CN109827538B - 一种棒材平直度检测装置及其平直度检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种棒材平直度检测装置及其平直度检测方法，属于钢铁测试领域。本发明包括固定棒材端部且带动棒材绕棒材轴线转动的自定心卡盘，位于棒材正下方用于支撑棒材的可调力支撑架，用于测定棒材外表面数据的测量表。本发明可检测出棒材在其轴线方向各个位置的平直度，以及在其径向方向上的各个方法的平直度。方便、快捷、准确地检测出棒材的平直度，同时可与棒材的生产设备相结合，形成闭环控制系统，提高棒材质量。

Description

一种棒材平直度检测装置及其平直度检测方法
技术领域
本发明属于钢铁测试领域，涉及一种棒材平直度检测装置及其平直度检测方法。
技术背景
在许多以棒材为原材料的机械加工行业中，许多工件对棒材都有平直度的要求，这就要求棒材生产过程中要提高棒材的平直度，因此需要对棒材的平直度进行测量，同时在圆柱形工件、管材等方面也都有平直度要求。因此，需要设计一种能够快速、准确地测量出平直度的装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种棒材平直度检测装置及其平直度检测方法，以提高棒材平直度检测速度及准确度。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种棒材平直度检测装置，其特征在于，包括固定棒材端部且带动棒材绕棒材轴线转动的自定心卡盘，位于棒材正下方用于支撑棒材的可调力支撑架，用于测定棒材外表面数据的测量表。
进一步的技术方案在于，所述可调力支撑架包括组装后内部形成空腔的螺套、套筒盖，贯穿螺套伸至空腔内部的活塞杆，环套在活塞杆外表面且置于螺套与活塞杆之间的调节螺套，置于空腔内部且一端抵触套筒盖一端抵触活塞杆的弹簧，固定在活塞杆顶部的两个滚轮；两个所述滚轮竖直对称；所述滚轮的轴线与棒材轴线平行，且滚轮与棒材表面线接触；所述调节螺套外表面与螺套内表面螺纹连接。
进一步的技术方案在于，还包括装置平台；所述自定心卡盘固定在装置平台上的主机箱上；所述可调力支撑架固定在装置平台上，所述测量表固定在测量表移动台上，所述测量表移动台固定在装置平台上的滑动导轨上。
进一步的技术方案在于，还包括数据采集处理器；所述测量表与数据采集处理器电连接。
进一步的技术方案在于，还包括控制器，所述装置平台还设置与滑动导轨平行的丝杠，所述测量表移动台内部设置电机，所述控制器驱动电机转动，所述电机与丝杠螺纹啮合。
进一步的技术方案在于，所述测量表的测量头为三棱柱形。
进一步的技术方案在于，两个所述滚轮固定在滚轮固定板上；所述活塞杆伸至滚轮固定板内部，且滚轮固定板绕活塞杆轴线转动。
进一步的技术方案在于，一种棒材平直度检测装置的平直度检测方法，其特征在于，自定心卡盘固定棒材一端，棒材其他部位用至少一个可调力支撑架支撑，以抵消棒材的自重；将棒材的圆界面取多个等分点；测量时，首先测量表停在设定的初始位置，测量表移动台在控制器控制驱动下向棒材自由端匀速移动，数据采集处理器按一定频率采集数据并储存，当移动到棒材末端设定位置B时，测量表完成一个等分点测量，复位到棒材的初始位置，与此同时，棒材在自定心卡盘带动下旋转到下一个等分点进行测量，重复上述测量操作，直至完成所有等分点的测量；待数据采集处理器完成数据采集后，对数据进行处理对棒材的平直度进行分析计算，得出棒材的平直度。
进一步的技术方案在于，平直度检测方法，其特征在于，将棒材的圆界面取2个等分点，进行180°对称测量，由此得出棒材在不同平面内的平直度。
本发明提供的棒材平直度检测装置，其具有的技术优势在于，可检测出棒材在其轴线方向各个位置的平直度，以及在其径向方向上的各个方法的平直度。方便、快捷、准确地检测出棒材的平直度，同时可与棒材的生产设备相结合，形成闭环控制系统，提高棒材质量。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明局部放大图；
图3为本发明可活动弹性支撑架。
图标：1-主机箱；2-三爪自定心卡盘；3-测量表；4-测量表移动台；5-可调力支撑架；6-滚轮；7-滚轮固定板；8-活塞杆；9-调节螺套；10-弹簧；11-螺套；12-套筒盖；13-支撑架移动台；14-棒材；15-装置平台；16-数据采集处理器；17-滑动导轨。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，本领域的普通技术人员可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的技术范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步详细描述。
如图1所示，本发明阐述了一种棒材平直度检测装置，其包括固定棒材14端部且带动棒材14绕棒材轴线转动的自定心卡盘，位于棒材14正下方用于支撑棒材14的可调力支撑架5，用于测定棒材外表面数据的测量表3。
如图3所示，本发明优选实施例中，所述可调力支撑架5包括组装后内部形成空腔的螺套11、套筒盖12，贯穿螺套11伸至空腔内部的活塞杆8，环套在活塞杆8外表面且置于螺套11与活塞杆8之间的调节螺套9，置于空腔内部且一端抵触套筒盖12一端抵触活塞杆8的弹簧10，固定在活塞杆8顶部的两个滚轮6；两个所述滚轮6竖直对称；所述滚轮6的轴线与棒材轴线平行，且滚轮6与棒材14表面线接触；所述调节螺套9外表面与螺套11内表面螺纹连接。
本发明优选实施例中，还包括装置平台15；所述自定心卡盘固定在装置平台15上的主机箱1上；所述可调力支撑架5固定在装置平台15上，所述测量表3固定在测量表移动台4上，所述测量表移动台4固定在装置平台15上的滑动导轨17上。
螺套11底部通过套筒盖12将整个部件封装为一体，通过旋转调节螺套9可达到调整可调力弹性支撑架5底部滚轮向外提供的力的大小。
本发明优选实施例中，还包括数据采集处理器16；所述测量表3与数据采集处理器16电连接，数据采集处理器16可采用计算机。
本发明优选实施例中，还包括控制器，所述装置平台15还设置与滑动导轨17平行的丝杠，所述测量表移动台4内部设置电机，所述控制器驱动电机转动，所述电机与丝杠螺纹啮合。电机采用步进电机。
本发明优选实施例中，测量表移动台4安装在滑动导轨上，由丝杠或其他方式推动，其运动形式为直线运动。
本发明优选实施例中，所述测量表3的测量头为三棱柱形。
本发明优选实施例中，两个所述滚轮6固定在滚轮固定板7上；所述活塞杆8伸至滚轮固定板7内部，且滚轮固定板7绕活塞杆8轴线转动。
本发明优选实施例中，顶部一对水平布置的滚轮6，其安装在滚轮固定板7上，活塞杆8一端有螺纹，通过螺纹与滚轮固定板7紧密连接。
本发明优选实施例中，自定心卡盘采用三爪自定心卡盘2
本发明测量前，棒材14经过其他方式运送到本发明平棒材平直度检测装置处，将其一端通过三爪自定心卡盘2夹紧，三爪自定心卡盘2表面有刻度，用以标明所测棒材14的径向方向，沿棒材14轴线方向布置多个可调力弹性支撑架5，滚轮6紧贴棒材本体14表面。可调力弹性支撑架5已设定好一定大小的力，通过该方式，可消除大部分重力影响。
测量表3的测量头紧贴棒材本体14，如图2所示，通过三棱柱形的测量头紧贴棒材本体14，可保证测量时测量表3所测得的数据始终是竖直平面内的平直度；将棒材的圆界面取多个等分点。
测量时，首先测量表3停在设定的初始位置A，测量表移动台4在控制器控制驱动下向棒材自由端匀速移动，数据采集处理器16按一定频率采集数据并储存，当移动到棒材末端设定位置B时，测量3表完成一个等分点测量，复位到棒材14的初始位置A，与此同时，棒材14在自定心卡盘带动下旋转到下一个等分点进行测量，重复上述测量操作，直至完成所有等分点的测量；待数据采集处理器完成数据采集后，对数据进行处理对棒材的平直度进行分析计算，得出棒材的平直度。
在此，对本发明所述装置测量数据处理方法进行分析：
将棒材14的一端用所述自定心卡盘进行固定，通过所述测量表3在垂直平面内测量棒材14最高点的外表面母线1(该组数据记为A1)的平直度；然后将棒料旋转180度，测量表3在垂直平面内测量棒材14最高点的外表面母线2(改组数据记为A2)，因为棒料是圆柱形实体，因此母线1与母线2在垂直平面内是关于理想中心轴线(即棒材轴线)对称的，数据A1与数据A2应具有对称关系，即A1＝A2。则棒材实际在该平面内的平直度为：(A1+A2)/2。
此处仅做两次测量，实际情况中可将棒材的圆界面取多个等分点，进行180度对称测量，由此可得出棒材在不同平面内的平直度。
数据采集处理器也储存有滑动导轨的平直度误差及三爪自定心卡盘的旋转误差，当对棒材进行平直度分析时，将该误差拟合进所测得的数据，以减小装置误差。
以上实施例仅用于说明本发明的而技术方案，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、或根据上述实施例进行改进或变换，均属于本发明所附权利要求的而保护范围。

Claims (6)

1.一种棒材平直度检测装置，其特征在于，包括固定棒材端部且带动棒材绕棒材轴线转动的自定心卡盘，位于棒材正下方用于支撑棒材的可调力支撑架，用于测定棒材外表面数据的测量表，所述可调力支撑架包括组装后内部形成空腔的螺套、套筒盖，贯穿螺套伸至空腔内部的活塞杆，环套在活塞杆外表面且置于螺套与活塞杆之间的调节螺套，置于空腔内部且一端抵触套筒盖一端抵触活塞杆的弹簧，固定在活塞杆顶部的两个滚轮；两个所述滚轮竖直对称；所述滚轮的轴线与棒材轴线平行，且滚轮与棒材表面线接触；所述调节螺套外表面与螺套内表面螺纹连接；还包括数据采集处理器；所述测量表与数据采集处理器电连接；所述测量表的测量头为三棱柱形。
2.根据权利要求1所述的一种棒材平直度检测装置，其特征在于，还包括装置平台；所述自定心卡盘固定在装置平台上的主机箱上；所述可调力支撑架固定在装置平台上，所述测量表固定在测量表移动台上，所述测量表移动台固定在装置平台上的滑动导轨上。
3.根据权利要求2所述的一种棒材平直度检测装置，其特征在于，还包括控制器，所述装置平台还设置与滑动导轨平行的丝杠，所述测量表移动台内部设置电机，所述控制器驱动电机转动，所述电机与丝杠螺纹啮合。
4.根据权利要求2所述的一种棒材平直度检测装置，其特征在于，两个所述滚轮固定在滚轮固定板上；所述活塞杆伸至滚轮固定板内部，且滚轮固定板绕活塞杆轴线转动。
5.利用权利要求1-4任一项权利要求所述的一种棒材平直度检测装置的平直度检测方法，其特征在于，自定心卡盘固定棒材一端，棒材其他部位用至少一个可调力支撑架支撑，以抵消棒材的自重；将棒材的圆界面取多个等分点；测量时，首先测量表停在设定的初始位置，测量表移动台在控制器控制驱动下向棒材自由端匀速移动，数据采集处理器按一定频率采集数据并储存，当移动到棒材末端设定位置B时，测量表完成一个等分点测量，复位到棒材的初始位置，与此同时，棒材在自定心卡盘带动下旋转到下一个等分点进行测量，重复上述测量操作，直至完成所有等分点的测量；待数据采集处理器完成数据采集后，对数据进行处理对棒材的平直度进行分析计算，得出棒材的平直度。
6.根据权利要求5所述的平直度检测方法，其特征在于，将棒材的圆界面取2个等分点，进行180°对称测量，由此得出棒材在不同平面内的平直度。
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