CN104227506A - 一种焊机双切剪间隙测量装置及方法 - Google Patents

一种焊机双切剪间隙测量装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种焊机双切剪间隙测量装置，其设于焊机双切剪上，所述焊机双切剪包括可啮合的一对厚度方向上具有一间隙的具有斜刃的上剪刀和具有平刃的下剪刀，对应所述间隙设置的带光源的斜度和所述斜刃相同的一托架，对应所述光源设置的图像采集装置。相应地本发明还公开了一种应用上述焊机双切剪间隙测量装置进行焊机双切剪间隙测量的方法，其包括下列步骤：控制上剪刀和下剪刀位于一最初啮合点；将托架和图像采集装置同步移动至最初啮合点处；打开光源；控制上剪刀缓慢下降以在长度方向上与下剪刀逐渐啮合，并推动托架和图像采集装置沿下剪刀长度方向同步移动，图像采集装置采集间隙图像；根据采集的间隙图像测量间隙。

Description

一种焊机双切剪间隙测量装置及方法
技术领域
本发明涉及一种间隙测量装置及方法，尤其涉及一种双切剪间隙测量装置及方法。
背景技术
冷轧镀锡机组主要生产材质为T2-T5、厚度为0.17-0.55mm的镀锡板。冷轧镀锡机组采用窄搭接焊机，该焊机采用双切剪对需要焊接的带钢的带头进行剪切。焊机焊接工艺对镀锡板带头切口质量的要求非常高，双切剪的剪刃间隙尺寸是影响切口质量和剪刃磨损量的关键因素。镀锡板的材质、厚度等参数（料规）与剪刃间隙之间存在一种最佳对应关系，在这种最佳对应关系下得到的切口质量符合要求同时剪刃磨损小。如果能精确测得剪刃间隙，则能通过调整剪刃间隙至与将要剪切的料规满足上述最佳对应关系来保证切口质量同时控制剪刃磨损。
目前在无法精确测量双切剪的整条剪刃啮合面间隙的情况下，只能通过剪切后带头的毛刺情况来判断双切剪的整条剪刃啮合面间隙尺寸是否合适。
图1和图2分别显示了现有焊机双切剪在啮合前、后状态的结构，该焊机双切剪包括可相互啮合的上剪刀剪刃11’与下剪刀剪刃2’，啮合前状态如图1所示，啮合后状态如图2所示，由于上上剪刀剪刃11’是倾斜的，因此啮合点会随着啮合过程移动，A为完全啮合状态下最后一个啮合点位置。
图3显示了现有焊机双切剪间隙测量及调整方法的流程示意图。具体包括下列步骤：（1）上剪刀剪刃11’与下剪刀剪刃2’安装到位；（2）下剪刀剪刃2’上升到位；（3）上剪刀剪刃11’下降到位，剪刃完全啮合；（4）用塞尺测完全啮合状态下最后一个如图2所示的啮合点A的啮合间隙；（5）判断测量间隙，若不符合0.02mm则在下剪刃内垫垫片或抽垫片并返回第一步直到测量间隙为0.02mm；（6）对适合0.02mm间隙的镀锡板进行剪切试验；（7）判断切口手感，在有大毛刺位置的下剪刃内垫0.01mm垫片并返回上一步直到切口手感无大毛刺；（8）双切剪间隙测量调整完成。
然而，有时虽然新剪刃使用后剪切下来的带头毛刺很少，新剪刃使用时间却很短，不到正常使用周期的一半剪刃磨损就非常严重，进而导致带头切口毛刺严重，发生剪切粘连并影响焊接质量，频繁更换剪刃，严重影响焊机的焊接质量和机组的正常生产。因此上述方法并不能很好地保证焊机双切剪的剪切质量和效率。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种焊机双切剪间隙测量装置，该装置能精确检测双切剪的整条剪刃啮合面之间的间隙。
本发明的另一目的是提供一种应用上述焊机双切剪间隙测量装置进行焊机双切剪间隙测量的方法。
为了实现上述目的，本发明提出了一种焊机双切剪间隙测量装置，其设于焊机双切剪上，所述焊机双切剪包括设于下剪刀刀架上的下剪刀和设于上剪刀刀架上的上剪刀，所述下剪刀的剪刃为沿下剪刀长度方向水平的平刃，所述上剪刀的剪刃为沿上剪刀长度方向倾斜的斜刃，所述上剪刀和下剪刀啮合时在其厚度方向上具有一间隙；所述焊机双切剪间隙测量装置包括：
一上剪刀下降驱动装置，其与上剪刀连接，以驱动上剪刀向下朝着下剪刀移动；
一下剪刀上升驱动装置，其与下剪刀连接，以驱动下剪刀向上朝着上剪刀移动；
一托架，其设置于下剪刀刀架内，并对应所述间隙的位置设置，所述托架设置为可沿着下剪刀的长度方向移动，所述托架的上顶面为斜面，该斜面的斜率与上剪刀斜刃的斜率相同；
一光源，其设于所述托架上，所述光源的入射方向与下剪刀的高度方向一致；
一图像采集装置，其对应所述光源设置，并设置为与所述托架同步移动，采集焊机双切剪间隙的图像。
本发明所述的焊机双切剪间隙测量装置在工作时，上剪刀和下剪刀分别在上剪刀下降驱动装置和下剪刀上升驱动装置驱动下相对移动至一最初啮合点；然后将托架和图像采集装置同步移动至最初啮合点处，使得托架的上顶面与上剪刀的剪刃边缘贴合；图像采集装置的采集探头设置于上剪刀剪刃相对托架位置沿下剪刀高度方向的另一侧，这样图像采集装置可以正面采集到光源透过间隙的光线；打开光源，图像采集装置投入工作，控制上剪刀缓慢下降以在长度方向上与下剪刀逐渐啮合，由于托架的上顶面和上剪刀的剪刃边缘是斜度配合，上剪刀通过其剪刃推动托架并带动图像采集装置沿下剪刀长度方向同步移动，图像采集装置在移动过程中采集间隙图像，根据采集的间隙图像按图像采集装置的成像比例关系得到焊机双切剪的整条剪刃啮合面的间隙值。
进一步地，在上述焊机双切剪间隙测量装置中，所述上剪刀下降驱动装置包括：一对驱动气缸，其分别与上剪刀刀架长度方向上的两端连接；所述驱动气缸与气动管路连接，所述气动管路上设有截流阀和电磁阀，以对气动管路供给驱动气缸的气压进行调节。该上剪刀下降驱动装置可驱动上剪刀按照设定的速度缓慢下降。
进一步地，在上述焊机双切剪间隙测量装置中，所述下剪刀上升驱动装置包括一对驱动气缸，其分别与下剪刀刀架长度方向上的两端连接。
进一步地，在上述焊机双切剪间隙测量装置中，所述托架与一第一蜗轮蜗杆组件连接。
更进一步地，在上述焊机双切剪间隙测量装置中，所述图像采集装置设置在一底座上，所述底座与一第二蜗轮蜗杆组件连接，该第一蜗轮蜗杆组件中的蜗轮和第二蜗轮蜗杆组件中的蜗轮共轴设置，同步转动。
更进一步地，在上述焊机双切剪间隙测量装置中，共轴设置的两个蜗轮均与一摇杆连接，以在摇杆的驱动下同步转动。
进一步地，在上述焊机双切剪间隙测量装置中，所述光源为发光二极管灯带。
进一步地，在上述焊机双切剪间隙测量装置中，所述图像采集装置为微距摄像头。
进一步地，在上述焊机双切剪间隙测量装置中，还包括一用以显示间隙图像的成像显示元件，其与所述图像采集装置连接。该成像显示元件可以带有按成像比例和显示比例换算得到的刻度，从而直观得到间隙值曲线图。
相应地，基于本发明的另一目的，本发明还提出了一种采用上述焊机双切剪间隙测量装置进行焊机双切剪间隙测量的方法，其包括下列步骤：
（1）控制上剪刀和下剪刀发生相对移动，并于一最初啮合点开始啮合；
（2）将托架和图像采集装置同步移动至最初啮合点处；
（3）打开光源，图像采集装置投入工作；
（4）控制上剪刀缓慢下降以在长度方向上与下剪刀逐渐啮合，并推动托架和图像采集装置沿下剪刀长度方向同步移动，图像采集装置在移动过程中采集间隙图像；
（5）根据采集的间隙图像测量间隙。
进一步地，在上述焊机双切剪间隙测量方法的步骤（1）中保持下剪刀不动，控制上剪刀朝着下剪刀缓慢下降，下降速度为0.008-0.012mpm。
基于上述焊机双切剪间隙测量方法，将测得的间隙值与对应的最佳间隙值相比较，可以得出整条剪刃上需要调整的间隙区域和间隙量，然后通过调整和测量的循环操作，可以把间隙值控制在理想范围内。
本发明所述的焊机双切剪间隙测量装置及方法，能精确检测双切剪的整条剪刃啮合面的间隙，为焊机双切剪剪刃间隙的调整提供了关键的数据支持，使得整条剪刃间隙在剪切前可以被精确调整至最佳值，从而保证了切口质量，控制了剪刃磨损，提高了剪刃使用寿命，保证了焊机的焊接质量和机组的正常生产。
附图说明
图1为现有焊机双切剪在一种实施方式下的啮合前状态结构示意图。
图2为现有焊机双切剪在一种实施方式下的完全啮合后状态结构示意图。
图3为现有焊机双切剪间隙测量及调整方法在一种实施方式下的流程示意图。
图4为本发明所述的焊机双切剪间隙测量装置在一种实施方式下的结构主视图。
图5为本发明所述的焊机双切剪间隙测量装置在一种实施方式下的立体结构示意图。
图6为本发明所述的焊机双切剪间隙测量方法在一种实施方式下的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图和具体实施例来对本发明所述的焊机双切剪间隙测量装置及采用该焊机双切剪间隙测量装置进行焊机双切剪间隙测量的方法做出进一步地详细说明，但是该说明并不构成对于本发明技术方案的不当限定。
图4为本发明所述的焊机双切剪间隙测量装置在一种实施方式下的结构主视图。图5为本发明所述的焊机双切剪间隙测量装置在一种实施方式下的立体结构示意图。如图4和图5所示，焊机双切剪间隙测量装置设于焊机双切剪上。
请参阅图4，焊机双切剪包括设于下剪刀刀架1上的下剪刀和设于上剪刀刀架10上的上剪刀，下剪刀的剪刃2为沿下剪刀长度方向水平的平刃，上剪刀的剪刃11为沿上剪刀长度方向倾斜的斜刃，上剪刀和下剪刀啮合时在其厚度方向上在下剪刀的剪刃2和上剪刀的剪刃11之间具有一间隙；B为最初啮合点。
请继续参阅图4，焊机双切剪间隙测量装置包括：一对驱动气缸12，其分别与上剪刀刀架10长度方向上的两端连接，驱动气缸12与气动管路15连接，气动管路15上设有截流阀16和电磁阀17以对气动管路15供给驱动气缸12的气压进行调节，从而使得驱动气缸12可按照设定的速度驱动上剪刀缓慢下降；一对驱动气缸3，其分别与下剪刀刀架1长度方向上的两端连接，驱动气缸3与气动管路4连接，从而使得驱动气缸3可驱动下剪刀向上朝着上剪刀移动。
请参阅图5，焊机双切剪间隙测量装置还包括：对应间隙位置沿着下剪刀的长度方向通过第一支架35固定在下剪刀刀架1内的第一蜗杆33；与第一蜗杆33匹配设置的第一传动齿轮36；配合第一传动齿轮36设置的第一涡轮52；配合套接在第一蜗杆33上并与其联动的托架30，托架30的上顶面的斜率与上剪刀斜刃的斜率相同；托架30上顶面设有两条发光二极管灯带32；沿着下剪刀的长度方向通过第二支架49固定在下剪刀刀架1上的第二蜗杆47；与第二蜗杆47匹配设置的第二传动齿轮48；配合第二传动齿轮48设置的第二涡轮50；配合套接在第二蜗杆47上并与其联动的底座40；设置在底座40上从上方探测发光二极管灯带32透过间隙光线的微距摄像头45；第一涡轮52和第二涡轮50均与一摇杆51共轴连接，以通过摇杆51联动；一成像显示元件（图中未示出），与微距摄像头45信号连接，该成像显示元件带有按微距摄像头45的成像比例和显示比例换算得到的刻度，能直观得到间隙值曲线图。
上述焊机双切剪间隙测量装置在工作时，上剪刀和下剪刀分别在驱动气缸12和驱动气缸3驱动下相对移动至一最初啮合点B；然后通过操作摇杆51经第一涡轮52、第二涡轮50、第一传动齿轮36、第二传动齿轮48、第一蜗杆33、第二蜗杆47同步带动托架30和微距摄像头45移动至最初啮合点B处，使得托架30的上顶面与上剪刀的剪刃11边缘贴合；微距摄像头45的采集探头调整至上剪刀剪刃11相对托架30位置沿下剪刀高度方向的另一侧，这样微距摄像头45可以正面采集到发光二极管灯带32透过间隙的光线；点亮发光二极管灯带32，微距摄像头45投入工作，控制上剪刀缓慢下降以在长度方向上与下剪刀逐渐啮合，由于托架30的上顶面和上剪刀的剪刃11边缘是斜度配合，上剪刀通过其剪刃11推动托架30并通过第一蜗杆33、第一传动齿轮36、第一涡轮52、第二涡轮50、第二传动齿轮48、第二蜗杆47带动底座40上的微距摄像头45沿下剪刀长度方向同步移动，微距摄像头45在移动过程中采集同步移动的发光二极管灯带32光线透过间隙生成的间隙图像，通过成像显示元件显示的间隙值曲线图得到焊机双切剪的整条剪刃啮合面的间隙值。
图6显示了本发明所述的焊机双切剪间隙测量方法在一种实施方式下的流程。该实施方式具体如下：
（1）安装上剪刀剪刃11和下剪刀剪刃2；
（2）通过驱动气缸3控制下剪刀上升到位；
（3）通过驱动气缸12控制上剪刀以0.008-0.012mpm的速度缓慢下降至其剪刃与下剪刀剪刃的一最初啮合点B停止；
（4）通过操作摇杆51将托架30和底座40上的微距摄像头45同步移动至最初啮合点B处；
（5）点亮发光二极管灯带32，微距摄像头45投入工作；
（6）通过驱动气缸12控制上剪刀以0.008-0.012mpm的速度继续缓慢下降以在长度方向上与下剪刀逐渐啮合，并推动托架30联动微距摄像头45沿下剪刀长度方向同步移动，微距摄像头45在移动过程中采集间隙图像；
（7）成像显示元件接收微距摄像头45的图像信号，通过成像显示元件显示的间隙值曲线图，经成像比例和显示比例换算得到焊机双切剪的整条剪刃啮合面的间隙值。
要注意的是，以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种焊机双切剪间隙测量装置，其设于焊机双切剪上，所述焊机双切剪包括设于下剪刀刀架上的下剪刀和设于上剪刀刀架上的上剪刀，所述下剪刀的剪刃为沿下剪刀长度方向水平的平刃，所述上剪刀的剪刃为沿上剪刀长度方向倾斜的斜刃，所述上剪刀和下剪刀啮合时在其厚度方向上具有一间隙；其特征在于，所述焊机双切剪间隙测量装置包括：
一上剪刀下降驱动装置，其与上剪刀连接，以驱动上剪刀向下朝着下剪刀移动；
一下剪刀上升驱动装置，其与下剪刀连接，以驱动下剪刀向上朝着上剪刀移动；
一托架，其设置于下剪刀刀架内，并对应所述间隙的位置设置，所述托架设置为可沿着下剪刀的长度方向移动，所述托架的上顶面为斜面，该斜面的斜率与上剪刀斜刃的斜率相同；
一光源，其设于所述托架上，所述光源的入射方向与下剪刀的高度方向一致；
一图像采集装置，其对应所述光源设置，并设置为与所述托架同步移动，采集焊机双切剪间隙的图像。
2.如权利要求1所述的焊机双切剪间隙测量装置，其特征在于，所述上剪刀下降驱动装置包括：一对驱动气缸，其分别与上剪刀刀架长度方向上的两端连接；所述驱动气缸与气动管路连接，所述气动管路上设有截流阀和电磁阀，以对气动管路供给驱动气缸的气压进行调节。
3.如权利要求1所述的焊机双切剪间隙测量装置，其特征在于，所述下剪刀上升驱动装置包括一对驱动气缸，其分别与下剪刀刀架长度方向上的两端连接。
4.如权利要求1所述的焊机双切剪间隙测量装置，其特征在于，所述托架与一第一蜗轮蜗杆组件连接。
5.如权利要求4所述的焊机双切剪间隙测量装置，其特征在于，所述图像采集装置设置在一底座上，所述底座与一第二蜗轮蜗杆组件连接，该第一蜗轮蜗杆组件中的蜗轮和第二蜗轮蜗杆组件中的蜗轮共轴设置，同步转动。
6.如权利要求5所述的焊机双切剪间隙测量装置，其特征在于，共轴设置的两个蜗轮均与一摇杆连接，以在摇杆的驱动下同步转动。
7.如权利要求1所述的焊机双切剪间隙测量装置，其特征在于，所述光源为发光二极管灯带。
8.如权利要求1所述的焊机双切剪间隙测量装置，其特征在于，所述图像采集装置为微距摄像头。
9.如权利要求1所述的焊机双切剪间隙测量装置，其特征在于，还包括一用以显示间隙图像的成像显示元件，其与所述图像采集装置连接。
10.一种采用如权利要求1-9所述的装置进行焊机双切剪间隙测量的方法，其特征在于，包括下列步骤：
（1）控制上剪刀和下剪刀发生相对移动，并于一最初啮合点开始啮合；
（2）将托架和图像采集装置同步移动至最初啮合点处；
（3）打开光源，图像采集装置投入工作；
（4）控制上剪刀缓慢下降以在长度方向上与下剪刀逐渐啮合，并推动托架和图像采集装置沿下剪刀长度方向同步移动，图像采集装置在移动过程中采集间隙图像；
（5）根据采集的间隙图像测量间隙。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于：所述步骤（1）中保持下剪刀不动，控制上剪刀朝着下剪刀缓慢下降，下降速度为0.008-0.012mpm。
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