CN112326677A - 一种金属带材的快速检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属带材的快速检测装置，包括尺寸测量机构；线轮张紧机构，对称布置于尺寸测量机构的短边两侧，其两个张紧轮的小径外公切线通过所述尺寸测量机构的测量区域；送料机构，布置在其中一个线轮张紧机构的一侧；收料机构，布置在另一个线轮张紧机构的一侧；缺陷检测模块，安装在金属带材的两侧；金属带材从所述送料机构伸出，经线轮张紧机构张紧，穿过缺陷检测模块和尺寸测量机构，由收料机构收回。本发明通过高精度相机对金属带材的表面缺陷进行检测，能够保证检测精度，同时适用于金属带材的几何尺寸的测量，本发明能够快速识别和检测金属带材的表面缺陷，并且能够精确测量金属带材的几何尺寸。

Description

一种金属带材的快速检测装置

技术领域

本发明属于制造质量识别与检测的技术领域，尤其涉及一种金属带材的快速检测装置。

背景技术

钨带是空间行波管发射天线的制造原料，钨带的截面尺寸超差和表面缺陷将会导致制天线的性能下降，因此需要对钨带的截面尺寸和表面误差进行检测。根据目前的研究经验，钨带表面会随机出现划痕、突起、凹坑等缺陷，而这些缺陷会直接影响钨带带材的内表面粗糙度、带材宽度、螺距等重要形状和尺寸，进而直接影响整管产品的相关高频性能的优劣和一致性。而在如此宽度尺寸上，目前已有的接触式粗糙度检测手段已无法识别检测，只能依靠人眼随机抽检，而且传统的人工检测存在效率低、误检率高、成本高等问题。快速识别带材表面的缺陷，提前筛选出不良带材段，对于提高螺旋线绕制的质量一致性从而提高整管产品的性能一致性有着积极作用。

表面缺陷检测存在多种方法，常见的无损检测技术包括：射线检测、超声检测、磁粉检测、渗透检测、涡流检测等。高精度线激光传感器能够扫描物体三维轮廓，因此也可以用于缺陷检测，且能够量化分析缺陷大小与深度。为了保证Ka100W行波管双管加电参数一致性和相位一致性，解决用于V波段行波管产品的带宽0.2mm及以下螺旋线钨带带材表面缺陷检测及识别难题，而目前无有效识别及检测手段，新增是必要的。

发明内容

基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种金属带材的快速检测装置，能够快速识别和检测金属带材的表面缺陷，且能够对金属带材的几何尺寸进行测量。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案来实现：本发明提供一种金属带材的快速检测装置，包括尺寸测量机构，安装在检测台的中心位置，用于对金属带材的几何尺寸进行测量；线轮张紧机构，对称布置于所述尺寸测量机构的短边两侧，其两个张紧轮的小径外公切线通过所述尺寸测量机构的测量区域；送料机构，布置在其中一个线轮张紧机构的一侧，用于传送金属带材；收料机构，布置在另一个线轮张紧机构的一侧，且所述收料机构和送料机构对称于所述尺寸测量机构；缺陷检测模块，安装在金属带材的两侧，用于对金属带材的表面缺陷进行检测；金属带材从所述送料机构伸出，经所述线轮张紧机构张紧，穿过所述缺陷检测模块和尺寸测量机构，由所述收料机构收回。

可选的，所述送料机构一侧的线轮张紧机构包括第一张紧轮、将第一张紧轮进行固定的张紧轮固定件，所述张紧轮固定件包括两块平行设置的固定板、定轴、转轴和第一轴承；所述第一张紧轮套设在所述转轴上，所述转轴的两端通过第一轴承固定于两块固定板中，两块固定板通过定轴固定在检测台上。

进一步的，位于所述收料机构一侧的线轮张紧机构包括第二张紧轮，所述第二张紧轮通过第二轴承固定在悬臂式张力传感器上，所述悬臂式张力传感器使用法兰盘安装的方式固定在检测台上。

可选的，所述送料机构包括：送料盘、第三轴承、第一阶梯轴、第一联轴器、传动轴、磁滞制动器；其中，所述送料盘的中心孔与所述第三轴承为过盈配合，所述第三轴承通过所述第一阶梯轴与所述第一联轴器连接，所述传动轴的一端通过键与所述第一联轴器连接，其另一端与所述磁滞制动器相连；所述悬臂式张力传感器用以测量金属带材的张力大小，并将张力大小信息反馈到所述磁滞制动器中。

进一步的，所述收料机构包括：收料盘、第四轴承、第二阶梯轴、第二联轴器、电机；其中，所述收料盘的中心孔与所述第四轴承为过盈配合，所述第四轴承通过所述第二阶梯轴与所述第二联轴器连接，所述电机的输出轴与第二联轴器通过键连接。

可选的，所述尺寸测量机构包括相互垂直布置的第一测量单元和第二测量单元，所述第一测量单元和第二测量单元通过螺钉安装在两个支撑板之间。

进一步的，所述缺陷检测模块采用高精度相机。

由上，本发明金属带材的快速检测装置通过高精度相机对金属带材的表面缺陷进行检测，能够保证检测精度，同时适用于金属带材的几何尺寸的测量，本发明通过送料机构、线轮张紧机构和收料机构保证金属带材的平整向前输送，能够快速识别和检测金属带材的表面缺陷，并且能够精确测量金属带材的几何尺寸。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

图1为本发明的金属带材的快速检测装置的结构示意图；

图2为本发明的金属带材的快速检测装置的侧视图；

图3为本发明的金属带材的快速检测装置的送料机构的结构示意图；

图4为本发明的位于送料机构一侧的线轮张紧机构的结构示意图，其中(a)为主视图、(b)为侧视图、(c)为俯视图；

图5为本发明的位于收料机构一侧的线轮张紧机构的结构示意图，其中(a)为立体图、(b)为俯视图、(c)为主视图；

图6为本发明的金属带材的快速检测装置的缺陷检测模块的结构示意图，其中(a)为主视图、(b)为侧视图；

图7为本发明的金属带材的快速检测装置的尺寸测量机构的结构示意图，其中(a)为主视图、(b)为侧视图、(c)为俯视图；

图8为本发明的金属带材的快速检测装置的收料机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。在所参照的附图中，不同的图中相同或相似的部件使用相同的附图标号来表示。

需要说明，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

参照图1至图8，本发明的金属带材的快速检测装置主要包含待检测的金属带材1、送料机构6、线轮张紧机构21、线轮张紧机构22、缺陷检测模块51、缺陷检测模块52、尺寸测量机构3、收料机构4。

在本实施例中，金属带材1是可弯曲的细长钨带，其横截面是矩形，并在长度方向上保持不变。

图3为本发明的送料机构的示意图，送料机构6包括送料盘61、第三轴承62、第一阶梯轴63、第一联轴器64、传动轴65、磁滞制动器66，送料盘61的中心孔与第三轴承62之间为过盈配合，第三轴承62通过第一阶梯轴63与第一联轴器64连接，传动轴65的一端通过键与第一联轴器64连接，传动轴65的另一端则与磁滞制动器66相连。

图4为本发明的线轮张紧机构21的示意图，线轮张紧机构21包括第一张紧轮201、套筒202、第一轴承203、转轴204、两块平行设置的固定板205、定轴206，第一张紧轮201由转轴204和套筒202固定、第一轴承203由定轴206通过固定板205来固定。

图5为本发明的线轮张紧机构22的示意图，线轮张紧机构22包括第二轴承221、第二张紧轮222、悬臂式张力传感器223，第二轴承221固定在悬臂式张力传感器223上，悬臂式张力传感器223使用法兰盘安装方式，通过检测台的上工作台面的定位孔定位，利用螺栓连接固定在上工作台面上，第二张紧轮222与第二轴承221固定在一起。悬臂式张力传感器223用以测量钨带张力大小，将张力大小信息反馈到磁滞制动器66中，维持张力稳定。

图6为本发明的缺陷检测模块的示意图，缺陷检测模块5可采用高精度相机。

图7为本发明的尺寸测量机构的示意图，尺寸测量机构3安装在检测台的中心位置，包括第一测量单元31、第二测量单元32、第一支撑板33、第二支撑板34，第一测量单元31和第二测量单元32相互垂直布置，通过螺钉安装在第一支撑板33和第二支撑板34之间。第一测量单元31和第二测量单元32可采用相机，将获取的图像通过计算机图像处理计算出金属带材的尺寸。

图8为本发明的收料机构的示意图，收料机构4包括收料盘41、第四轴承42、第二阶梯轴43、第二联轴器44、电机45，收料盘41的中心孔与第四轴承42之间为过盈配合，第四轴承42通过第二阶梯轴43与第二联轴器44连接，电机45的输出轴与第二联轴器44通过键连接。

本发明的检测装置的整体连接关系为：尺寸测量机构3安装在检测台的中心位置，线轮张紧机构21和线轮张紧机构22对称布置于尺寸测量机构3的短边两侧，两张紧轮201，222的小径外公切线通过尺寸测量机构3的测量区域，送料机构6和收料机构4分别布置在线轮张紧机构21和线轮张紧机构22的同一侧，并对称于尺寸测量机构3，缺陷检测模块51和缺陷检测模块52分别安装在金属带材1的两侧，金属带材1从送料机构6伸出，经线轮张紧机构张紧，穿过缺陷检测模块和尺寸测量机构3，由收料机构4收回。

具体的，本发明的检测台由上下两个工作台面组成，上工作台面与下工作台面通过四根支撑柱连接，下工作台面通过支撑脚架立起来，类似于一个双层桌面。钨带的固定采用两个带槽圆柱料盘，一个为送料盘61，一个为收料盘41，均通过阶梯轴固定在上工作台面的定位孔中。钨带一开始从送料盘61引出，分别经过两个张紧轮进一步固定和张紧，每经过一个张紧轮转向90°，两个料盘与其间的张紧轮呈矩形布置。收料盘41安装在阶梯轴上，阶梯轴通过联轴器与电机45的动力轴竖直连接，由电机45进行驱动，电机45放置在下工作台面的工作槽中。送料盘61同样安装在阶梯轴上，阶梯轴通过联轴器与磁滞制动器66竖直连接，磁滞制动器66用以维持钨带张力，磁滞制动器66同样放置在下工作台面的工作槽中。第一张紧轮201由张紧轮固定件固定，张紧轮固定件是由两块平行固定板、两根定轴206、一根转轴204和轴承构成，两根定轴206两端为螺纹轴，整个张紧轮组件通过上工作台面定位孔定位，利用螺纹连接方式固定在上工作台面上。第二张紧轮222通过轴承固定在悬臂式张力传感器223上，张力传感器使用法兰盘安装方式，通过上工作台面的定位孔定位，利用螺栓连接固定在上工作台面上，悬臂式张力传感器223用以测量钨带张力大小，将张力大小信息反馈到磁滞制动器66中，维持张力稳定。

张力控制由磁滞制动器66与悬臂式张力传感器223共同实现，磁滞制动器66由定子和转子两部分组成，利用通电线圈在磁场中受力的原理，对转子产生一个阻力扭矩，且通过控制输入电流，可控制输入扭矩大小。

本发明的金属带材的快速检测装置的快速检测方法，具体测试步骤为：

金属带材1从送料机构6伸出，经过线轮张紧机构21，22张紧保持直线度并穿过尺寸测量机构3完成带材的几何尺寸测量。同时，在带材的两侧设置有两组高精度相机作为缺陷检测模块，通过对带材宽面进行图像获取、图像识别、特征提取完成带材表面缺陷的检测。最后带材通过具有主动动力的收料机构4进行收料，完成带材的测量与收盘。

以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种金属带材的快速检测装置，其特征在于，包括：

尺寸测量机构，安装在检测台的中心位置，用于对金属带材的几何尺寸进行测量；

线轮张紧机构，对称布置于所述尺寸测量机构的短边两侧，其两个张紧轮的小径外公切线通过所述尺寸测量机构的测量区域；

送料机构，布置在其中一个线轮张紧机构的一侧，用于传送金属带材；

收料机构，布置在另一个线轮张紧机构的一侧，且所述收料机构和送料机构对称于所述尺寸测量机构；

缺陷检测模块，安装在金属带材的两侧，用于对金属带材的表面缺陷进行检测；

金属带材从所述送料机构伸出，经所述线轮张紧机构张紧，穿过所述缺陷检测模块和尺寸测量机构，由所述收料机构收回。

2.如权利要求1所述的金属带材的快速检测装置，其特征在于，位于所述送料机构一侧的线轮张紧机构包括第一张紧轮、将第一张紧轮进行固定的张紧轮固定件，所述张紧轮固定件包括两块平行设置的固定板、定轴、转轴和第一轴承；

所述第一张紧轮套设在所述转轴上，所述转轴的两端通过第一轴承固定于两块固定板中，两块固定板通过定轴固定在检测台上。

3.如权利要求1所述的金属带材的快速检测装置，其特征在于，位于所述收料机构一侧的线轮张紧机构包括第二张紧轮，所述第二张紧轮通过第二轴承固定在悬臂式张力传感器上，所述悬臂式张力传感器使用法兰盘安装的方式固定在检测台上。

4.如权利要求3所述的金属带材的快速检测装置，其特征在于，所述送料机构包括：送料盘、第三轴承、第一阶梯轴、第一联轴器、传动轴、磁滞制动器；

其中，所述送料盘的中心孔与所述第三轴承为过盈配合，所述第三轴承通过所述第一阶梯轴与所述第一联轴器连接，所述传动轴的一端通过键与所述第一联轴器连接，其另一端与所述磁滞制动器相连；

所述悬臂式张力传感器用以测量金属带材的张力大小，并将张力大小信息反馈到所述磁滞制动器中。

5.如权利要求1所述的金属带材的快速检测装置，其特征在于，所述收料机构包括：收料盘、第四轴承、第二阶梯轴、第二联轴器、电机；

其中，所述收料盘的中心孔与所述第四轴承为过盈配合，所述第四轴承通过所述第二阶梯轴与所述第二联轴器连接，所述电机的输出轴与第二联轴器通过键连接。

6.如权利要求1所述的金属带材的快速检测装置，其特征在于，所述尺寸测量机构包括相互垂直布置的第一测量单元和第二测量单元，所述第一测量单元和第二测量单元通过螺钉安装在两个支撑板之间。

7.如权利要求1所述的金属带材的快速检测装置，其特征在于，所述缺陷检测模块采用高精度相机。

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