CN110455238A - 橡塑卷材在线自动检测厚度的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的橡塑卷材在线自动检测厚度的装置，包括底座，设置在底座上的导辊、基准辊和横梁，设置在横梁上的滑动固定板；滑动固定板与横梁滑动连接；在滑动固定板上有一凹槽，基准辊设置在凹槽正下方；凹槽里侧一面水平设置有光源，与光源相对的面上水平设置有图像传感器；在凹槽上设置有涡流传感器，涡流传感器位于基准辊正上方；涡流传感器探头正对着基准辊设置；涡流传感器探头在光源发出的水平光线的下方。本发明还提供橡塑卷材在线自动检测厚度的方法，通过基准辊和滑动固定板的设置，利用涡流传感器、图像传感器完成被测量材料厚度的测量，实现了实时、无损检测，一方面避免了被测样品的浪费，另一方面测量全面，测量得到的数据精度高。
Description
技术领域
本发明涉及卷材厚度测量技术领域，更具体的，涉及一种橡塑卷材在线自动检测厚度的装置，还涉及一种橡塑卷材在线自动检测厚度的方法。
背景技术
贴合材料、带基布的人造革、涂层材料、发泡材料、压纹材料、压延片材、橡塑卷材、挤出片材、无纺布和复合材料等非导电的橡塑材料主要应用于工业生产和日常生活。在生产过程中，由于生产工艺的复杂性，生产出来的材料的会出现厚度不均匀的现象。因为材料内部密度的不均匀，导致使用X射线或K85射线等穿透式传感器也无法准确测量厚度值。
目前，上述材料的厚度检测方法是用手持压力式测厚仪接触式测量。其取样方法存在两点不足：通过人工在工况运转的生产线快速割出一块试样进行测量，但该操作会造成取样区域的产品报废，而且容易造成工人手掌割伤；在做完一卷产品后再取样检测，缺点是只能检查到尾料，因为检测不及时，容易导致不良品增多和漏检。
发明内容
本发明为克服现有的橡塑材料厚度检测方法存在无法在不浪费样品的情况下，全面地对卷材进行厚度测量的的技术缺陷，提供一种橡塑卷材在线自动检测厚度的装置。
本发明还提供一种橡塑卷材在线自动检测厚度的方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
橡塑卷材在线自动检测厚度的装置，包括底座，还包括设置在底座上的导辊、基准辊和横梁，设置在横梁上的滑动固定板；其中，滑动固定板与所述横梁滑动连接；
在所述滑动固定板上有一凹槽，所述基准辊设置在所述凹槽正下方；所述凹槽里侧一面水平设置有光源，与光源相对的面上水平设置有图像传感器；
在凹槽上设置有涡流传感器，所述涡流传感器位于所述基准辊正上方；所述涡流传感器探头底面正对着基准辊设置；
所述涡流传感器探头底面在光源发出的水平光线上边沿的下方。
所述涡流传感器探头在光源发出的水平光线的下方，保证在光源发射光线的时候，光线上边缘有被遮挡的部分。
其中，所述图像传感器为CCD测量仪器。
上述方案中，所述基准辊由非磁性材料制成，可以自由旋转，被测量材料紧贴在基准辊上表面；安装时，基准辊的顶面须高于光源下边缘，使光束发射时，下边缘有被遮挡的部分。
上述方案中，所述光源为高亮度的LED光源；所述图像传感器为高速/高精度的CCD测量仪器；所述涡流传感器的轴线和光源发射窗的垂直中线、CCD测量仪器接收窗口的垂直中线处于同一平面。
其中，所述导辊包括牵引导辊和引离导辊；所述牵引导辊、引离导辊在所述底座上同向转动。
上述方案中，牵引导辊位于基准辊的入料方向，引离导辊位于基准辊的出料方向，二者共同作用使被测量材料紧贴基准辊，并在基准辊上方形成的100°以上的包裹角度，同时保证被测量材料的上表面碰不到光源和CCD测量仪器，以免刮伤材料。
其中，横梁上开设有导轨；所述滑动固定板设置有与所述导轨适配的滑块，所述滑动固定板通过所述滑块设置在所述横梁的导轨上。
其中，所述底座上还设置有驱动电机；所述驱动电机用于驱动所述导辊转动；基准辊有两种工况：采用无电机驱动，通过卷材的摩擦力被动旋转，属于惰性轮；采用电机驱动，与导辊的转动速度同步。
其中，所述横梁设置有滑块往返驱动电机和同步带；所述滑块往返驱动电机通过所述同步带带动所述滑动固定板在所述横梁上往返滑动。
上述方案中，通过滑动固定板在导轨上滑动，沿导轨反复扫描被测量材料的厚度。
橡塑卷材在线自动检测厚度的方法，包括以下步骤：
S1：对装置进行修正；
S2：被测量材料由牵引导辊进行引导，绕过基准辊后由引离导辊将被测量材料引离；
S3：CCD测量仪器测量被测量材料表面与涡流传感器底面之间的距离，得到CCD测量值；
S4：涡流传感器测量涡流传感器底面与基准辊顶面之间的距离，得到涡流传感器测量值；
S5：根据CCD测量值和涡流传感器测量值得到被测量材料的厚度；
S6：调节滑动固定板的位置，重复步骤S2-S5，完成对被测量材料不同位置的厚度测量。
上述方案中，利用涡流传感器只能测量金属材料的特性，从而测得涡流传感器底面与基准辊顶面之间的距离。
其中，所述步骤S1的对装置进行修正的过程用于消除测量过程中的误差，具体为：将滑动固定板调节至被测量材料未能到达的位置，根据CCD测量值等于涡流传感器测量值对参数进行修正。
上述方案中，在测量过程中，因温度、湿度等环境因素变化，会造成涡流传感器、光源和图像传感器测量物性曲线不一致。从而需要将滑动固定板的位置，对装置进行修正，消除测量过程中的误差。
其中，在步骤S5中，所述被测量材料的厚度的具体计算公式为：被测量材料厚度＝涡流传感器测量值-CCD测量值。
其中，利用软件算法设置滑动固定板测量的往复次数，自动地实现被测量材料厚度的测量及消除测量过程中的误差。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明提供的一种橡塑卷材在线自动检测厚度的装置及方法，通过基准辊和滑动固定板的设置，利用涡流传感器、CCD测量仪器完成被测量材料厚度的测量，实现了实时、无损检测，一方面避免了被测样品的浪费，另一方面测量系统、全面，测量得到的数据精度高。
附图说明
图1为本发明所述装置结构示意图；
图2为本发明所述横截面示意图；
图3为本发明所述方法流程图；
其中：1、底座；2、导辊；21、牵引导辊；23、引离导辊；3、基准辊；4、滑动固定板；41、光源；42、图像传感器；43、涡流传感器；44、滑块；5、横梁；51、导轨；6、被测量材料；7、CCD测量值；8、涡流传感器测量值。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1所示，图2所示，橡塑卷材在线自动检测厚度的装置，包括底座1，还包括设置在底座1上的导辊2、基准辊3和横梁5，设置在横梁5上的滑动固定板4；其中，滑动固定板4与所述横梁5滑动连接；
在所述滑动固定板4上有一凹槽，所述基准辊3设置在所述凹槽正下方；所述凹槽里侧一面水平设置有光源41，与光源41相对的面上水平设置有图像传感器42；
在凹槽上设置有涡流传感器43，所述涡流传感器43位于所述基准辊3正上方；所述涡流传感器43探头底面正对着基准辊3设置；
所述涡流传感器43探头底面在光源41发出的水平光线上边沿的下方。
所述涡流传感器探头在光源发出的水平光线的下方，保证在光源41发射光线的时候，光线上边缘有被遮挡的部分。
更具体地，所述图像传感器42为CCD测量仪器。
在具体实施过程中，所述基准辊3由非磁性材料制成，可以自由旋转，被测量材料1紧贴在基准辊3上表面；安装时，基准辊3的顶面须高于光源41下边缘，使光束发射时，下边缘有被遮挡的部分。
在具体实施过程中，所述光源41为高亮度的LED光源；所述图像传感器42为高速/高精度的CCD测量仪器；所述涡流传感器43的轴线和光源41发射窗的垂直中线、CCD测量仪器接收窗口的垂直中线处于同一平面。
更具体的，所述导辊2包括牵引导辊21和引离导辊22；所述牵引导辊21、引离导辊22在所述底座1上同向转动。
在具体实施过程中，牵引导辊21位于基准辊3的入料方向，引离导辊22位于基准辊3的出料方向，二者共同作用使被测量材料6紧贴基准辊3，并在基准辊3上方形成的100°以上的包裹角度，同时保证被测量材料6的上表面碰不到光源41和CCD测量仪器，以免刮伤材料。
更具体的，横梁5上开设有导轨51；所述滑动固定板4设置有与所述导轨51适配的滑块44，所述滑动固定板4通过所述滑块44设置在所述横梁5的导轨51上。
更具体的，所述底座1上还设置有驱动电机；所述驱动电机用于驱动所述导辊2转动；基准辊3有两种工况：采用无电机驱动，通过卷材的摩擦力被动旋转，属于惰性轮；采用电机驱动，与导辊2的转动速度同步。
更具体的，所述横梁1设置有滑块往返驱动电机和同步带；所述滑块往返驱动电机通过所述同步带带动所述滑动固定板4在所述横梁1上往返滑动。
在具体实施过程中，通过滑动固定板4在导轨51上滑动，沿导轨反复扫描被测量材料6的厚度。
实施例2
更具体的，在实施例1的基础上，如图3所示，橡塑卷材在线自动检测厚度的方法，包括以下步骤：
S1：对装置进行修正；
S2：被测量材料6由牵引导辊21进行引导，绕过基准辊3后由引离导辊22将被测量材料6引离；
S3：CCD测量仪器测量被测量材料表面与涡流传感器43底面之间的距离，得到CCD测量值7；
S4：涡流传感器43测量涡流传感器43底面与基准辊3顶面之间的距离，得到涡流传感器测量值8；
S5：根据CCD测量值7和涡流传感器测量值8得到被测量材料6的厚度；
S6：调节滑动固定板4的位置，重复步骤S2-S5，完成对被测量材料6不同位置的厚度测量。
在具体实施过程中，利用涡流传感器43只能测量金属材料的特性，从而测得涡流传感器43底面与基准辊3顶面之间的距离。
更具体的，所述步骤S1的对装置进行修正的过程用于消除测量过程中的误差，具体为：将滑动固定板4调节至被测量材料6未能到达的位置，根据CCD测量值7等于涡流传感器测量值8对参数进行修正。
在具体实施过程中，在测量过程中，因温度、湿度等环境因素变化，会造成涡流传感器43、光源41和图像传感器42测量物性曲线不一致。从而需要将滑动固定板4的位置，对装置进行修正，消除测量过程中的误差。
更具体的，在步骤S5中，所述被测量材料6的厚度的具体计算公式为：被测量材料厚度＝涡流传感器测量值8-CCD测量值7。
更具体的，利用软件算法设置滑动固定板4测量的往复次数，自动地实现被测量材料6厚度的测量及消除测量过程中的误差。
在具体实施过程中，将被测量材料6厚度的数据进行实时地显示及监控，借助外部系统自动对超出厚度限定值的监测点进行报警提示，减小不良率，提高安全性及对人员的依赖性。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.橡塑卷材在线自动检测厚度的装置，包括底座(1)，其特征在于：还包括设置在底座(1)上的导辊(2)、基准辊(3)和横梁(5)，设置在横梁(5)上的滑动固定板(4)；其中，滑动固定板(4)与所述横梁(5)滑动连接；
在所述滑动固定板(4)上有一凹槽，所述基准辊(3)设置在所述凹槽正下方；所述凹槽里侧一面水平设置有光源(41)，与光源(41)相对的面上水平设置有图像传感器(42)；
在凹槽上设置有涡流传感器(43)，所述涡流传感器(43)位于所述基准辊(3)正上方；所述涡流传感器(43)探头底面正对着基准辊(3)设置；
所述涡流传感器(43)探头底面在光源(41)发出的水平光线上边沿的下方。
2.根据权利要求1所述的橡塑卷材在线自动检测厚度的装置，其特征在于：所述图像传感器(42)为CCD测量仪器。
3.根据权利要求2所述的橡塑卷材在线自动检测厚度的装置，其特征在于：所述导辊(2)包括牵引导辊(21)和引离导辊(22)；所述牵引导辊(21)、引离导辊(22)在所述底座(1)上同向转动。
4.根据权利要求3所述的橡塑卷材在线自动检测厚度的装置，其特征在于：横梁(5)上开设有导轨(51)；所述滑动固定板(4)设置有与所述导轨(51)适配的滑块(44)，所述滑动固定板(4)通过所述滑块(44)设置在所述横梁(5)的导轨(51)上。
5.根据权利要求4所述的橡塑卷材在线自动检测厚度的装置，其特征在于：所述底座(1)上还设置有驱动电机；所述驱动电机用于驱动所述导辊(2)转动。
6.根据权利要求5所述的橡塑卷材在线自动检测厚度的装置，其特征在于：所述横梁(5)设置有滑块往返驱动电机和同步带；所述滑块往返驱动电机通过所述同步带带动所述滑动固定板(4)在所述横梁(5)上往返滑动。
7.如权利要求6所述的橡塑卷材在线自动检测厚度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：对装置进行修正；
S2：被测量材料(6)由牵引导辊(21)进行引导，绕过基准辊(3)后由引离导辊(22)将被测量材料(1)引离；
S3：CCD测量仪器测量被测量材料(1)表面与涡流传感器(43)底面之间的距离，得到CCD测量值(7)；
S4：涡流传感器(43)测量涡流传感器(43)底面与基准辊(3)顶面之间的距离，得到涡流传感器测量值(8)；
S5：根据CCD测量值(7)和涡流传感器测量值(8)得到被测量材料(6)的厚度；
S6：调节滑动固定板(4)的位置，重复步骤S2-S5，完成对被测量材料(6)不同位置的厚度测量。
8.根据权利要求7所述的橡塑卷材在线自动检测厚度的方法，其特征在于：所述步骤S1的对装置进行修正的过程用于消除测量过程中的误差，具体为：将滑动固定板(4)调节至被测量材料(6)未能到达的位置，根据CCD测量值(7)等于涡流传感器测量值(8)对参数进行修正。
9.根据权利要求8所述的橡塑卷材在线自动检测厚度的方法，其特征在于：在步骤S5中，所述被测量材料(6)的厚度的具体计算公式为：被测量材料厚度＝涡流传感器测量值-CCD测量值。
10.根据权利要求7～9任一项所述的橡塑卷材在线自动检测厚度的方法，其特征在于：利用软件算法设置滑动固定板(4)测量的往复次数，自动地实现被测量材料(6)厚度的测量及消除测量过程中的误差。
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