CN111609781B - 一种在线测量预浸带厚度的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在线测量预浸带厚度的装置，包括：竖向设置供所述预浸带穿过的C型支架，可升降、可沿平行于所述预浸带前进方向运动且可沿垂直于所述预浸带前进方向水平运动；设于所述C型支架靠近开口端、用于测量所述预浸带厚度的千分表，所述千分表包括本体、固设于所述C型支架下侧边的下测头和可升降的上测头。本发明的在线测量预浸带厚度的装置结构紧凑，可在线测量预浸带宽幅方向任意位置的厚度，且不会与预浸带产生相对位移而损害预浸带，操作方便，测量准确。

Description

一种在线测量预浸带厚度的装置

技术领域

本发明涉及厚度测量技术领域，具体涉及一种在线测量预浸带厚度的装置。

背景技术

现有的测量厚度的形式一般是使用躬深长度为120mm的千分尺对预浸带进行测量，对于生产线上的在线测量预浸带厚度情况，通常存在以下问题：

1、躬深距离小，无法满足宽幅600mm的带材测量；

2、需要人工手旋测量，测试过程很缓慢，无法将测得的厚度数据及时反馈给生产线前阶段而不能做出调整；

3、测量和记录需要两个人进行操作。

此外，也有通过光学原理来测量厚度。其基本工作原理是：通过光源发射的光线遇到带材表面时反射到接收器上，剩余光线继续穿越带材，在达到下表面后反射至接收器，记录两者的时间差来计算带材的厚度。例如公告号为CN 203687883 U的专利说明书公开的透明塑料带材在线检测装置。然而，上述测试方式和装置对材料的透光性要求较高，且要求材质均匀性高，因此这种测厚装置不适合基材是聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、尼龙(PA)的纤维增强预浸带，因为纤维会造成带材的不均匀性，无法透过光，进而无法测量带材厚度。

公告号为CN 206387388 U的专利说明书公开了一种预浸料厚度检测装置，包括若干探测头和供若干探测头来回滑动的滑轨，每个所述探测头通过固定螺母紧固并与滑轨固定连接，并连接有独立的传输线，若干探测头通过传输线与显示终端连接。采用多个探测头分布设置，固定检测点，跟随预浸料的运动，形成直线型检测。

目前市面上生产的玻璃纤维增强热塑性树脂基预浸料，在生产过程中有由于挤出机料口缝隙大小，玻纤展宽工艺原因会出现薄厚不均现象。这种薄厚不均会影响预浸带的拉伸性能，以及预浸带制成层合板后的性能。因此，须在生产前期准确测量预浸料厚度，并调节至宽幅方向厚度均匀。

由于初始工艺参数调节的生产，生产初期会出现薄厚不均现象，所以需在生产初期及时测得宽幅方向数据得以反馈后参数调整，从而在后续生产中得到生产稳定的、厚度均匀的带材。

发明内容

针对本领域存在的不足之处，本发明提供了一种在线测量预浸带厚度的装置，可在线测量预浸带宽幅方向任意位置的厚度，且不会与预浸带产生相对位移而损害预浸带，操作方便，测量准确。

一种在线测量预浸带厚度的装置，包括：

竖向设置供所述预浸带穿过的C型支架，可升降、可沿平行于所述预浸带前进方向运动且可沿垂直于所述预浸带前进方向水平运动；

设于所述C型支架靠近开口端、用于测量所述预浸带厚度的千分表，所述千分表包括本体、固设于所述C型支架下侧边的下测头和可升降的上测头。

使用上述在线测量预浸带厚度的装置测量时，由于C型支架既可沿平行于所述预浸带前进方向运动又可沿垂直于所述预浸带前进方向水平运动，所以可以在线测量预浸带上任意位置的厚度。通过调节C型支架升降，带动千分表下测头随之升降，配合可升降的上测头，从而实现测量预浸带厚度以及释放预浸带。

作为优选，所述上测头通过第一气缸驱动实现升降运动。进一步地，所述上测头顶端连接一非弹性绳，所述非弹性绳另一端与所述第一气缸驱动端连接。所述第一气缸驱动所述非弹性绳进而提拉或释放所述上测头。

作为优选，所述在线测量预浸带厚度的装置还包括固定平台，所述固定平台上设有用于驱动所述C型支架升降的第二气缸。进一步地，所述C型支架下侧边底部固设有与所述第二气缸连接的顶杆，所述第二气缸通过驱动所述顶杆升降实现所述C型支架升降。

作为优选，所述在线测量预浸带厚度的装置还包括：

垂直于所述预浸带前进方向的横向导轨，所述固定平台设于所述横向导轨上且可沿所述横向导轨水平运动；

用于固定所述固定平台于所述横向导轨上的锁死机构。

正常情况下所述固定平台可沿所述横向导轨自由水平移动，当所述固定平台移动至所需位置时，通过锁死机构将所述固定平台固定于所述横向导轨上，以防止所述固定平台与所述横向导轨发生相对位移，进而使得千分表可在预浸带宽幅方向上测试任一固定点位置厚度。

作为优选，所述在线测量预浸带厚度的装置还包括：

平行于所述预浸带前进方向的纵向导轨；

与所述横向导轨固定连接且设于所述纵向导轨上、可沿所述纵向导轨水平运动的纵向滑块。

所述纵向滑块沿所述纵向导轨水平移动可带动所述横向导轨、固定平台、C型支架整体一起水平移动。

作为优选，所述纵向滑块上固设有竖向设置供所述预浸带穿过的C型座，所述C型座的上侧边下方和下侧边上方分别设有由夹紧气缸驱动、用于夹紧所述预浸带从而实现所述千分表与所述预浸带相对静止的夹紧部件。上述这套夹紧机构的设置可进一步保证测量装置与预浸带不发生相对位移，避免预浸带表面损伤。夹紧气缸驱动夹紧部件夹紧预浸带使预浸带和千分表不发生相对滑移，千分表的上下测头接触带材实现测量动作，测量稳定、准确。

作为优选，所述在线测量预浸带厚度的装置还包括控制系统、驱动端与所述纵向滑块连接的电机和设于所述纵向导轨的安装座上、用于感应所述纵向滑块位置的位置传感器，所述控制系统根据所述位置传感器反馈的纵向滑块位置信息控制所述第一气缸、第二气缸、夹紧气缸和电机工作。

作为优选，所述纵向导轨、纵向滑块有2组，分别设于所述预浸带两侧；

所述C型座和C型支架的开口相对设置且分别位于所述预浸带两侧。

本发明与现有技术相比，主要优点包括：本发明提供的在线测量预浸带厚度的装置结构紧凑，可在线测量预浸带宽幅方向任意位置的厚度，且不会与预浸带产生相对位移而损害预浸带，操作方便，测量准确。

附图说明

图1为实施例的在线测量预浸带厚度的装置的结构示意图；

图中：1-夹紧气缸；2-C型座；3-横向导轨；4-横向滑块；5-第二气缸；6-下测头；7-千分表本体；8-上测头；9-硬质管材；10-非弹性绳子；11-第一气缸；12-C型支架；13-固定平台；14-锁死机构；15-纵向导轨；16-限位柱；17-纵向滑块；18-位置传感器；19-夹紧部件；20-支撑柱；21-安装座。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的操作方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。

如图1所示，本实施例的在线测量预浸带厚度的装置包括安装座21、C型支架12、C型座2、控制系统(未画出)和电机(未画出)。

C型支架12和C型座2均为竖向设置，可供预浸带穿过，且C型支架12和C型座2开口相对设置且分别位于预浸带两侧。

安装座21上位于预浸带两侧分别设有一根平行于预浸带前进方向的纵向导轨15，两根纵向导轨15上分别设有可沿纵向导轨15水平运动的纵向滑块17。安装座21上靠近纵向导轨15两端处分别固设有可拆卸的限位柱16，以防止纵向滑块17滑出纵向导轨15。两块纵向滑块17均与电机驱动端连接，且两块纵向滑块17上固设有两根垂直于预浸带前进方向的横向导轨3。两根横向导轨3上设有可沿横向导轨3水平运动的固定平台13，且固定平台13可通过锁死机构14固定在横向导轨3上，以防止固定平台与横向导轨发生相对位移。锁死机构14可采用螺栓紧固等方式。固定平台13上固设有两个第二气缸5。

C型支架12下侧边底部螺纹固定连接有两个顶杆，两个顶杆的另一端分别与两个第二气缸5连接，且分别由两个第二气缸5驱动升降，从而连带C型支架12一起升降运动。C型支架12靠近开口端设有用于测量预浸带厚度的千分表，千分表包括设于C型支架12上侧边的千分表本体7、贯穿千分表本体7的上测头8和固设于C型支架12下侧边的下测头6。C型支架12上侧边上靠近竖边一端设有第一气缸11。C型支架12上侧边上竖直向上伸出两根支撑柱19。第一气缸11通过穿设在硬质管材9中的非弹性绳子10与上测头8顶端连接，通过气缸驱动非弹性绳子10带动上测头8升降运动。硬质管材9为弧形，架设于两根支撑柱19上。

C型座2通过连接板固设于纵向滑块17上，C型座2的上侧边下方和下侧边上方分别设有由夹紧气缸1驱动、用于夹紧预浸带的夹紧部件2。两个夹紧部件2分别穿过C型座2的上侧边和下侧边与设于C型座2上侧边上方、下侧边下方的夹紧气缸1连接。

安装座21上还设有用于感应纵向滑块17位置的位置传感器18。控制系统根据位置传感器18反馈的纵向滑块17的位置信息控制第一气缸11、第二气缸5、夹紧气缸1和电机工作。

具体使用本实施例的装置(以下或简称“测厚仪”)在线测量预浸带厚度时，C型支架12采用刚性材料(如铝合金型材)制成，不变形，保证测量精度。C型支架12的躬深为400mm(即竖边至开口端距离)。在测厚仪未工作时，千分表的上测头8可以上移，C型支架12整体下移带动下测头6下移，上测头8和下测头6保持常开状态，且常开状态时上测头8和下测头6均应和直线运动中的预浸带保持一定的距离，以防止上测头8和下测头6与预浸带长时间接触而损坏预浸带表面。测量时，调整C型支架12至待测量位置，锁紧锁死机构14使C型支架12不会发生横向相对运动。控制系统控制第一气缸11驱动非弹性绳子10释放上测头8使上测头8与预浸带上表面接触，控制系统控制第二气缸5驱动顶杆上升带动C型支架12、下测头6上升，使下测头6与预浸带下表面接触，此时千分表本体7上显示测量得到的预浸带厚度示数。此外，控制系统同时还控制夹紧气缸1驱动夹紧部件19伸出分别与预浸带的上表面和下表面接触夹紧预浸带。由于在线测量厚度时，预浸带始终处于直线前进的运动状态，所以当上测头8、下测头6以及夹紧部件19与预浸带抵接时，预浸带会带动上测头8、下测头6以及夹紧部件19一起前进，进而带动C型座2、C型支架12、固定平台13、横向导轨3、纵向滑块17沿纵向导轨15整体一起前进(此时电机不工作)，从而保证预浸带厚度测量的准确性以及防止上测头8、下测头6和预浸带发生相对位移而造成预浸带表面损伤。当位置传感器18检测到纵向滑块17到达预设位置时，发送信号给控制系统，控制系统控制第一气缸11驱动非弹性绳子10提拉上测头8使上测头8与预浸带上表面分离，控制第二气缸5驱动顶杆下降带动C型支架12、下测头6下降，使下测头6与预浸带下表面分离，释放预浸带。此外，控制系统还控制夹紧气缸1驱动夹紧部件19缩回从而与预浸带的上表面和下表面分离，释放预浸带。同时，控制系统控制电机工作，驱动纵向滑块17沿纵向导轨15运动至初始测量位置，以便进行下一次在线厚度测量。

使用上述在线测量预浸带厚度的装置测量时，由于C型支架既可沿平行于预浸带前进方向运动又可沿垂直于预浸带前进方向水平运动，所以可以在线测量预浸带上任意位置的厚度。通过调节C型支架升降，带动千分表下测头随之升降，配合可升降的上测头，从而实现夹紧预浸带测量厚度以及释放预浸带。而且，由于C型支架可沿平行于预浸带前进方向运动，所以当千分表的上下测头夹紧预浸带时，C型支架会与随预浸带一起进行运动而不产生相对位移，从而在厚度测量过程中保护预浸带不受损。

本实施例提供的在线测量预浸带厚度的装置结构紧凑，可在线测量预浸带上任意位置的厚度，且不会与预浸带产生相对位移而损害预浸带，操作方便，测量准确。

此外应理解，在阅读了本发明的上述描述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (4)

1.一种在线测量预浸带厚度的装置，其特征在于，包括：

竖向设置供所述预浸带穿过的C型支架，可升降、可沿平行于所述预浸带前进方向运动且可沿垂直于所述预浸带前进方向水平运动；

设于所述C型支架靠近开口端、用于测量所述预浸带厚度的千分表，所述千分表包括本体、固设于所述C型支架下侧边的下测头和可升降的上测头；

固定平台，所述固定平台上设有用于驱动所述C型支架升降的第二气缸；

垂直于所述预浸带前进方向的横向导轨，所述固定平台设于所述横向导轨上且可沿所述横向导轨水平运动；

用于固定所述固定平台于所述横向导轨上的锁死机构；

平行于所述预浸带前进方向的纵向导轨；

与所述横向导轨固定连接且设于所述纵向导轨上、可沿所述纵向导轨水平运动的纵向滑块；所述纵向滑块上固设有竖向设置供所述预浸带穿过的C型座，所述C型座的上侧边下方和下侧边上方分别设有由夹紧气缸驱动、用于夹紧所述预浸带从而实现所述千分表与所述预浸带相对静止的夹紧部件。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上测头通过第一气缸驱动实现升降运动。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括控制系统、驱动端与所述纵向滑块连接的电机和设于所述纵向导轨的安装座上、用于感应所述纵向滑块位置的位置传感器，所述控制系统根据所述位置传感器反馈的纵向滑块位置信息控制所述第一气缸、第二气缸、夹紧气缸和电机工作。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述纵向导轨、纵向滑块有2组，分别设于所述预浸带两侧；

所述C型座和C型支架的开口相对设置且分别位于所述预浸带两侧。

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