CN117053649A - 柔性连接测长装置和测长方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种柔性连接测长装置和测长方法，包括：测长轮、软轴、编码器；编码器与测长轮采用非同轴方式安装；软轴的一端连接测长轮的转轴，软轴的另一端连接编码器的转轴。本发明能实现编码器与测长轮的刚性分离和柔性连接，测长轮工作时与工件的震动和冲击均不会传递到编码器上，能够明显提高设备的测量精度和使用寿命，可运用于钢板探伤长度测量和其它工件计长，尤其是厚板探伤设备位置跟踪和长度测量。
Description
技术领域
本发明涉及测长技术领域，具体地，涉及柔性连接测长装置和测长方法。
背景技术
测长装置是厚板超声探伤设备上的重要部件。该部件用于跟踪钢板位置，测量钢板长度，并将实时速度及位置信号发送给运行控制系统和探伤数据处理系统。测长装置的正常工作与否决定检测设备的运动控制精度和探伤图谱成像，同时也是影响厚板探伤设备检测指标的关键因素。
在探伤设备中要对被检测工件进行长度测量，测长装置是必不可少的。常规的测长方式有：方式1、主动编码器测长，即将编码器安装在传动电机尾部，通过测量电机的转速来实现对工件速度和长度的测量。方式2、通过光栅或接近开关信号触发时间差进行间接速度和长度测量。方式3、通过对运动部件进行高速拍照的方式进行速度和长度测量。方式4、利用专用的激光测速装置进行被动测速和测长。方式5、利用被动测长轮靠紧工件，通过工件运动摩擦带动被动测长轮转动进行被动测速和测长。
以上常见的5种测速测长方式对不同场景的运用都有不同的要求。第1种测量方式主动测长由于减速电机的齿轮啮合间隙和传动误差测量精度受限，并且如果出现被测工件出现传动打滑的情况下，测速和测长则完全失效；第2种测量方式光栅和接近开关触发时间差测速只能测量一段距离内的平均速度，无法进行实时速度和位置的测量；第3、4种测量方式由于成本较高并对环境要求苛刻，无法运用在有大量水雾和粉尘的环境下；第5种测量方式由于稳定的测量结果和对使用环境的包容性强被广泛运用在各种场合。
在钢板探伤设备的测速测长运用上，需要避免翘曲钢板头部对测长装置的撞击，一般会要求在钢板头部通过后快速贴合钢板进行位置跟踪和速度测量，又因为钢板在传输过程中上下跳动为了保证测长轮对钢板的紧密贴合，测出装置安装在传输钢板的辊道下方，通过气缸将测长轮紧紧贴合在钢板底面。同时考虑测长轮的使用寿命和变形影响测量精度，测长轮通常采用刚度和硬度很高的耐磨材料，因此在气缸驱动测长轮接触钢板的瞬间冲击较大，容易造成连接编码器的编码盘损坏，引起测速和测长不稳定、不准确。
专利文献CN201530143U公开了一种横切机测长装置,它包括有支架、气缸组件、限位件,气缸组件前端通过气缸接头座固定在测长轮座上,且测长轮座通过摆轴铰接在带座轴承上,带座轴承安装在支架下端,限位件与气缸组件的气缸接头座相接触,测长轮通过测长轮轴上的两个轴承铰接在测长轮座上,测长轮座上还安装有编码器。采用了上述结构后,气缸组件内的气压是可以在线调整的,气压减少时,测长轮对纸板的压力增大,反之则测长轮对纸板的压力减小,当测长轮对纸板的压力减小到小于零时,测长轮抬起离开纸面。安装了弹性限位件和气缸内弹簧后,气缸内弹簧使测长轮始终保持一定压力压在纸板上,而且,限位件和弹簧均能有效的吸收测长轮和纸板在运动时发生的振动能量,使测长轮与纸板始终保持同步,从而保证测长轮测量的精度。
专利文献CN212843473U公开了一种多自由度调整的测长装置，包括：测长机构，用于测量经过料条的长度，测长机构包括互相配合的测长轮和支撑轮，测长轮的转轴连有编码器，编码器与控制中心电连接；多自由度支撑机构，用于支撑测长机构并提供多个自由度的位置调节，多自由度支撑机构包括用于实现若干向平移与固定的平移调节机构，以及用于实现单轴转动与固定的转动调节机构。本实用新型的多自由度支撑机构为测量轮提供了平移、转动等多个自由度的位置调整方式，使测长轮的角度能够与多种被测型条的测量面角度相适应，有效避免了由于角度不一而产生打滑的现象，提高了测量精度，扩大了适用范围。
但是上述专利文献的编码器安装在测长轮底座或者是转轴上，没有实现测长轮与编码器的分离，不能完全避免工件运动时对编码器的震动和冲击。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种柔性连接测长装置和测长方法。
根据本发明提供的一种柔性连接测长装置，包括：测长轮、软轴、编码器；
编码器与测长轮采用非同轴方式安装；软轴的一端连接测长轮的转轴，软轴的另一端连接编码器的转轴。
优选地，软轴的两端分别安装有软轴连接头；
软轴的一端的软轴连接头通过一个联轴器连接测长轮的转轴；
软轴的另一端的软轴连接头通过另一个联轴器连接编码器的转轴。
优选地，软轴两端的软轴连接头分别安装在各自对应的滚珠轴承上，滚珠轴承安装在轴承座上。
优选地，软轴穿设在软轴护套中，软轴护套两端的锁紧螺母分别与各自对应的滚珠轴承的轴承端盖连接，将软轴完全包覆在软轴护套中。
优选地，软轴护套与轴承端盖之间采用螺纹连接方式安装。
优选地，在软轴的一端，测长轮带动转轴旋转时，通过联轴器和软轴连接头将转动传输到软轴上，软轴的另一端驱动编码器与测长轮同步转动，实现实时测速和计长的功能。
优选地，编码器与测长轮通过两件联轴器和弹性软轴的隔离，编码器的转轴只接收到周向转动力矩。
优选地，测长轮安装在转轴上，且通过测长轮轴承安装在测长轮安装底座上，形成双支撑结构。
根据本发明提供的一种测长方法，利用所述的柔性连接测长装置进行测长。
优选地，对厚板探伤设备进行位置跟踪和长度测量。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明提供的测长装置的编码器与测长轮采用非同轴安装方式，能实现编码器与测长轮的刚性分离和柔性连接；
2、本发明能够将编码器安装于远离测长轮的固定底座上，测长轮工作时与工件的震动和冲击均不会传递到编码器上，可完全避免传统测长装置测长轮震动带来的测量误差和编码器损坏，能够明显提高设备的测量精度和使用寿命。
3、本发明可运用于钢板探伤长度测量和其它工件计长，尤其是厚板探伤设备位置跟踪和长度测量。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明的正面结构示意图。
图2是图1的右视结构示意图。
图3是图1的俯视结构示意图。
图4是本发明的局部细节剖视结构示意图。
图5是轴侧结构示意图。
图中示出：
软轴1，软轴护套2，软轴连接头3；
滚珠轴承4，轴承端盖5，轴承座6，联轴器7；
测长轮8，测长轮安装底座9，测长轮轴承10，转轴11，测长轮轴承端盖12，测长轮安装底座13；
法兰座14，固定底座15，编码器16。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明所要解决的问题是设计一种完全柔性连接的被动测速、测长装置，该测速装置的编码器与测长轮采用非同轴安装，能实现编码器与测长轮的刚性分离和柔性连接，编码器安装在远离测长轮的位置，无论测长轮经历冲击和撞击均不会将冲击传递到编码器上，完全避免了冲击和震动对编码器的损伤，大大提高了设备的稳定性和使用寿命。
根据本发明提供的一种测长方法，利用所述的柔性连接测长装置进行测长，例如对厚板探伤设备进行位置跟踪和长度测量。其中，所述柔性连接测长装置，包括：测长轮、软轴、编码器；编码器与测长轮采用非同轴方式安装；软轴的一端连接测长轮的转轴，软轴的另一端连接编码器的转轴。在软轴的一端，测长轮带动转轴旋转时，通过联轴器和软轴连接头将转动传输到软轴上，软轴的另一端驱动编码器与测长轮同步转动，实现实时测速和计长的功能。编码器与测长轮通过两件联轴器和弹性软轴的隔离，编码器的转轴只接收到周向转动力矩。测长轮安装在转轴上，且通过测长轮轴承安装在测长轮安装底座上，形成双支撑结构。软轴的两端分别安装有软轴连接头；软轴的一端的软轴连接头通过一个联轴器连接测长轮的转轴；软轴的另一端的软轴连接头通过另一个联轴器连接编码器的转轴。软轴两端的软轴连接头分别安装在各自对应的滚珠轴承上，滚珠轴承安装在轴承座上。软轴穿设在软轴护套中，软轴护套两端的锁紧螺母分别与各自对应的滚珠轴承的轴承端盖连接，将软轴完全包覆在软轴护套中。软轴护套与轴承端盖之间采用螺纹连接方式安装。
下面结合附图，对本发明进行进一步的说明。具体地，软轴1的两端分别与软轴连接头3压接方式或紧定方式连接，软轴连接头3安装在滚珠轴承4上，考虑到零件加工的尺寸偏差和装配误差，靠近测长轮8的一端通过联轴器7与转轴11连接，靠近编码器16的一端通过联轴器7与编码器16连接；编码器16安装在远离测长轮的固定底座15上。软轴护套2两端的锁紧螺母分别与滚珠轴承4的端盖连接，将软轴1完全包覆在软轴护套2中。
本发明的工作过程是这样的：在软轴1的测长轮8侧，测长轮8带动转轴11旋转时，通过联轴器7和软轴连接头3将转动传输到软轴1上，软轴1驱动编码器与测长轮同步转动，实现实时测速和计长的功能。同时，在软轴1的编码器16侧，编码器16安装在远离振动和冲击的其它设备部件上，并且编码器16与测长轮8通过两件联轴器7和弹性软轴的隔离，编码器16的转轴只接收到周向转动力矩，即编码器16通过软轴连接方式安装在固定底座15上,编码器16不随着测长轮8一起摆动。测长轮8工作时的冲击和震动不会传递到编码器16上，大大提升编码器16的使用寿命和信号稳定性。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种柔性连接测长装置，其特征在于，包括：测长轮、软轴、编码器；
编码器与测长轮采用非同轴方式安装；软轴的一端连接测长轮的转轴，软轴的另一端连接编码器的转轴。
2.根据权利要求1所述的柔性连接测长装置，其特征在于，软轴的两端分别安装有软轴连接头；
软轴的一端的软轴连接头通过一个联轴器连接测长轮的转轴；
软轴的另一端的软轴连接头通过另一个联轴器连接编码器的转轴。
3.根据权利要求2所述的柔性连接测长装置，其特征在于，软轴两端的软轴连接头分别安装在各自对应的滚珠轴承上，滚珠轴承安装在轴承座上。
4.根据权利要求3所述的柔性连接测长装置，其特征在于，软轴穿设在软轴护套中，软轴护套两端的锁紧螺母分别与各自对应的滚珠轴承的轴承端盖连接，将软轴完全包覆在软轴护套中。
5.根据权利要求4所述的柔性连接测长装置，其特征在于，软轴护套与轴承端盖之间采用螺纹连接方式安装。
6.根据权利要求3所述的柔性连接测长装置，其特征在于，在软轴的一端，测长轮带动转轴旋转时，通过联轴器和软轴连接头将转动传输到软轴上，软轴的另一端驱动编码器与测长轮同步转动，实现实时测速和计长的功能。
7.根据权利要求6所述的柔性连接测长装置，其特征在于，编码器与测长轮通过两件联轴器和弹性软轴的隔离，编码器的转轴只接收到周向转动力矩。
8.根据权利要求1所述的柔性连接测长装置，其特征在于，测长轮安装在转轴上，且通过测长轮轴承安装在测长轮安装底座上，形成双支撑结构。
9.一种测长方法，其特征在于，利用权利要求1至8中任一项所述的柔性连接测长装置进行测长。
10.根据权利要求9所述的测长方法，其特征在于，对厚板探伤设备进行位置跟踪和长度测量。
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