CN204555931U - 型材形状和尺寸测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种型材形状和尺寸测量装置，包括：框架、物料滚筒、传动带、第一激光测距单元和第二激光测距单元。本实用新型通过一根传动带实现第一激光测距单元和第二激光测距单元的同步移动，利用激光测距技术可以测量型材的尺寸，进而获得型材的形状，精确度高。

Description

型材形状和尺寸测量装置

技术领域

本实用新型涉及型材形状和尺寸测量技术领域，具体地说，涉及一种型材形状和尺寸测量装置。

背景技术

型材在生产过程中，都是人工通过卷尺或百分尺进行形状和尺寸的测量。由于型材生产的特殊性，测量过程容易变形、同时工人在测量过程中也会出现许多视觉误差，当发现形状和尺寸不合适再进行调节时，已经滞后一段时间，不具有实时性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种型材形状和尺寸测量装置，可连续测量，并且测量速度快，测量结果准确。

本实用新型的技术方案如下：

一种型材形状和尺寸测量装置，包括：框架、物料滚筒、传动带、第一激光测距单元和第二激光测距单元；其中，所述框架由上梁、下梁、第一立柱和第二立柱构成矩形结构；所述上梁的一端的侧面上设置有第一辊轮，所述上梁的另一端的同一侧面上设置有第二辊轮和第三辊轮，所述第一辊轮和所述第二辊轮位于同一水平线上，所述第三辊轮的最顶端、所述第一辊轮的最底端、所述第二辊轮的最底端和同一水平线相切，所述第三辊轮比所述第二辊轮靠近所述第一辊轮；所述下梁的一端的侧面上设置有第四辊轮，所述下梁的另一端的同一侧面上设置有第五辊轮和第六辊轮，所述第四辊轮和所述第五辊轮位于同一水平线上，所述第六辊轮的最底端、所述第四辊轮的最顶端、所述第五辊轮的最顶端和同一水平线相切， 所述第六辊轮比所述第五辊轮靠近所述第四辊轮；所述第二辊轮和所述第四辊轮位于同一竖直线上，所述第三辊轮和所述第六辊轮位于同一竖直线上；所述传动带依次绕所述第一辊轮、所述第二辊轮、所述第五辊轮、所述第四辊轮、所述第六辊轮和所述第三辊轮形成闭环；所述第一激光测距单元可在设置在所述第一辊轮和所述第三辊轮之间的所述传动带的带动下移动，用于向所述第一激光测距单元的下方发射激光并接收反射回的激光；所述第二激光测距单元可在设置在所述第四辊轮和所述第五辊轮之间的所述传动带的带动下移动，用于向所述第二激光测距单元的上方发射激光并接收反射回的激光；所述第一激光测距单元和所述第二激光测距单元位于同一竖直线上；所述物料滚筒位于所述框架的中部，所述物料滚筒的两端分别设置在所述第一立柱和所述第二立柱上，横跨所述框架，并可沿垂直于所述框架所在平面的直线方向上移动。

进一步：所述第二立柱的一侧面的中间设置有第七辊轮，所述第三辊轮、所述第六辊轮和所述第七辊轮位于同一竖直线上，所述传动带绕过所述第七辊轮。

进一步，还包括：上导轨、下导轨、上滑车和下滑车；其中，所述上导轨设置在所述上梁的下表面上，所述下导轨设置在所述下梁的上表面上；所述上滑车和设置在所述第一辊轮和所述第三辊轮之间的所述传动带相连，在所述传动带的带动下可在所述上导轨上滑动，所述第一激光测距单元设置在所述上滑车上；所述下滑车和设置在所述第四辊轮和所述第五辊轮之间的所述传动带相连，在所述传动带的带动下可在所述下导轨上滑动，所述第二激光测距单元设置在所述下滑车上；所述上滑车和所述下滑车位于同一竖直线上。

进一步：所述第一立柱的中间水平设置有第一滑道，所述第二立柱的中间水平设置有第二滑道，所述第一滑道和所述第二滑道均垂直于所述框架所在平面，所述物料滚筒的两端分别设置在所述第一滑道和所述第二滑道上，可在所述第一滑道和所述第二滑道上滑 动。

进一步，所述第一激光测距单元包括：设置在所述上滑车上的第一激光传感器基座，设置在所述第一激光传感器基座上的第一激光传感器盒，设置在所述第一激光传感器盒中的第一激光传感器；所述第二激光测距单元包括：设置在所述下滑车上的第二激光传感器基座，设置在所述第二激光传感器基座上的第二激光传感器盒，设置在所述第二激光传感器盒中的第二激光传感器。

进一步：还包括和所述传动带电连接的驱动电机，用于驱动所述传动带移动。

进一步：还包括设置在所述第二辊轮上的第一旋转编码器和设置在所述第五辊轮上的第二旋转编码器。

本实用新型的技术效果如下：

1、本实用新型的型材形状和尺寸测量装置提高了生产过程的自动化程度以及型材形状和尺寸测量的连续性和准确性，避免传统人工测量在测量及记录过程中的误差和错误。

2、本实用新型的型材形状和尺寸测量装置测量速度快，可适应线速度为40米的生产线。

3、本实用新型的型材形状和尺寸测量装置的测量结果准确，可获得厚度测量精度为±0.02mm，长度和宽度测量精度为±0.5mm的测量结果，并根据测量得到多个厚度、长度和宽度数据确定型材的形状。

4、本实用新型的型材形状和尺寸测量装置自动化程度高，可自动对物料厚度、长度、宽度等参数进行测量和记录。

附图说明

图1为本实用新型实施例的型材形状和尺寸测量装置的结构示 意图；

图2为本实用新型实施例的型材形状和尺寸测量装置的剖面图；

图3为本实用新型实施例的型材形状和尺寸测量装置的局部结构示意图；

图4为本实用新型实施例的第一激光测距单元和第二激光测距单元的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例提供了一种型材形状和尺寸测量装置。如图1～4所示，分别为本实用新型实施例的型材形状和尺寸测量装置的结构示意图、剖面图、局部结构示意图、第一激光测距单元和第二激光测距单元的结构示意图。

该型材形状和尺寸测量装置包括：框架、物料滚筒2、传动带3、第一激光测距单元和第二激光测距单元。

其中，框架由上梁13、下梁14、第一立柱11和第二立柱12构成矩形结构。优选地，该框架采用铸件制成，并做时效处理，可以降低在物料通过时物料滚筒2对框架加载后产生的形变，保证了该装置长时间使用的稳定性，使该装置框架的平行度保证在±0.02mm以内不变，继而保证了测量的精度。

上梁13的一端的侧面上设置有第一辊轮41，上梁13的另一端的同一侧面上设置有第二辊轮42和第三辊轮43。第一辊轮41和第二辊轮43位于同一水平线上。第三辊轮43的最顶端、第一辊轮41的最底端、第二辊轮42的最底端和同一水平线相切。第三辊轮43 比第二辊轮42靠近第一辊轮41。下梁14的一端的侧面上设置有第四辊轮44，下梁14的另一端的同一侧面上设置有第五辊轮45和第六辊轮46。第四辊轮44和第五辊轮45位于同一水平线上。第六辊轮46的最底端、第四辊轮44的最顶端、第五辊轮45的最顶端和同一水平线相切。第六辊轮46比第五辊轮45靠近第四辊轮44。第二辊轮42和第四辊轮44位于同一竖直线上，第三辊轮43和第六辊轮46位于同一竖直线上。第一辊轮41、第二辊轮42、第四辊轮44和第五辊轮45的连线构成矩形。

传动带3依次绕第一辊轮41、第二辊轮42、第五辊轮45、第四辊轮44、第六辊轮46和第三辊轮43形成闭环。优选该传动带为齿形带。

第一激光测距单元可在设置在第一辊轮41和第三辊轮43之间的传动带31的带动下移动，用于向第一激光测距单元的下方发射激光并接收反射回的激光。第二激光测距单元可在设置在第四辊轮44和第五辊轮45之间的传动带32的带动下移动，用于向第二激光测距单元的上方发射激光并接收反射回的激光。第一激光测距单元和第二激光测距单元位于同一竖直线上。通过该第一激光测距单元和第二激光测距单元在传动带上的位置设置，当传动带移动时，第一激光测距单元和第二激光测距单元的移动方向相同，可以实现仅用一条传动带使第一激光测距单元和第二激光测距单元同步移动。该第一激光测距单元和第二激光测距单元可同时向型材的同一位置发射激光，从而采集型材同一位置的尺寸数据，避免了激光测距单元移动时的错位，使第一激光测距单元和第二激光测距单元水平移动的同步性达到±0.05mm，测量准确。

物料滚筒2位于框架的中部。物料滚筒2的两端分别设置在第一立柱11和第二立柱12上，横跨该框架，并可沿垂直于框架所在平面的直线方向上移动。物料滚筒2用于承载物料，使得物料移动穿过该框架。

第一激光测距单元和第二激光测距单元通过向型材发射激光并接收反射回的激光，通过从发射激光到接收到反射回的激光的时间，以及激光的传播速度可以得到第一激光测距单元和第二激光测距单元分别距型材的距离a1和a2，同时由于第一激光测距单元和第二激光测距单元之间的距离a3一定，从而可以通过简单的计算即得到型材的厚度h＝a3-a1-a2。另外，当a1＝a2＝a3时，第一激光测距单元和第二激光测距单元移动到了型材的边缘，此时通过第一激光测距单元或者第二激光测距单元的两次位置之间的距离可以得到型材的长度或者宽度。该型材形状和尺寸测量装置可以测量型材各点的厚度，以及物料边缘的长度或者宽度尺寸。利用所有的长度、宽度和厚度数据可以得到型材的形状，从而实现对型材的形状的精确测量。

在一优选的实施例中，该型材形状和尺寸测量装置还包括：上导轨51、下导轨52、上滑车61和下滑车62。其中，上导轨51设置在上梁13的下表面上，下导轨52设置在下梁14的上表面上。上滑车61和设置在第一辊轮41和第三辊轮43之间的传动带31相连，在传动带31的带动下可在上导轨51上滑动。优选的，上滑车61通过上梁架81和传动带31连接。第一激光测距单元设置在上滑车61上。下滑车62和设置在第四辊轮44和第五辊轮45之间的传动带32相连，在传动带32的带动下可在下导轨52上滑动。优选的，下滑车62通过下梁架82和传动带32连接。第二激光测距单元设置在下滑车62上。上滑车61和下滑车62位于同一竖直线上。通过设置滑车和导轨的结构，方便激光测距单元的移动。优选地，该装置还可以设置有上导轨保护盖和下导轨保护盖，在未使用该装置时，通过将保护盖罩在导轨上保护导轨。

在一优选的实施例中，第一立柱11的中间水平设置有第一滑道，第二立柱12的中间水平设置有第二滑道，第一滑道和第二滑道均垂直于框架所在平面。物料滚筒2的两端分别设置在第一滑道和第二滑道上，可在第一滑道和所述第二滑道上滑动。上述设置使得物料滚筒2可以方便地移动，穿过框架。

在一优选的实施例中，第二立柱12的一侧面的中间设置有第七辊轮47。优选地，第三辊轮43、第六辊轮46和第七辊轮47位于同一竖直线上，传动带3绕过第七辊轮47。该第七辊轮47的设置可以改善在第三辊轮43和第六辊轮46之间的传动带33的受力，延长传动带的使用寿命。

在一优选的实施例中，第二立柱12上可以设置有多个限制传动带位置的卡槽，使得传动带的移动更加平稳。

在一优选的实施例中，第一激光测距单元包括：设置在上滑车61上的第一激光传感器基座，设置在第一激光传感器基座上的第一激光传感器盒71，设置在第一激光传感器盒71中的第一激光传感器。第二激光测距单元包括：设置在下滑车62上的第二激光传感器基座，设置在第二激光传感器基座上的第二激光传感器盒72，设置在第二激光传感器盒72中的第二激光传感器。优选地，上述的激光传感器盒可在激光传感器基座上调整左右和前后的位置。

在一优选的实施例中，该型材形状和尺寸测量装置还包括和传动带3电连接的驱动电机，用于驱动传动带3移动。

在一优选的实施例中，该型材形状和尺寸测量装置还包括设置在第二辊轮42上的第一旋转编码器和设置在第五辊轮45上的第二旋转编码器。优选地，该旋转编码器为2000P/r的旋转编码器。采用旋转编码器作为位移的外部反馈，旋转编码器的1个脉冲相当于距离是0.02mm，当通过驱动电机的位置控制模式进行控制时，控制偏差只有1个脉冲，所以系统的距离位移偏差是0.02mm，保证了第一激光测距单元和第二激光测距单元在沿水平方向移动时的定位精度。

优选地，该型材形状和尺寸测量装置还可以设置有厚度、宽度异常报警功能，在物料不满足要求时自动发出报警。

优选地，该型材形状和尺寸测量装置还可以包括控制单元，实现测量的电气自动化。

本实用新型的型材形状和尺寸测量装置可以应用于轮胎半成品的测量，该型材形状和尺寸测量装置的测量过程如下：

待测量物料通过物料滚筒2沿垂直于框架所在平面的方向通过该装置时，第一激光测距单元和第二激光测距单元在驱动电机的带动下在水平方向运动。第一激光测距单元和第二激光测距单元分别测量物料表面与第一激光传感器的距离a1、物料表面与第二激光传感器的距离a2。由于两传感器相对距离a3一定，进而可测得物料厚度h，h＝a3-a1-a2。若传感器测得a1＝a2＝a3，则说明此时测量的点为物料边缘，记录下此时传感器的位置X1(第一传感器和第二传感器的位置相同，只需读取任意一个数据即可)。在传感器移动过程中，再次测得a1＝a2＝a3，记录下此时传感器的位置为X2，则物料宽度L＝|X1-X2|。该位置X1和X2可以通过人工测量获得，也可以通过旋转编码器获得。将物料旋转90度放到物料滚筒2中，则通过X1和X2的差值可以测量物料的长度。该型材形状和尺寸测量装置通过测量物料各点的厚度，以及物料边缘的长度或者宽度尺寸。利用所有的长度、宽度和厚度数据可以得到型材的形状，从而实现对物料的形状的精确测量。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种型材形状和尺寸测量装置，其特征在于，包括：框架、物料滚筒、传动带、第一激光测距单元和第二激光测距单元；其中，

所述框架由上梁、下梁、第一立柱和第二立柱构成矩形结构；

所述上梁的一端的侧面上设置有第一辊轮，所述上梁的另一端的同一侧面上设置有第二辊轮和第三辊轮，所述第一辊轮和所述第二辊轮位于同一水平线上，所述第三辊轮的最顶端、所述第一辊轮的最底端、所述第二辊轮的最底端和同一水平线相切，所述第三辊轮比所述第二辊轮靠近所述第一辊轮；

所述下梁的一端的侧面上设置有第四辊轮，所述下梁的另一端的同一侧面上设置有第五辊轮和第六辊轮，所述第四辊轮和所述第五辊轮位于同一水平线上，所述第六辊轮的最底端、所述第四辊轮的最顶端、所述第五辊轮的最顶端和同一水平线相切，所述第六辊轮比所述第五辊轮靠近所述第四辊轮；

所述第二辊轮和所述第四辊轮位于同一竖直线上，所述第三辊轮和所述第六辊轮位于同一竖直线上；

所述传动带依次绕所述第一辊轮、所述第二辊轮、所述第五辊轮、所述第四辊轮、所述第六辊轮和所述第三辊轮形成闭环；

所述第一激光测距单元可在设置在所述第一辊轮和所述第三辊轮之间的所述传动带的带动下移动，用于向所述第一激光测距单元的下方发射激光并接收反射回的激光；

所述第二激光测距单元可在设置在所述第四辊轮和所述第五辊轮之间的所述传动带的带动下移动，用于向所述第二激光测距单元的上方发射激光并接收反射回的激光；

所述第一激光测距单元和所述第二激光测距单元位于同一竖直线上；

所述物料滚筒位于所述框架的中部，所述物料滚筒的两端分别设置在所述第一立柱和所述第二立柱上，横跨所述框架，并可沿垂直于所述框架所在平面的直线方向上移动。

2.如权利要求1所述的型材形状和尺寸测量装置，其特征在于： 所述第二立柱的一侧面的中间设置有第七辊轮，所述第三辊轮、所述第六辊轮和所述第七辊轮位于同一竖直线上，所述传动带绕过所述第七辊轮。

3.如权利要求1所述的型材形状和尺寸测量装置，其特征在于，还包括：上导轨、下导轨、上滑车和下滑车；其中，

所述上导轨设置在所述上梁的下表面上，所述下导轨设置在所述下梁的上表面上；

所述上滑车和设置在所述第一辊轮和所述第三辊轮之间的所述传动带相连，在所述传动带的带动下可在所述上导轨上滑动，所述第一激光测距单元设置在所述上滑车上；

所述下滑车和设置在所述第四辊轮和所述第五辊轮之间的所述传动带相连，在所述传动带的带动下可在所述下导轨上滑动，所述第二激光测距单元设置在所述下滑车上；

所述上滑车和所述下滑车位于同一竖直线上。

4.如权利要求1所述的型材形状和尺寸测量装置，其特征在于：所述第一立柱的中间水平设置有第一滑道，所述第二立柱的中间水平设置有第二滑道，所述第一滑道和所述第二滑道均垂直于所述框架所在平面，所述物料滚筒的两端分别设置在所述第一滑道和所述第二滑道上，可在所述第一滑道和所述第二滑道上滑动。

5.如权利要求3所述的型材形状和尺寸测量装置，其特征在于，

所述第一激光测距单元包括：设置在所述上滑车上的第一激光传感器基座，设置在所述第一激光传感器基座上的第一激光传感器盒，设置在所述第一激光传感器盒中的第一激光传感器；

所述第二激光测距单元包括：设置在所述下滑车上的第二激光传感器基座，设置在所述第二激光传感器基座上的第二激光传感器盒，设置在所述第二激光传感器盒中的第二激光传感器。

6.如权利要求1所述的型材形状和尺寸测量装置，其特征在于：还包括和所述传动带电连接的驱动电机，用于驱动所述传动带移动。

7.如权利要求1所述的型材形状和尺寸测量装置，其特征在于：还包括设置在所述第二辊轮上的第一旋转编码器和设置在所述第五辊轮上的第二旋转编码器。