CN103353283B - 一种冷弯型钢外形尺寸的测量装置及其测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种冷弯型钢外形尺寸的测量装置及其测量方法。其技术方案是：该装置由环状齿轮圈(3)、定位轮或定位齿轮(4)、反射式激光位移传感器(5)和小驱动齿轮(1)组成。环状齿轮圈(3)的结构是：外圈(8)与内圈(7)通过筋板(6)同中心固定连接，大环形齿轮(9)同中心地嵌装在外圈(8)上；或大环形齿轮(9)通过筋板(6)直接与内圈(7)同中心固定连接。反射式激光位移传感器(5)固定在环状齿轮圈(3)上，反射式激光位移传感器(5)的发射光通过大环形齿轮(9)节圆圆心。步进电机或伺服电机通过小驱动齿轮(1)与大环形齿轮(9)啮合；环状齿轮圈(3)的外圆处对称地装有定位轮或定位齿轮(4)。本发明不仅具有结构简单、操作方便和工作效率高的特点，且测量准确，测量误差小于0.1mm。
Description
技术领域
本发明属于型钢外形尺寸测量技术领域，尤其涉及一种冷弯型钢外形尺寸的测量装置及其测量方法。
背景技术
冷弯型钢的外形尺寸依靠科学的工艺及轧辊设计、精确的轧机调整及生产过程中主要断面及成品外形尺寸的严密监控来保证。外形尺寸的监控依赖于精确可靠的测量装置。然而，目前对冷弯型钢特征断面及成品外形尺寸测量的方法是人工利用靠尺、钢卷尺、钢板尺等工具进行，这种测量方式受多种因素制约而无法满足企业的生产要求，其主要缺点是：l、测量人员的责任心不同和目测角度的差异均会影响测量结果的准确度；2、人工测量需在停机状态下进行，从而影响正常生产，更不能保证所测数据的连续性；3、人工测量只能得到不同断面产（成）品主要尺寸的平均值，而对其形位公差无法掌握，也不能给出每根产品的尺寸信息。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足，目的是提供一种结构简单和操作方便的冷弯型钢外形尺寸的测量装置，使用该测量装置的测量结果精确可靠。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：所述装置由环状齿轮圈、2~3个定位轮或定位齿轮、反射式激光位移传感器和小驱动齿轮组成。
环状齿轮圈的结构是：外圈与内圈通过筋板同中心地固定连接，外圈的宽度与内圈的宽度相等，大环形齿轮同中心地嵌装在外圈上；或大环形齿轮通过筋板直接与内圈同中心地固定连接。
反射式激光位移传感器固定在环状齿轮圈的外圈与内圈间、或反射式激光位移传感器固在大环形齿轮与内圈间，反射式激光位移传感器的发射光通过大环形齿轮的节圆圆心；小驱动齿轮与大环形齿轮啮合，步进电机或伺服电机驱动小驱动齿轮；在环状齿轮圈的外圆处对称地固定装有2~3个定位轮或定位齿轮，定位轮与外圈滚动接触、或定位齿轮与大环形齿轮啮合。
所述的大环形齿轮的宽度与外圈宽度相同、或大环形齿轮宽度为外圈宽度0.3~0.4倍。
当大环形齿轮宽度为外圈宽度0.3~0.4倍时，大环形齿轮对称地嵌装在外圈的素线中间位置处。
冷弯型钢外形尺寸的测量装置的测量方法是，先以大环形齿轮的节圆圆心为原点建立一直角坐标系，再以大环形齿轮的节圆圆心为极点建立一极坐标系（r, θ），反射式激光位移传感器的发光点到大环形齿轮的节圆圆心间的距离为d0；
测量时，当反射式激光位移传感器测量到发光点与被测冷弯型钢外表面的距离为di时，则被测冷弯型钢外表面被测量的点所对应的极坐标为(d0-di，θ)，被测冷弯型钢外表面被测量的点所对应的直角坐标为((d0-di)cosθ,(d0-di)sinθ)；据此，作出被测冷弯型钢的实际外形图。
由于采用上述技术方案，本发明在外圈或大环形齿轮的外圆处对应地设置有定位轮或定位齿轮，以保证环状齿轮圈的稳定运转；本发明在环状齿轮圈安装有反射式激光位移传感器，步进电机或伺服电机驱动环状齿轮圈顺时针旋转360度后又逆时针旋转360度，依次往复转动，反射式激光位移传感器随着环状齿轮圈进行相应的往复转动。
当在生产线上作直线运动的冷弯型钢穿过环状齿轮圈向前运动时，固定在环状齿轮圈上的反射式激光位移传感器随着环状齿轮圈旋转顺时针旋转360度后逆时针旋转360度，反射式激光位移传感器对冷弯型钢的外表面点进行连续测量。
根据对被测冷弯型钢的计算结果和实际外形图，结合被测冷弯型钢的外形尺寸标准，判断被测冷弯型钢的实际尺寸是否超差，作为调整轧机的依据或作为产品的质量证明提供给用户。
因此，本发明具有结构简单、操作方便和工作效率高的特点，不仅改变了现有的人工测量方式，且测量结果科学和准确，测量误差小在0.1mm以下。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图；
图2为图l的A-A旋转剖视示意图；
图3为本发明测量冷弯型钢的实际外形尺寸示意图。
具体实施方法
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。
实施例1
一种冷弯型钢外形尺寸的测量装置及其测量方法。所述装置如图1所示，由环状齿轮圈3、3个定位轮或定位齿轮4、反射式激光位移传感器5和小驱动齿轮1组成。
环状齿轮圈3的结构如图1和图2所示：外圈8与内圈7通过筋板6同中心地固定连接，外圈8的宽度与内圈7的宽度相等，大环形齿轮9同中心地嵌装在外圈8上。大环形齿轮9宽度为外圈8宽度0.3~0.4倍，大环形齿轮9对称地嵌装在外圈8的素线中间位置处。
反射式激光位移传感器5固定在环状齿轮圈3的外圈8与内圈7间，反射式激光位移传感器5的发射光通过大环形齿轮9的节圆圆心；小驱动齿轮1与大环形齿轮9啮合，步进电机或伺服电机驱动小驱动齿轮1；在环状齿轮圈3的外圆处对称地固定装有3个定位轮4，定位轮4与外圈8滚动接触。
本实施例所述冷弯型钢外形尺寸的测量装置的测量方法是，先以大环形齿轮9的节圆圆心为原点建立一直角坐标系，再以大环形齿轮9的节圆圆心为极点建立一极坐标系r, θ，反射式激光位移传感器5的发光点到大环形齿轮9的节圆圆心间的距离为d0；
测量时，当反射式激光位移传感器5测量到发光点与被测冷弯型钢外表面的距离为di时，则被测冷弯型钢2外表面被测量的点所对应的极坐标为(d0-di，θ)，被测冷弯型钢2外表面被测量的点所对应的直角坐标为((d0-di)cosθ,(d0-di)sinθ)；据此，作出被测冷弯型钢2的实际外形图。
实施例2
一种冷弯型钢外形尺寸的测量装置及其测量方法。所述装置由环状齿轮圈3、3个定位齿轮4、反射式激光位移传感器5和小驱动齿轮1组成。
环状齿轮圈3的结构是：外圈8与内圈7通过筋板6同中心地固定连接，外圈8的宽度与内圈7的宽度相等，大环形齿轮9同中心地嵌装在外圈8上，大环形齿轮9的宽度与外圈8宽度相同。
反射式激光位移传感器5固定在环状齿轮圈3的外圈8与内圈7间，反射式激光位移传感器5的发射光通过大环形齿轮9的节圆圆心；小驱动齿轮1与大环形齿轮9啮合，步进电机或伺服电机驱动小驱动齿轮1；在环状齿轮圈3的外圆处对称地固定装有3个定位齿轮4，定位齿轮4与大环形齿轮9啮合。
本实施例的测量方法同实施例1。
实施例3
一种冷弯型钢外形尺寸的测量装置及其测量方法。所述装置由环状齿轮圈3、2个定位齿轮4、反射式激光位移传感器5和小驱动齿轮1组成。
环状齿轮圈3的结构是：大环形齿轮9通过筋板6直接与内圈7同中心地固定连接，所述的大环形齿轮9的宽度与内圈9宽度相同。
反射式激光位移传感器5固在大环形齿轮9与内圈7间，反射式激光位移传感器5的发射光通过大环形齿轮9的节圆圆心；小驱动齿轮1与大环形齿轮9啮合，步进电机或伺服电机驱动小驱动齿轮1；在环状齿轮圈3的外圆处对称地固定装有2个定位齿轮4，定位齿轮4与大环形齿轮9啮合。
本实施例的测量方法同实施例1。
实施例4
一种冷弯型钢外形尺寸的测量装置和测量方法。除定位齿轮4为3个外，其余同实施例3。
本具体实施方式在外圈8或大环形齿轮9的外圆处对应地设置有定位轮或定位齿轮4，以保证环状齿轮圈3的稳定运转；本发明在环状齿轮圈3安装有反射式激光位移传感器5，步进电机或伺服电机驱动环状齿轮圈3顺时针旋转360度后又逆时针旋转360度，依次往复转动，反射式激光位移传感器5随着环状齿轮圈3进行相应的往复转动。
当在生产线上作直线运动的冷弯型钢2穿过环状齿轮圈3向前运动时，固定在环状齿轮圈3上的反射式激光位移传感器5随着环状齿轮圈3顺时针旋转360度后逆时针旋转360度，反射式激光位移传感器5对冷弯型钢2的外表面点进行连续测量。
采用实施例1~4中任一种装置进行测量，其测量结果相同。表1是规格为250mm×150mm×6mm的被测冷弯型钢2的实测数据和与之相应的计算结果；据此，即可作出如图3所示的规格为250mm×150mm×6mm的被测冷弯型钢2实际外形图。
根据对被测冷弯型钢2的计算结果和实际外形图，结合被测冷弯型钢2的外形尺寸标准，判断被测冷弯型钢2的实际尺寸是否超差，据此作为调整轧机的依据或作为产品的质量证明提供给用户。
因此，本发明具有结构简单、操作方便和工作效率高的特点，不仅改变了现有的人工测量方式，且测量结果科学和准确，测量误差小于0.1mm。
表1 250mm×150mm×6mm冷弯型钢部分测量数据及计算结果
| θ | 3° | 6° | 9° | … | 360° | … | -351° | -354° | -357° |
| di | 224.898 | 224.596 | 224.098 | … | 225.003 | … | 224.096 | 224.589 | 224.891 |
| d0-di | 75.102 | 75.404 | 75.902 | … | 74.997 | … | 75.904 | 75.411 | 75.109 |
| xi | 74.999 | 74.991 | 74.968 | … | 74.997 | … | 74.969 | 74.998 | 75.006 |
| yi | 3.930 | 7.882 | 11.874 | … | 0.000 | … | 11.874 | 7.882 | 3.931 |
Claims (3)
1.一种冷弯型钢外形尺寸的测量装置，其特征在于所述装置由环状齿轮圈(3)、2~3个定位轮或定位齿轮(4)、反射式激光位移传感器(5)和小驱动齿轮(1)组成；
环状齿轮圈(3)的结构是：外圈(8)与内圈(7)通过筋板(6)同中心地固定连接，外圈(8)的宽度与内圈(7)的宽度相等，大环形齿轮(9)同中心地嵌装在外圈(8)上；或大环形齿轮(9)通过筋板(6)直接与内圈(7)同中心地固定连接；
反射式激光位移传感器(5)固定在环状齿轮圈(3)的外圈(8)与内圈(7)间、或反射式激光位移传感器(5)固在大环形齿轮(9)与内圈(7)间，反射式激光位移传感器(5)的发射光通过大环形齿轮(9)的节圆圆心；小驱动齿轮(1)与大环形齿轮(9)啮合，步进电机或伺服电机驱动小驱动齿轮(1)；在环状齿轮圈(3)的外圆处对称地固定装有2~3个定位轮或定位齿轮(4)，定位轮(4)与外圈(8)滚动接触、或定位齿轮(4)与大环形齿轮(9)啮合。
2.根据权利要求l所述的冷弯型钢外形尺寸的测量装置，其特征在于所述的大环形齿轮(9)的宽度与外圈(8)宽度相同、或大环形齿轮(9)宽度为外圈(8)宽度0.3~0.4倍；
当大环形齿轮(9)宽度为外圈(8)宽度0.3~0.4倍时，大环形齿轮(9)对称地嵌装在外圈(8)的素线中间位置处。
3.如权利要求1所述冷弯型钢外形尺寸的测量装置的测量方法，其特征在于先以大环形齿轮(9)的节圆圆心为原点建立一直角坐标系，再以大环形齿轮(9)的节圆圆心为极点建立一极坐标系（r, θ），反射式激光位移传感器(5)的发光点到大环形齿轮(9)的节圆圆心间的距离为d0；
测量时，当反射式激光位移传感器(5)测量到发光点与被测冷弯型钢外表面的距离为di时，则被测冷弯型钢(2)外表面被测量的点所对应的极坐标为(d0-di，θ)，被测冷弯型钢(2)外表面被测量的点所对应的直角坐标为((d0-di)cosθ,(d0-di)sinθ)；据此，作出被测冷弯型钢(2)的实际外形图。
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