CN111854575B - 辊环环槽检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种辊环环槽检测装置，包括：平台、光源、辊环盛放台、成像透镜、槽型图板及调整架，平台上设有导向结构，在导向结构延伸的方向上，调整架、成像透镜、辊环盛放台及光源顺次排布且分别与导向结构滑动连接，槽型图板设置于调整架上，槽型图板上设有标准槽型线，标准槽型线中心设有图板十字线，辊环盛放台包括与导向结构滑动配合用于支撑辊环的基台。如此设置，对辊环环槽进行检测时，能够直观地测出环槽的深度以及环槽距离基准面的距离，有数据作为支撑，相对于通过人眼观察，准确度更高，误差更小，而将环槽槽型通过放大投影的方式与槽型图板上的标准槽型线进行对比，能够更加细微地观察环槽槽型的情况。

Description

辊环环槽检测装置

技术领域

本发明涉及辊环检测技术领域，特别是涉及一种辊环环槽检测装置。

背景技术

线材轧制用辊环主要用于冶金行业线材连续轧制系统，是线材轧制过程中的核心部件。辊环外圆周表面的环槽是决定轧件尺寸的关键，但是由于环槽的横截面多为椭圆形或者圆形，导致环槽的相关尺寸无法进行有效测量，仅能凭肉眼与槽型样板对比。通过人为的经验感觉评价环槽质量，没有标准的检测质量，导致环槽加工质量统一性度低、稳定性差，不利于轧材尺寸精度的精确控制。

目前，辊环22上的环槽加工完毕后，通常采用图1中所示的槽型样板21检验法对辊环22的环槽进行检测。环槽中心至辊环22基准面的距离，通过槽型样板21沿辊环22边向内滑动，由目视透过中心两侧的间隙大小，决策尺寸的偏差，没有尺寸数据支撑；环槽横截面的弧度同样是通过目视环槽的槽壁与槽型样板21之间间隙匀称情况，决定弧度质量情况，随意性大，最终导致产品的尺寸质量不稳定。环槽的深度通常由利用深度百分表测量，由于环槽尺寸较小，所以测量误差较大。因此，如何解决现有技术中辊环22圆周表面上环槽的槽型质量检测随意性大，检测误差大的问题是本领域技术人员所亟需解决的技术问题。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种具有数据支撑检测误差小的辊环环槽检测装置。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种辊环环槽检测装置，包括：平台、光源、辊环盛放台、成像透镜、槽型图板及调整架，所述平台上设有导向结构，在所述导向结构延伸的方向上，所述调整架、所述成像透镜、所述辊环盛放台及所述光源顺次排布且分别与所述导向结构滑动连接，所述槽型图板设置于所述调整架上，所述调整架用于带动所述槽型图板沿竖直方向以及与所述导向结构延伸方向相垂直的水平方向位移，所述槽型图板上设有标准槽型线，所述标准槽型线中心设有图板十字线，所述辊环盛放台包括与所述导向结构滑动配合用于支撑辊环的基台。

进一步地，所述辊环盛放台还包括设置于所述基台上且沿竖直方向延伸以供辊环套装的轴体，所述轴体位于所述导向结构的一侧，所述轴体下端还设有相对于所述轴体偏心设置的枢轴，所述基台上设有供所述枢轴伸入的安装孔，所述基台上还设有用于与辊环外圆周侧壁相抵的定位块，所述定位块的中心与所述导向结构的中心重合。

进一步地，还包括用于驱动所述枢轴转动的驱动丝杠，所述枢轴的外圆周表面设有用于与所述驱动丝杠配合的齿，所述基台上设有与所述安装孔垂直且连通的丝杠孔，所述驱动丝杠可转动地安装于所述丝杠孔内且与所述枢轴传动连接。

进一步地，所述枢轴远离所述轴体的一端设有与所述枢轴同轴设置的支承轴，所述安装孔的底壁上设有供所述支承轴伸入的轴承孔，所述支承轴通过轴承可转动地安装于所述轴承孔内。

进一步地，所述轴体的数量为两个，两个所述轴体分布于所述导向结构的两侧。

进一步地，所述调整架包括竖直驱动装置和水平驱动装置，所述竖直驱动装置包括第一外壳和第一丝杠，所述水平驱动装置包括第二外壳、第二丝杠和滑块，所述第一外壳安装于所述平台上，所述第一外壳上设有沿竖直方向延伸的第一滑轨，所述第二外壳可滑动地安装于所述第一滑轨上，所述第一丝杠与所述第一外壳转动连接，且与所述第二外壳螺纹配合，所述第二外壳上设有沿与所述导向结构延伸方向相垂直的方向水平延伸的第二滑轨，所述滑块可滑动地安装在所述第二滑轨上，所述第二丝杠与所述第二外壳转动连接，且与所述滑块螺纹配合，所述槽型图板安装于所述滑块上。

进一步地，所述第一丝杠和所述第二丝杠上分别设有刻度线，所述第一外壳和所述第二外壳分别设有用于与所述第一丝杠上的所述刻度线和所述第二丝杠上的所述刻度线配合读数的0刻线。

进一步地，还包括用于驱动辊环支撑台位移的调整丝杠，所述调整丝杠的延伸方向与所述导向结构的延伸方向相平行且与所述平台可转动地相连接，所述调整丝杠与所述基台螺纹配合。

进一步地，所述光源前端设有聚光透镜。

进一步地，所述成像透镜靠近所述槽型图板一侧的表面上设有十字标线。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明的一种辊环环槽检测装置，包括：平台、光源、辊环盛放台、成像透镜、槽型图板及调整架，平台上设有导向结构，在导向结构延伸的方向上，调整架、成像透镜、辊环盛放台及光源顺次排布且分别与导向结构滑动连接，槽型图板设置于调整架上，调整架用于带动槽型图板沿竖直方向以及与导向结构延伸方向相垂直的水平方向位移，槽型图板上设有标准槽型线，标准槽型线中心设有图板十字线，辊环盛放台包括与导向结构滑动配合用于支撑辊环的基台。

使用时，将辊环置于基台上，并且辊环的外圆周表面不超过导向结构的中心线，点亮光源，光源的部分光线照射在辊环上，剩余部分光线经过成像透镜后照射在槽型图板上，而被辊环阻挡的光线无法投射到槽型图板上，从而在槽型图板上形成相对于辊环成比例放大的阴影。通过沿竖直方向或者垂直于导向结构的水平方向调整槽型图板，使得槽型图板上的图板十字线相对于辊环的投影相对运动，在移动图板十字线的过程中，分别记录调整架在任意两点时的刻度数值，通过简单的计算就能够得到该任意两点的距离，并且将测得的距离除以图像在槽型图板上的放大倍数即得到真实数值，以此原理能够计算得出辊环环槽的深度以及环槽距离基准端面的距离。而通过对比辊环的环槽投影与槽型图板上的标准槽型线，能够直观得出辊环环槽的槽型质量情况。

如此设置，利用辊环环槽检测装置对辊环环槽进行检测时，能够直观地测出环槽的深度以及环槽距离基准面的距离，有数据作为支撑，相对于现有技术中通过人眼观察的方式，准确度更高，误差更小，而将环槽槽型通过放大投影的方式与槽型图板上的标准槽型线进行对比，能够更加细微地观察环槽槽型的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中辊环环槽检测方式示意图；

图2为本发明实施例中辊环环槽检测装置的结构示意图；

图3为图1中辊环环槽检测装置的俯视图；

图4为图1中A-A剖视图；

图5为本发明实施例中辊环投影于槽型图板时的示意图。

附图标记说明：1、平台；2、光源；3、成像透镜；4、槽型图板；5、标准槽型线；6、图板十字线；7、基台；8、轴体；9、枢轴；10、定位块；11、驱动丝杠；12、支承轴；13、第一外壳；14、第一丝杠；15、第二外壳；16、第二丝杠；17、滑块；18、十字标线投影；19、调整丝杠；20、聚光透镜；21、槽型样板；22、辊环；23、定位块投影；24、辊环投影。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图2-5所示，本发明实施例提供的一种辊环环槽检测装置，包括平台1、光源2、辊环盛放台、成像透镜3、槽型图板4及调整架。平台1上设有导向结构，在导向结构延伸的方向上，调整架、成像透镜3、辊环盛放台及光源2顺次排布且分别与导向结构滑动连接。以图2所示的辊环环槽检测装置的摆放姿态为例，则由左向右依次设有调整架、成像透镜3、辊环盛放台及光源2。可选地，导向结构可以是导槽，各个零部件可以沿导槽滑动，当然导向结构还可以是导轨，上述的各个零部件上设有与导轨滑动配合的导槽，各个零部件通过导槽可滑动地安装在导轨上。光源2可以是光射灯或者聚光灯等能够发射光束的灯。槽型图板4设置于调整架上，调整架用于带动槽型图板4沿竖直方向以及与导向结构延伸方向相垂直的水平方向位移。槽型图板4上设有作为检测环槽槽型的基准的标准槽型线5，标准槽型线相对于辊环上的环槽尺寸放大了若干倍。优选地，标准槽型线的放大倍数和环槽投影的放大倍数相同。标准槽型线5中心设有图板十字线6。辊环盛放台包括与导向结构滑动配合且用于支撑辊环22的基台7。

具体使用过程为：使用时，将辊环22置于基台7上，并且辊环22的外圆周表面不超过导向结构的中心线，点亮光源2，光源2的部分光线照射在辊环22上，剩余部分光线经过成像透镜3后照射在槽型图板4上，而被辊环22阻挡的光线无法投射到槽型图板4上，从而在槽型图板4上形成相对于辊环22成比例放大的阴影，即图5所示的辊环投影24。通过沿导向结构调整基台7距离光源2的距离，以及成像透镜3距离光源2的距离，就能够调整辊环投影的放大倍数。通过沿竖直方向或者垂直于导向结构的水平方向调整槽型图板4，使得槽型图板4上的图板十字线6相对于辊环22的投影相对运动，在移动图板十字线6的过程中，分别记录调整架在任意两点时的刻度数值，通过简单的计算就能够得到该任意两点之间的距离，并且将测得的距离除以图像在槽型图板4上的放大倍数即得到真实数值，以此原理能够计算得出辊环环槽的深度以及环槽距离基准端面的距离。而通过对比辊环22的环槽投影与槽型图板4上的标准槽型线5，能够直观得出辊环环槽的槽型质量情况。

如此设置，利用辊环环槽检测装置对辊环环槽进行检测时，能够直观地测出环槽的深度以及环槽距离基准面的距离，有数据作为支撑，相对于现有技术中通过人眼观察的检测方式，准确度更高，误差更小，而将环槽槽型通过放大投影的方式与槽型图板4上的标准槽型线5进行对比，能够更加细微地观察环槽槽型的情况。需要说明的是，本发明提供的辊环环槽检测装置除了能够检测线材轧制用辊环22，对于外圆周表面设有环槽的，如球轴承内圈等零件均同样适用。

一些实施例中，辊环盛放台还包括设置于基台7上且沿竖直方向延伸以供辊环22套装的轴体8，轴体8位于导向结构的一侧。轴体8下端还设有相对于轴体8偏心设置的枢轴9。基台7上设有供枢轴9伸入的安装孔，基台7上还设有用于与辊环22外圆周侧壁相抵的定位块10，且定位块10的中心与导向结构的中心重合。使用时，将辊环22套装在轴体8上，并且辊环22下端面于基台7表面相抵，然后转动枢轴9，枢轴9带动轴体8绕枢轴9的轴线转动，直至转动到辊环22的外表面与定位块10相抵即可。通过将辊环22外圆周与定位块10相抵，可使得每次检测时，各个待检测辊环22均处于距离定位块10中心相同距离的位置，节省调整辊环22位置等检测辅助时间，提高检测效率，并且轴体相对于枢轴的偏心设置的形式，使得直径规格不同的辊环均能够安装在轴体上并通过转动枢轴使其与定位块相抵，从而使得直径规格不同的辊环22均能够在辊环环槽检测装置上进行检验。参考图5所示槽型图板4上的定位块投影23，通过移动图板十字线6测量定位块投影23宽度数值，用测得的定位块投影23宽度数值除以定位块10实际宽度数值同样能够得出投影的放大倍数。

为了更方便的驱动枢轴9转动，参考图4所示，辊环环槽检测装置还包括用于驱动枢轴9转动的驱动丝杠11。枢轴9的外圆周表面设有用于与驱动丝杠11配合的齿，基台7上设有与安装孔垂直且连通的丝杠孔，驱动丝杠11可转动地安装于丝杠孔内且与枢轴9传动连接，转动驱动丝杠11就能够驱动枢轴9转动。实际上驱动丝杠11和枢轴9传动连接利用了蜗轮蜗杆的原理，驱动丝杠11相当于蜗杆，而枢轴9相当于涡轮。如此设置，能够蜗轮蜗杆传动具有自锁功能，通过转动驱动丝杠11驱动枢轴9转动，枢轴9带动轴体8将辊环22抵在定位块10上，能防止检测过程中辊环22出现移位的问题，保证检测结果的稳定。参考图3所示，驱动丝杠11通过两个轴承可转动地安装在丝杠孔内。

为了使枢轴9能够更好地转动，参考图4所示，一些实施例中，枢轴9远离轴体8的一端设有与枢轴9同轴设置的支承轴12。安装孔的底壁上设有供支承轴12伸入的轴承孔，支承轴12通过轴承可转动地安装于轴承孔内。支承轴12通过轴承安装在轴承孔内，可以适当加大枢轴9外圆周表面与安装孔内壁，如此在转动时摩擦力更小，驱动更省力。

参考图3、4所示，一些实施例中，轴体8的数量为两个，两个轴体8上的枢轴9、支承轴12以及驱动丝杠11等结构均一致，不再赘述。两个轴体8分布于导向结构的两侧。优选地，两个轴体8对称分布。如此设置，使得辊环环槽检测装置能够同时检测两个或者两种辊环22。

一些实施例中，调整架包括竖直驱动装置和水平驱动装置。竖直驱动装置和水平驱动装置均利用丝杠螺母的方式进行传动。具体地，竖直驱动装置包括第一外壳13和第一丝杠14，而水平驱动装置包括第二外壳15、第二丝杠16和滑块17。第一外壳13安装于平台1上，第一外壳13上设有沿竖直方向延伸的第一滑轨，第二外壳15可滑动地安装于第一滑轨上。第一丝杠14与第一外壳13转动连接，且与第二外壳15螺纹配合，例如可以在第二外壳15上设置一个用于与第一丝杆配合的螺母，转动第一丝杠14，第二外壳15上的螺母与第一丝杠14产生相对运动而带动第二外壳15沿竖直方向位移。第二外壳15上设有沿与导向结构延伸方向相垂直的方向水平延伸的第二滑轨，滑块17可滑动地安装在第二滑轨上，第二丝杠16与第二外壳15转动连接，且与滑块17螺纹配合，例如，可以在滑块17上设置一个用于与第二丝杆螺纹配合的螺母，转动第二丝杠16，滑块17上的螺母与第二丝杠16产生相对运动而带动滑块17位移。槽型图板4安装于滑块17上。如此设置，通过转动相应的丝杠，就能够控制槽型图板4沿相应的方向位移，简单方便。

为了能够方便的得出竖直驱动装置和水平驱动装置各自移动的距离，一些实施例中，第一丝杠14和第二丝杠16上分别设有刻度线，第一外壳13和第二外壳15分别设有用于与第一丝杠14上的刻度线和第二丝杠16上的刻度线配合读数的0刻线。例如，可使得各个丝杠每转一周均为1毫米，且每格刻度线代表0.01毫米精度。一些实施例中，成像透镜3靠近槽型图板4一侧的表面上设有十字标线，以使光线经过成像透镜3时在槽型图板上形成如图5所示的十字标线投影18，通过调整第一丝杠14和第二丝杠16使槽型图板4上下左右移动，使图板十字线6和十字标线投影18完全重合，读出第一丝杠14和第二丝杠16的数据并记录，再转动第一丝杠14和第二丝杠16，使图板十字线6偏离十字标线投影18，读出第一丝杠14和第二丝杠16数据并记录，通过简单加减计算即可得出沿图板十字线6沿竖直方向和水平方向的位移数值，该位移数值除以投影放大倍数，是实际尺寸数据。

为了便于转动第一丝杠14和第二丝杠16，第一丝杠14和第二丝杠16上分别设有手柄。

参考图3-5所示，一些实施例中，辊环环槽检测装置还包括用于驱动辊环22支撑台位移的调整丝杠19。调整丝杠19的延伸方向与导向结构的延伸方向相平行且与平台1可转动地相连接，例如，平台1一侧设置有两个安装座，调整丝杠19的两端分别通过轴承与两个安装座可转动地相连接。调整丝杠19与基台7螺纹配合，例如，基台7上设置有一个用于与调整丝杠19螺纹配合的螺母，通过转动调整丝杠19，基台7上的螺母与调整丝杠19产生相对位移而带动基台7位移。如此设置，基台7的位置调整简单方便。

一些实施例中，光源2前端设有聚光透镜20。光源2的光线通过聚光透镜20聚光后透过辊环22的环槽截面，通过成像透镜3放大后投射在槽型图板4上。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种辊环环槽检测装置，其特征在于，包括：平台、光源、辊环盛放台、成像透镜、槽型图板及调整架，所述平台上设有导向结构，在所述导向结构延伸的方向上，所述调整架、所述成像透镜、所述辊环盛放台及所述光源顺次排布且分别与所述导向结构滑动连接，所述槽型图板设置于所述调整架上，所述调整架用于带动所述槽型图板沿竖直方向以及与所述导向结构延伸方向相垂直的水平方向位移，所述槽型图板上设有标准槽型线，所述标准槽型线中心设有图板十字线，所述辊环盛放台包括与所述导向结构滑动配合且用于支撑辊环的基台；

所述辊环盛放台还包括设置于所述基台上且沿竖直方向延伸以供辊环套装的轴体，所述轴体位于所述导向结构的一侧，所述轴体下端还设有相对于所述轴体偏心设置的枢轴，所述基台上设有供所述枢轴伸入的安装孔，所述基台上还设有用于与辊环外圆周侧壁相抵的定位块，所述定位块的中心与所述导向结构的中心重合；所述辊环的外圆周与所述定位块相抵时，各个待检测辊环均处于距离所述定位块中心相同距离的位置。

2.根据权利要求1所述的辊环环槽检测装置，其特征在于，还包括用于驱动所述枢轴转动的驱动丝杠，所述枢轴的外圆周表面设有用于与所述驱动丝杠配合的齿，所述基台上设有与所述安装孔垂直且连通的丝杠孔，所述驱动丝杠可转动地安装于所述丝杠孔内且与所述枢轴传动连接。

3.根据权利要求1所述的辊环环槽检测装置，其特征在于，所述枢轴远离所述轴体的一端设有与所述枢轴同轴设置的支承轴，所述安装孔的底壁上设有供所述支承轴伸入的轴承孔，所述支承轴通过轴承可转动地安装于所述轴承孔内。

4.根据权利要求1-3任一项所述的辊环环槽检测装置，其特征在于，所述轴体的数量为两个，两个所述轴体分布于所述导向结构的两侧。

5.根据权利要求1所述的辊环环槽检测装置，其特征在于，所述调整架包括竖直驱动装置和水平驱动装置，所述竖直驱动装置包括第一外壳和第一丝杠，所述水平驱动装置包括第二外壳、第二丝杠和滑块，所述第一外壳安装于所述平台上，所述第一外壳上设有沿竖直方向延伸的第一滑轨，所述第二外壳可滑动地安装于所述第一滑轨上，所述第一丝杠与所述第一外壳转动连接，且与所述第二外壳螺纹配合，所述第二外壳上设有沿与所述导向结构延伸方向相垂直的方向水平延伸的第二滑轨，所述滑块可滑动地安装在所述第二滑轨上，所述第二丝杠与所述第二外壳转动连接，且与所述滑块螺纹配合，所述槽型图板安装于所述滑块上。

6.根据权利要求5所述的辊环环槽检测装置，其特征在于，所述第一丝杠和所述第二丝杠上分别设有刻度线，所述第一外壳和所述第二外壳分别设有用于与所述第一丝杠上的所述刻度线和所述第二丝杠上的所述刻度线配合读数的0刻线。

7.根据权利要求1所述的辊环环槽检测装置，其特征在于，还包括用于驱动辊环支撑台位移的调整丝杠，所述调整丝杠的延伸方向与所述导向结构的延伸方向相平行且与所述平台可转动地相连接，所述调整丝杠与所述基台螺纹配合。

8.根据权利要求1所述的辊环环槽检测装置，其特征在于，所述光源前端设有聚光透镜。

9.根据权利要求1所述的辊环环槽检测装置，其特征在于，所述成像透镜靠近所述槽型图板一侧的表面上设有十字标线。

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