CN110017807B - 一种粗糙度测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种粗糙度测量装置及测量方法，属于测试设备技术领域。该装置的支架上装有输出轴朝下的旋转马达，输出轴与装有气缸的缸体座固连，气缸下伸端与上压板固连，上压板通过垂向引导机构与下压板构成垂向移动副，上压板与下压板之间装有弹力可调的压簧，下压板下装有粗糙度测量头，测量头的旁侧装有固定端固连于下压板的弹性缓冲器，缓冲器的下端低于测量头且其弹性刚度小于压簧。本发明可以完全自动化，效率高，避免了人为因素对测量结果的影响。并且确保了测量结果的准确可靠。此外，下压弹力和缓冲弹力可以分别调节，不仅对测量头起到良好的保护作用，而且可以使其处于最佳的测量状态。

Description

一种粗糙度测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及一种测量装置，尤其是一种粗糙度测量装置，同时涉及相应的测量方法，属于测试设备技术领域。

背景技术

长期以来，金属板材的表面粗糙度一直采用手持式测量仪进行测量，为了测试板材各测试点不同轧制方向的粗糙度数据，需要在各测试点多次转位测量，不仅效率低，而且测量结果容易受人为因素影响。虽然测量粗糙度的技术创新并不鲜见，如申请号为201310240082.2、201610837588.5、201811267779.8的中国专利文献分别公开了一种用于测量薄钢板表面粗糙度的测量台及测量方法、一种表面粗糙度测量装置、一种升降式粗糙度测量仪板材粗糙度自动测量装置，但这些技术方案均不适合金属板材的粗糙度测量。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种不仅方便快捷、而且准确稳定自动完成金属板材表面粗糙度测量的粗糙度测量装置，同时给出相应的测量方法。

为了达到以上目的，本发明粗糙度测量装置的基本技术方案为：包括安装于移位机构上的支架，所述支架上装有输出轴朝下的旋转马达，所述输出轴与装有气缸的缸体座固连，所述气缸下伸端与上压板固连，所述上压板通过垂向引导机构与下压板构成垂向移动副，所述上压板与下压板之间装有弹力可调的压簧，所述下压板下装有粗糙度测量头，所述测量头的旁侧装有固定端固连于下压板的弹性缓冲器，所述缓冲器的下端低于所述测量头且其弹性刚度小于所述压簧。

采用本发明进行粗糙度测量时的步骤为：

第一步、借助移位机构使粗糙度测量装置位于待测金属板材上方；

第二步、启动旋转电机使测量头处于板材需测轧制方向；

第三步、启动气缸降下上压板并联动下压板，使缓冲器下端先接触待测金属板材表面缓冲后，测量头触及待测金属板材表面；

第四步、气缸继续降下上压板并借助压簧通过下压板对测量头加压，使其达到测量所需的预定接触力；

第五步、读取测量头的粗糙度读数。

以上过程可以完全自动化，因此不仅效率高，而且避免了人为因素对测量结果的影响。并且测量头先缓冲接触待测表面、后以预定接触力触及待测表面，确保了测量结果的准确可靠。此外，下压弹力和缓冲弹力可以分别调节，不仅对测量头起到良好的保护作用，而且可以使其处于最佳的测量状态。

本发明进一步的完善是，所述下压板的一侧通过侧架装有带LED光源的CCD，所述侧架含有与下压板固连的下侧板和固定位置上下可调的上侧板。因此不仅可以方便地安装CCD，而且可以借助上侧板和下侧板的间距限定上压板与下压板相互之间的最小极限间距，避免测量头的意外损坏。

配备CCD后，所述第一步借助移位机构使粗糙度测量装置位于待测金属板材上方之后，借助CCD的观察预判，移位避开板材表面划痕，再进行后续不住；这样可以确保测量数据的准确性。

本发明更进一步的完善是，所述垂向引导机构包括固连于上压板上的导套与插装其中的导杆；所述导杆的下端与下压板固连，且上端具有安装调压螺母的螺纹段。

本发明再进一步的完善是，所述杆身套装位于上压板与下压板之间且弹力可调的压簧。

本发明又进一步的完善是，所述测量头的两侧分别装有两个上端通过螺杆和锁定螺母固连于下压板的弹性缓冲器。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一个实施例的立体结构示意图。

具体实施方式

实施例一

本实施例为板材粗糙度自动测量装置配套的粗糙度测量装置，如图1所示，悬臂状的支架1用于安装于平面二维移位机构上，从而可以对金属板材所需位置的粗糙度进行测量。支架1上装有输出轴朝下的旋转马达2，其输出轴与装有气缸4的缸体座3固连，该气缸4的下伸端与矩形上压板5固连，该上压板5通过分别设置在四角的垂向引导机构6与下压板7构成垂向移动副。具体而言，垂向引导机构6包括固连于上压板上的导套6-1与插装其中的导杆6-2，导杆6-2的下端与下压板7固连，上端具有安装调压螺母6-3的螺纹段，杆身套装位于上压板5与下压板7之间、弹力可调的压簧8。

下压板7下固定装有粗糙度测量头9（本实施例外购：霍美尔 T8000R 20，也可以酌情采购），该测量头9的两侧分别装有两个上端通过螺杆10-1和锁定螺母10-2固连于下压板7的弹性缓冲器10（俗称气簧），各缓冲器10的下端调至低于测量头9，且其弹性刚度（即产生单位变形所需的载荷）小于压簧8的刚度。

此外，下压板7的一侧通过侧架装有带LED光源13的CCD12，侧架含有与下压板7固连的下侧板11-1和固定位置通过垂向滑槽上下可调的L型上侧板11-2。这样不仅可以在测量粗糙度的同时采集相应的被测表面图像，而且可以通过调节上压板5上的限定螺钉5-1限定上侧板和下侧板的最小间距，从而约束上压板与下压板相互之间的最小极限间距，避免测量头的意外损坏。

测量时，移位机构使本实施例的测量装置位于待测金属板材上方，借助CCD的观察预判，避开板材表面划痕；之后，启动气缸降下上压板并联动下压板，使缓冲器下端先接触待测金属板材表面缓冲后，测量头触及待测金属板材表面；接着气缸继续降下上压板并借助压簧通过下压板对测量头加压，使其达到测量所需的预定接触力；最后读取测量头的粗糙度读数。

试验表明，采用本实施例的粗糙度测量装置测量金属板材的表面粗糙度具有如下显著优点：

1）弹簧和缓冲头复合结构，可在一定范围内自适应板材厚度（0.4~10mm）的变化，大大方便了检测过程；

2）测量方式灵活多变，测量角度可任意调节，根据需求可配备各种型号的粗糙度仪；

3）测量全程自动完成，无需人工干预，避免了人为因素影响测量结果；

4）借助可视系统预判表面质量，进一步保证了测量数据准确性。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种粗糙度测量装置，包括安装于移位机构上的支架，其特征在于：所述支架上装有输出轴朝下的旋转马达，所述输出轴与装有气缸的缸体座固连，所述气缸下伸端与上压板固连，所述上压板通过垂向引导机构与下压板构成垂向移动副，所述上压板与下压板之间装有弹力可调的压簧，所述下压板下装有粗糙度测量头，所述测量头的旁侧装有固定端固连于下压板的弹性缓冲器，所述缓冲器的下端低于所述测量头且其弹性刚度小于所述压簧；

所述下压板的一侧通过侧架装有带LED光源的CCD，所述侧架含有与下压板固连的下侧板和固定位置上下可调的上侧板。

2.根据权利要求1所述的粗糙度测量装置，其特征在于：所述垂向引导机构包括固连于上压板上的导套与插装其中的导杆；所述导杆的下端与下压板固连，且上端具有安装调压螺母的螺纹段。

3.根据权利要求2所述的粗糙度测量装置，其特征在于：所述导杆的杆身套装位于上压板与下压板之间且弹力可调的压簧。

4.根据权利要求3所述的粗糙度测量装置，其特征在于：所述测量头的两侧分别装有两个上端通过螺杆和锁定螺母固连于下压板的弹性缓冲器。

5.采用权利要求1所述粗糙度测量装置的测量方法，其特征在于步骤如下：

第一步、借助移位机构使粗糙度测量装置位于待测金属板材上方；

第二步、启动旋转电机使测量头处于板材需测纤维方向；

第三步、启动气缸降下上压板并联动下压板，使缓冲器下端先接触待测金属板材表面缓冲后，测量头触及待测金属板材表面；

第四步、气缸继续降下上压板并借助压簧通过下压板对测量头加压，使其达到测量所需的预定接触力；

第五步、读取测量头的粗糙度读数。

6.采用权利要求2至4任意一项所述粗糙度测量装置的测量方法，其特征在于步骤如下：

第一步、借助移位机构使粗糙度测量装置位于待测金属板材上方，借助CCD的观察预判，移位避开板材表面划痕；

第二步、启动旋转电机使测量头处于板材需测纤维方向；

第三步、启动气缸降下上压板并联动下压板，使缓冲器下端先接触待测金属板材表面缓冲后，测量头触及待测金属板材表面；

第四步、气缸继续降下上压板并借助压簧通过下压板对测量头加压，使其达到测量所需的预定接触力；

第五步、读取测量头的粗糙度读数。