CN112122399A - 一种带锯条刀弯在线检测装置、校直机及检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带锯条刀弯在线检测装置、校直机及检测系统，在测量前利用杠杆原理通过配重块使第一托轮和第二托轮与锯条底部接触，并置零，在测量过程中再次利用杠杆原理，随着带锯条刀弯变化第一托轮和第二托轮始终与带锯条的底部接触，再利用测量杆的上下移动来检测实时刀弯值，实现了淬回火工序刀弯的在线实时检测，大大降低了滚扎生产成本，提高了带锯条的生产效率，高温带锯条也不会对金属测量杆造成损坏；并且还可以通过距离检测传感器来对实时刀弯值进行非接触式检测，避免了高温带锯条对距离检测传感器的损坏，为淬回火工序刀弯校直提供了数据依据。

Description

一种带锯条刀弯在线检测装置、校直机及检测系统

技术领域

本发明属于带锯条检测技术领域，尤其涉及一种带锯条刀弯在线检测装置、校直机及检测系统。

背景技术

在带锯条钢带的生产过程中，由于带体应力释放和淬火变形以及锯条在淬火炉内扰度的共同作用会使锯条产生刀弯或S弯。带锯条的刀弯值对其切削性能影响较大，因此，需要对带锯条的刀弯进行在线实时监测，并根据实际情况对生产线进行调整，提高带锯条的生产质量。

如图1和2所示，刀弯分为正刀弯和反刀弯，由于淬回火工序的带锯条一直在运行前进，不便于进行刀弯测量，刀弯测量被安排在滚扎校直工序进行，目前在滚扎校直工序进行刀弯测量的装置和方法有两类：

一类采用如授权公告号为CN201314818Y公开的刀弯测量仪来进行带锯条的刀弯测量，每次测量时需要取出锯条的料尾若干米水平置于长条形底座顶面，通过左右定位轴承使被测带锯条呈直线放置，然后再通过千分表测量中间的刀弯值，但是，该测量装置及方法仅能够测量带锯条料尾，除料尾外的其余部分不能测量，不能实现在线检测，并且在测量时带锯条只能水平置于长条形底座顶面，为了避免测量时带锯条移动需人工或采用其他装置压住带锯条，压力不一样导致测量精度不一样，存在测量误差，测量精度不高。

另一类采用如授权公告号为CN109127779B公开的带锯条的检测装置来进行带锯条的刀弯、S弯和龟背测量，由压紧机构夹持水平状态的带锯条，在线测量过程中带锯条穿过测量轮与限位轮之间的间隙，并支撑于测量轮，实现刀弯、S弯的检测。淬回火工序实际上也有刀弯校直设备，在淬回火工序进行刀弯调校后，如果带锯条的刀弯值符合要求，在下一道工序将无需进行滚扎，这样大大降低了生产成本，提高了生产效率，但是由于淬回火工序的锯条是竖直方向（齿尖朝上）且不断向前移动，现有的带锯条在线检测装置只能对水平状态的带锯条进行检测，并不能实现淬回火工序带锯条刀弯的在线测量，同时由于淬回火工序的带锯条为高温（200℃以上），高温会损坏检测传感器，因此现有的接触式在线检测装置无法对高温带锯条进行在线检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带锯条刀弯在线检测装置、校直机及检测系统，以解决不能实现刀弯在线测量，以及现有刀弯在线测量装置不能对淬回火工序的锯条实现在线测量等问题。

本发明独立权利要求的技术方案解决了上述发明目的中的一个或多个。

本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种带锯条刀弯在线检测装置，包括带测量杆的长度测量工具，其特征是：

还包括第一托轮、第二托轮、横梁、杠杆机构以及配重块；所述第一托轮、第二托轮分别设于所述横梁的两端，所述杠杆机构的第一端与第一托轮和第二托轮之间的横梁转动连接，杠杆机构的第二端为自由端，在所述自由端上设有配重块，通过配重块使第一托轮、第二托轮均与竖直状态的被测带锯条底部接触；所述长度测量工具固定在被测带锯条的底部，且测量杆的顶端与第一托轮和第二托轮之间的带锯条的中点位置的底部接触。

本发明中，在测量前，调节配重块在杠杆机构自由端上的位置，利用杠杆原理使第一托轮、第二托轮均与竖直状态的被测带锯条底部接触，再将配重块固定在该位置，并且将杠杆机构锁紧；随着锯条不断前进，再次利用杠杆原理使第一托轮、第二托轮始终与锯条的底部接触，第一托轮、第二托轮与锯条底部的接触点相当于两个基准点，任意时刻两个基准点之间的直线连线为基准线，测量杆的顶端随着锯条的刀弯变化而上下移动，从而带动指针在长度测量工具的仪表盘上转动，实现上下移动长度的测量，该长度值即为当前时刻第一托轮与第二托轮之间锯条的刀弯值，实现了刀弯值的在线测量；该在线检测装置的测量杆为金属材质，即使高温也不会对测量杆有损坏，能够实现淬回火工序刀弯的在线检测，大大降低了滚扎生产成本，提高了带锯条的生产效率。

进一步地，所述杠杆机构包括杠杆、支撑座以及锁紧机构；所述杠杆的第一端与第一托轮和第二托轮之间的横梁转动连接，所述配重块设置在杠杆的第二端，所述杠杆转动设于所述支撑座上，在所述支撑座上设有锁紧机构。

锁紧机构用于在测量前调节配重块，使第一托轮和第二托轮与带锯条底部接触后将杠杆锁住，避免了在测量时因杠杆机构的摆动导致第一托轮和第二托轮与带锯条底部接触的不稳定。

进一步地，所述杠杆由第一连杆和第二连杆固定连接而成，所述第一连杆与第二连杆之间的夹角大于90°且小于等于180°；所述第一连杆和第二连杆的固定连接处转动设于所述支撑座上。

进一步地，所述锁紧机构为螺栓组件，在所述支撑座和杠杆上均设有定位孔，在测量时通过螺栓组件和定位孔将杠杆固定在支撑座上。

在置零时，拆掉螺栓组件，调节配重块，当配重块的位置确定后，通过螺栓组件将杠杆固定在支撑座上，避免了在测量时杠杆的摆动。

进一步地，所述杠杆机构的第一端与第一托轮和第二托轮之间的横梁的中点位置转动连接，所述第一托轮和第二托轮的重量相同。

进一步地，在所述测量杆的顶端设置合金球体，通过合金球体使测量杆与带锯条的底部接触，合金球体耐高温，避免了淬回火工序的高温带锯条对测量杆的损伤，同时合金球体与带锯条之间的点接触也减小了合金球体与带锯条之间的摩擦，减小了对带锯条前进的阻力。

进一步地，所述在线检测装置还包括距离检测传感器和PLC控制器，所述距离检测传感器固定设于所述测量杆的底端，且与PLC控制器电连接。

在测量时，测量杆的上下移动使测量杆底部与距离检测传感器之间的距离变化，该距离变化即为实际刀弯的波动，通过距离检测传感器获取实时刀弯数据，为淬回火工序的校直提供依据，并且距离检测传感器检测刀弯数据为非接触式检测，避免了高温带锯条对距离检测传感器的损坏。

进一步地，在所述测量杆的底端设有检测板，检测板更便于距离检测传感器检测测量杆的上下移动距离。

本发明还提供一种淬回火刀弯校直机，包括如上所述的带锯条刀弯在线检测装置。

本发明还提供一种淬回火刀弯在线检测系统，包括如上所述的带锯条刀弯在线检测装置以及工控一体机，PLC控制器与工控一体机通讯连接。

PLC控制器将实时刀弯数据经过处理后传输给工控一体机，工控一体机根据实时刀弯数据绘制刀弯实时曲线，并在显示界面上显示，当实时刀弯数据超过上下限值时发出警报，并能够保存实时刀弯数据，自动生成刀弯检测报告，便于质量追溯和可视化，大大提高了质量监测的效率，同时实时刀弯数据还为下一道工序提供依据，当实时刀弯数据在要求值范围内，则无需进行滚扎，大大降低了生产成本，提高了生产效率。

有益效果

与现有技术相比，本发明所提供的一种带锯条刀弯在线检测装置、校直机及检测系统，在测量前利用杠杆原理通过配重块使第一托轮和第二托轮与锯条底部接触，并置零，在测量过程中再次利用杠杆原理，随着带锯条刀弯变化第一托轮和第二托轮始终与带锯条的底部接触，再利用测量杆的上下移动来检测实时刀弯值，实现了淬回火工序刀弯的在线实时检测，大大降低了滚扎生产成本，提高了带锯条的生产效率，高温带锯条也不会对金属测量杆造成损坏；并且还可以通过距离检测传感器来对实时刀弯值进行非接触式检测，避免了高温带锯条对距离检测传感器的损坏，为淬回火工序刀弯校直提供了数据依据，为下一道工序提供了刀弯参考数据，并能够自动生成检测报告，便于质量监测和追溯。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述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个实施例，对于本领域普通技术人员来说，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是本发明背景技术中正刀弯示意图；

图2是本发明背景技术中反刀弯示意图；

图3是本发明实施例中一种带锯条刀弯在线检测装置的结构示意图；

图4是本发明实施例中杠杆机构第二种实施方式的结构示意图；

图5是本发明实施例中一种淬回火刀弯在线检测系统的结构框图；

图6是本发明实施例中刀弯实时曲线显示图；

其中，1-带锯条，11-锯条底部，12-锯条齿部，2-横梁，3-第一托轮，4-第二托轮，5-百分表或千分表，51-测量杆，52-合金球体，53-检测板，6-配重块，7-杠杆机构，71-杠杆，711-第二连杆，712-第一连杆，72-支撑座，73-螺栓组件，8-距离检测传感器，A-带锯条的前进方向。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明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作出创造性劳动的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。

如图3所示，本实施例所提供的一种带锯条刀弯在线检测装置，包括带测量杆51的长度测量工具、第一托轮3、第二托轮4、横梁2、杠杆机构7以及配重块6；第一托轮3、第二托轮4分别设于横梁2的两端，杠杆机构7的第一端与第一托轮3和第二托轮4之间的横梁2转动连接，杠杆机构7的第二端为自由端，在自由端上设有配重块6，通过配重块6使第一托轮3、第二托轮4均与竖直状态的被测带锯条1底部接触；长度测量工具固定在被测带锯条1的底部，且测量杆51的顶端与第一托轮3和第二托轮4之间的带锯条1的中点位置的底部接触。

如图3和4所示，杠杆机构7包括杠杆71、支撑座72以及锁紧机构；杠杆71的第一端与第一托轮3和第二托轮4之间的横梁2转动连接，配重块6设置在杠杆71的第二端，杠杆71转动设于支撑座72上，在支撑座72上设有锁紧机构。

杠杆71的实施方式一为一条连杆（如图4所示），杠杆71的实施方式二是由第一连杆712和第二连杆711固定连接而成（如图3所示），第一连杆712与第二连杆711之间的夹角大于90°且小于等于180°；第一连杆712和第二连杆711固定连接后转动设于支撑座72上。第一连杆712和第二连杆711可以在同一直线上（即为180°，相当于杠杆71为一条连杆的情形），也可以呈90°~180°设置。

锁紧机构为螺栓组件73，在支撑座72和杠杆71上均设有定位孔，在测量时通过螺栓组件73和定位孔将杠杆71固定在支撑座72上。测量前，置零调节时将螺栓组件73拆卸下来，通过调节配重块6在杠杆71上的位置使第一托轮3和第二托轮4与带锯条1底部接触，再通过螺栓组件73将杠杆71固定在支撑座72上，避免了在测量时因杠杆机构7的摆动导致第一托轮3和第二托轮4与带锯条1底部接触的不稳定。

杠杆机构7的第一端可以与第一托轮3和第二托轮4之间的横梁2的任意位置（包括中点位置）转动连接，当转动连接处不是中点位置时（如图4所示），第一托轮3和第二托轮4的重量不一致，在置零时，采用一刀弯为零的带锯条1置于在线检测装置上，选择不同重量的第一托轮3和第二托轮4使横梁2保持平衡，调节配重块6的位置，使在该转动连接处时第一托轮3和第二托轮4与带锯条1的底部接触，此时长度测量工具仪表盘的读数为0，即刀弯值标定为零，第一托轮3的重量、第二托轮4的重量、转动连接处的位置、配重块6的位置以及测量杆51的位置确定好，即完成测量前的置零；当转动连接处为中点位置时（如图3所示），第一托轮3和第二托轮4的重量相同即可使横梁2平衡，采用同样的方式置零。

在测量杆51的顶端设置合金球体52，通过合金球体52使测量杆51与带锯条1的底部接触，合金球体52耐高温，避免了淬回火工序的高温带锯条1对测量杆51的损伤，同时合金球体52与带锯条1之间的点接触也减小了合金球体52与带锯条1之间的摩擦，减小了对带锯条1前进的阻力。本实施例中，长度测量工具为百分表或千分表5。

在线检测装置还包括距离检测传感器8和PLC控制器，距离检测传感器8固定设于测量杆51的底端，且与PLC控制器电连接。

在测量时，测量杆51的上下移动使测量杆51底部与距离检测传感器8之间的距离变化，该距离变化即为实际刀弯的波动，通过距离检测传感器8获取实时刀弯数据，为淬回火工序的校直提供依据，并且距离检测传感器8检测刀弯数据为非接触式检测，避免了高温带锯条1对距离检测传感器8的损坏。

在测量杆51的底端设有检测板53，检测板53更便于距离检测传感器8检测测量杆51的上下移动距离。

本发明带锯条刀弯在线检测装置的工作过程为：

测量前置零的具体过程为：将刀弯值为零的带锯条置于在线检测装置的上方，调节配重块6在自由端的位置，使第一托轮3和第二托轮4均与带锯条底部接触，此时安装螺栓组件73使杠杆71固定在支撑座72上，且使第一托轮3和第二托轮4均与带锯条底部保持接触，将待测量杆51的长度测量工具置于带锯条的下方，测量杆51的顶端（或合金球体52）与带锯条底部的中点位置接触，此时长度测量工具仪表盘的指针指向零，并且将此时距离检测传感器8所检测到的距离作为参考距离，即完成在线检测装置的置零或者标定。

测量的具体过程为：随着带锯条不断向前移动，根据杠杆原理第一托轮3、第二托轮4始终与带锯条1的底部接触，第一托轮3和第二托轮4分别与带锯条底部的接触点相当于两个基准点，任意时刻两个基准点之间的直线连线为基准线，测量杆51的顶端（或合金球体52）随着锯条的刀弯变化而上下移动，从而带动指针在长度测量工具的仪表盘上转动，实现上下移动长度的测量，该长度值即为当前时刻第一托轮3与第二托轮4之间锯条的刀弯值，实现了刀弯值的在线测量，长度测量工具上的数据显示便于工作人员现场观察获取实时刀弯值。同时，测量杆51的上下移动改变了测量杆51底端与距离检测传感器8之间的距离，再结合参考距离，通过距离检测传感器8可以获得实时刀弯数据，并可以将该实时刀弯数据发送给淬回火工序的校直机或下一道工序的对应设备，为淬回火工序的校直以及下一道工序的滚扎等提供参考数据。经过验证，该在线检测装置的刀弯测量精度由原来的大于0.5mm提高到不大于0.01mm，而且测量的稳定度大幅提高。

本实施例还提供一种淬回火刀弯校直机，包括如上所述的带锯条刀弯在线检测装置。

如图5所示，本实施例还提供一种淬回火刀弯在线检测系统，包括如上所述的带锯条刀弯在线检测装置以及工控一体机，PLC控制器与工控一体机通讯连接。

PLC控制器将实时刀弯数据经过处理后传输给工控一体机，工控一体机根据实时刀弯数据绘制刀弯实时曲线，并在显示界面上显示（如图6所示），当实时刀弯数据超过上下限值时发出警报，并能够保存实时刀弯数据，自动生成刀弯检测报告，便于质量追溯和可视化，使作业人员能够快速了解锯条的刀弯趋势，减少人工抽检的工作量，有利于产品质量的把控；同时实时刀弯数据还为下一道工序提供依据，当实时刀弯数据在要求值范围内，则无需进行滚扎，大大降低了生产成本，提高了生产效率；刀弯检测报告可以上传至MES系统，分享给其他工序和管理人员，大大提高了质量监测的效率，提高了质量监测的智能化水平。

工控一体机和MES系统均为现有产品。

以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带锯条刀弯在线检测装置，包括带测量杆的长度测量工具，其特征在于：

还包括第一托轮、第二托轮、横梁、杠杆机构以及配重块；所述第一托轮、第二托轮分别设于所述横梁的两端，所述杠杆机构的第一端与第一托轮和第二托轮之间的横梁转动连接，杠杆机构的第二端为自由端，在所述自由端上设有配重块，通过配重块使第一托轮、第二托轮均与竖直状态的被测带锯条底部接触；所述长度测量工具固定在被测带锯条的底部，且测量杆的顶端与第一托轮和第二托轮之间的带锯条的中点位置的底部接触。

2.如权利要求1所述的带锯条刀弯在线检测装置，其特征在于：所述杠杆机构包括杠杆、支撑座以及锁紧机构；所述杠杆的第一端与第一托轮和第二托轮之间的横梁转动连接，所述配重块设置在杠杆的第二端，所述杠杆转动设于所述支撑座上，在所述支撑座上设有锁紧机构。

3.如权利要求2所述的带锯条刀弯在线检测装置，其特征在于：所述杠杆由第一连杆和第二连杆固定连接而成，所述第一连杆与第二连杆之间的夹角大于90°且小于等于180°；所述第一连杆和第二连杆的固定连接处转动设于所述支撑座上。

4.如权利要求2所述的带锯条刀弯在线检测装置，其特征在于：所述锁紧机构为螺栓组件，在所述支撑座和杠杆上均设有定位孔，在测量时通过螺栓组件和定位孔将杠杆固定在支撑座上。

5.如权利要求1所述的带锯条刀弯在线检测装置，其特征在于：所述杠杆机构的第一端与第一托轮和第二托轮之间的横梁的中点位置转动连接，所述第一托轮和第二托轮的重量相同。

6.如权利要求1所述的带锯条刀弯在线检测装置，其特征在于：在所述测量杆的顶端设置合金球体，通过合金球体使测量杆与带锯条的底部接触。

7.如权利要求1~6中任一项所述的带锯条刀弯在线检测装置，其特征在于：还包括距离检测传感器和PLC控制器，所述距离检测传感器固定设于所述测量杆的底端，且与PLC控制器电连接。

8.如权利要求1所述的带锯条刀弯在线检测装置，其特征在于：在所述测量杆的底端设有检测板。

9.一种淬回火刀弯校直机，其特征在于：包括如权利要求1~8中任一项所述的带锯条刀弯在线检测装置。

10.一种淬回火刀弯在线检测系统，其特征在于：包括如权利要求7或8所述的带锯条刀弯在线检测装置以及工控一体机，PLC控制器与工控一体机通讯连接。

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