槽，测量框架通过固定其上并穿过导向槽的螺钉将U形板与之安装在一起，其上导向槽设有两个固定螺钉，其下导向槽设有一个固定螺钉，上导向槽的长度是下导向槽的长度的两倍，当下导向槽的螺钉位于下导向槽的端部时，上导向槽的两个螺钉分别位于上导向槽的中间和与下导向槽螺钉同一方向的端部。

所述滚筒支架是由两个具有对称结构形状且分别安装在输送机两侧边的板状构件组成，该板状构件上部开有二条直槽和一条弧形槽，三条槽的槽底端由高到低呈阶梯分布，其中的弧形槽的槽底端处于最低位置，且其弧形是一个以双联链轮的轴线为圆心的圆弧；所述二个固定滚筒的转轴两端通过轴承座安装于滚筒支架的二个直槽的槽底部，另一个浮动滚筒的转轴两端通过轴承座安装于滚筒支架的弧形槽的槽底部，且轴承座可在弧形槽内自由浮动。

本发明采用激光测量技术，通过3对激光传感器，可以在线分别测量薄板中间和两侧指定位置的厚度。通过改变U形板的位置，可以在线测量薄板两侧指定位置的厚度；通过同步驱动固定滚筒、浮动滚筒，可以保证薄型板材一定范围内变形后能顺利进入测量框架在线测量，并能适应被测板材厚度规格变化；通过调整导向滑道的位置，可以适应被测板材一定范围的宽度规格变化。

附图说明

图1 是本发明实施例的立体结构示意图。

图2 是图1中的测量框架的平面结构示意图。

图3 是图1中的滚筒支架板状构件的立体结构示意图。

图4 是图2中的 U形板的平面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。

参见图1，本实施例包括输送薄板的双皮带输送机10，以及横跨着安装于输送机10的两皮带上下的测量框架9。由图1可见，在双皮带输送机10左端的驱动滚筒轴的伸出端固连有驱动链轮1，驱动链轮1通过链条2与安装于输送机10一侧的双联链轮4连接，双联链轮4驱动安装于输送机同一侧的三个从动链轮5运转。二个固定滚筒6和一个浮动滚筒7前后依次横跨着安装于测量框架9前面的两皮带之上，其轴伸出端与三个从动链轮5固连，使得固定滚筒6和浮动滚筒7与双皮带输送机10同步运转。固定滚筒6和浮动滚筒7通过其两端轴承座安装在输送机10两侧边的滚筒支架8上。参见图3，滚筒支架8是由两个如图所示具有对称结构形状且分别安装在输送机10的机架两侧边的板状构件组成，由图3可见，该板状构件上部开有二条直槽和一条弧形槽，三条槽的槽底端由高到低呈阶梯分布，其中的弧形槽的槽底端处于最低位置，且其弧形是一个以双联链轮4的轴线为圆心的圆弧；二个固定滚筒6的转轴两端通过轴承座安装于滚筒支架的二个直槽的槽底部，另一个浮动滚筒7的转轴两端通过轴承座安装于滚筒支架的弧形槽的槽底部，且轴承座可在弧形槽内自由浮动。因为上述三条槽的底部呈阶梯分布，所以能保证薄板在一定范围内变形后（如边缘上翘或中间隆起）能顺利地逐步地被滚筒压着进入测量框架9。又因弧形槽是以双联链轮4的轴线为中心的圆弧，当浮动滚筒7的轴承座沿弧形槽上浮时，能保证浮动滚筒7与双联链轮4的中心距不变，这样，被测板材厚度规格变化时，浮动滚筒7既能上下浮动，又能保持正常运转。由图1中还可见，在固定滚筒6和浮动滚筒7前面的输送机10的机架两侧边设有薄板导向滑道4，因导向滑道4分布在双皮带输送机10的被测板材输入端的两侧，可为进入测量框架9的薄板导向，并且，导向滑道4可以在一定范围内向输送机10的中心移动，以适应被测板材一定范围的宽度规格变化。

参见图2，是上述测量框架9的立体结构示意图。由图2可见，测量支架9的两端分别安装有一个U形板91，U形板91横向安装于测量框架9两端且其开口端均朝向测量框架9的内侧。两对激光传感器分别安装于U形板91的开口端部的传感器底座92上，其激光照射范围落在两皮带外侧空档位置。另一对激光传感器则安装于测量框架9的上、下横梁中间的传感器固定底座93上，其激光照射范围落在两皮带中间空档位置。每对激光传感器处于同一垂直线上，两端U形板上的激光传感器在高度上与中间激光传感器相同，水平方向上对称。这样在薄型板材从测量框架9的中间经过时，三对激光传感器可在薄板的中间和两侧连续测量其厚度。结合图4，横向安装的U形板91的上、下两边上各开有一个相互平行的导向槽911，测量框架9通过固定其上并穿过导向槽911的螺钉912将U形板91与测量框架9安装在一起。由图2可见，其上导向槽设有两个固定螺钉，其下导向槽设有一个固定螺钉，上导向槽的长度是下导向槽的长度的两倍，当下导向槽的螺钉位于下导向槽的端部时，上导向槽的两个螺钉分别位于上导向槽的中间和与下导向槽螺钉同一方向的端部。所以，松开测量框架9上的三个螺钉，U形板91可相对于测量框架9作水平移动，其移动行程约为上部导向槽长度的一半，在移动行程内，U形板91可在任意位置通过紧定三个螺钉而固定，上部导向槽的二个螺钉可保证U形板91移动中不倾斜，从而保证固定在U形板91上位置对称的两个激光传感器的光束不发生倾斜。通过调整U形板91的位置，可以调整薄板边缘的测量位置。另外，为保护激光传感器不受外界环境因素的影响和损害，在测量框架9的外部设有不锈钢外壳。

Claims

1. 一种薄板厚度激光在线测量装置，包括输送薄板的双皮带输送机，横跨安装于输送机的两皮带上下的测量框架；在测量框架的上横梁和下横梁上安装有三对激光传感器，每对激光传感器处于同一垂直线上，并使每对激光传感器的激光照射范围落在两皮带中间的空档位置和两皮带外侧的空档位置；测量框架的外部设有不锈钢外壳；其特征在于：在双皮带输送机的驱动滚筒轴的伸出端固连有一个驱动链轮，驱动链轮通过链条与安装于输送机一侧的双联链轮连接，双联链轮驱动安装于输送机同一侧的三个从动链轮运转；二个固定滚筒和一个浮动滚筒前后依次横跨着安装于测量框架前面的两皮带之上，其轴伸出端与三个从动链轮固连；所述三个滚筒通过其两端轴承座安装在输送机两侧边的滚筒支架上；在三个滚筒前面的输送机两侧边设有可调节相对宽度的薄板导向滑道。

2.根据权利要求1所述的薄板厚度激光在线测量装置，其特征在于：所述测量框架的两端分别安装有一个U形板，U形板横向安装于测量框架两端且其开口端均朝向测量框架内侧；所述其激光照射范围落在两皮带外侧空档位置的两对激光传感器分别安装于U形板的开口端部，所述其激光照射范围落在两皮带中间空档位置的另一对激光传感器则安装于测量框架的上、下横梁的中间；所述横向安装的U形板的上、下两边上各开有一个相互平行的导向槽，测量框架通过固定其上并穿过导向槽的螺钉将U形板与之安装在一起，其上导向槽设有两个固定螺钉，其下导向槽设有一个固定螺钉，上导向槽的长度是下导向槽的长度的两倍，当下导向槽的螺钉位于下导向槽的端部时，上导向槽的两个螺钉分别位于上导向槽的中间和与下导向槽螺钉同一方向的端部。

3.根据权利要求1或2所述的薄板厚度激光在线测量装置，其特征在于：所述滚筒支架是由两个具有对称结构形状且分别安装在输送机两侧边的板状构件组成，该板状构件上部开有二条直槽和一条弧形槽，三条槽的槽底端由高到低呈阶梯分布，其中的弧形槽的槽底端处于最低位置，且其弧形是一个以双联链轮的轴线为圆心的圆弧；所述二个固定滚筒的转轴两端通过轴承座安装于滚筒支架的二个直槽的槽底部，另一个浮动滚筒的转轴两端通过轴承座安装于滚筒支架的弧形槽的槽底部，且轴承座可在弧形槽内自由浮动。