CN206787497U - 一种在线检测平面油膜厚度的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种在线检测平面油膜厚度的装置，包括：支架；横向运动单元，包括设在支架上的横向导轨和设在横向导轨的横移滑块，以及用于驱动横移滑块沿着横向导轨移动的横向驱动组件；光电式油膜厚度传感器，设于横移滑块上，用于检测正被运输机运输的目标物体的表面油膜厚度，运输机的运输方向与横向导轨相垂直；控制系统，与光电式油膜厚度传感器和横向驱动组件相连。其中，控制系统不仅能够通过横向驱动组件控制横移滑块，以带动光电式油膜厚度传感器沿着横向导轨移动，而且还能够通过光电式油膜厚度传感器来获知目标物体的表面油膜厚度。本实用新型的装置在生产线不停机的情形下直接检测物体表面的油膜厚度，满足现代化生产的生产需求。

Description

一种在线检测平面油膜厚度的装置

技术领域

本实用新型涉及油膜厚度检测领域，尤其涉及一种在线检测平面油膜厚度的装置。

背景技术

金属表面的油膜厚度对其冲压成型、焊接和喷涂等工艺影响很大。例如，在冲压成型工艺中，油膜过厚一方面导致板材粘连，严重时迫使冲压生产线停顿，另一方面会导致压头在板材上打滑，影响冲压质量；油膜过薄容易在冲压成形过程产生拉伤，严重时迫使金属开裂，影响产品质量。因此，在冲压成型、焊接和喷涂等工艺中检测油膜厚度有利于保证产品质量。

目前，使用油膜测厚仪器对正被运输机运输的目标物体(如待冲压、焊接或喷涂的物体)的油膜厚度进行检测，但现有油膜测厚仪器都属于离线手持式的测量设备，检测时需要暂停冲压成型、焊接和喷涂等工艺生产线的运输机，然后在对目标部件进行油膜厚度，严重影响生产效率，已无法满足现代化生产的需求。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种在线检测平面油膜厚度的装置，其可以在生产线(尤其是运输机)不停机的情形下直接检测物体表面的油膜厚度，满足现代化生产的需求。

本实用新型提供一种在线检测平面油膜厚度的装置，包括：支架；横向运动单元，包括设在所述支架上的横向导轨和设在所述横向导轨的横移滑块，以及用于驱动所述横移滑块沿着所述横向导轨移动的横向驱动组件；光电式油膜厚度传感器，其设于所述横移滑块上，用于检测正被运输机运输的目标物体的表面油膜厚度，所述运输机的运输方向与所述横向导轨相垂直；控制系统，其与所述光电式油膜厚度传感器和横向驱动组件相连，其中所述控制系统不仅能够通过所述横向驱动组件控制所述横移滑块，以带动所述光电式油膜厚度传感器沿着所述横向导轨移动，而且还能够通过所述光电式油膜厚度传感器来获知所述目标物体的表面油膜厚度。

根据本实用新型的在线检测平面油膜厚度的装置，其控制系统通过横向驱动组件控制横移滑块，以带动光电式油膜厚度传感器沿着横向导轨移动，并且能够通过光电式油膜厚度传感器来获知目标物体的表面油膜厚度。生产线中的运输机能够将目标物体的待测区域不断地送入光电式油膜厚度传感器的检测区，以提高光电式油膜厚度传感器对目标物体的检测范围，其中运输机的运动与横向运动单元的运动的配合能够大幅度提高光电式油膜厚度传感器的检测范围，使得该装置能够对目标物体的朝向光电式油膜厚度传感器的表面进行全面检测，尤其是对板状的目标物体(例如待冲压、待焊接或待喷涂的板材)的一个目标表面进行全面检测。该装置可直接安装于生产线的运输机的附近，并能够在目标物体进入下一工序前对其表面油膜厚度进行在线检测，判断目标物体是否符合下一工序的需求，在此期间该装置可以在生产线(尤其是运输机)不停机的情形下直接检测物体表面的油膜厚度，能够在保证检测精度的同时大幅度提高检测效率，满足现代化生产的需求。

另外，本实用新型的在线检测平面油膜厚度的装置的结构简单，制造容易，使用安全稳定，具有广阔的市场前景和应用推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型实施例的在线检测平面油膜厚度的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

图1显示了本实用新型实施例的在线检测平面油膜厚度的装置100的结构示意图。该装置100可以在生产线不停机的情形下直接检测物体表面的油膜厚度，满足现代化生产线对高速、高效生产的需求。如图1所示，该装置100包括支架1、横向运动单元2、光电式油膜厚度传感器3、控制系统(图中未示)。支架1用于承载该装置100的各个部件、组件和单元等，并能够调节该装置100与生产线中的运输机5相互配合，以使运输机5运输的目标物体4连续进入光电式油膜厚度传感器3所检测的范围。目标物体4可以是形状不规则的物体，但最好是板状的物体，例如待冲压、待焊接或待喷涂的板材。其中，所涉及的控制系统一般由逻辑控制器(CPU或PLC)、信号放大器、数模转换器等电子电器元件组成，属于本领域技术人员熟知的常规技术，在此不再详述。

横向运动单元2包括设在支架1上的横向导轨21和设在横向导轨21的横移滑块22，以及用于驱动横移滑块22沿着横向导轨21移动的横向驱动组件23，横向驱动组件23与控制系统相连，控制系统能够通过控制横向驱动组件23带动横移滑块22沿着横向导轨21进行往复运动。光电式油膜厚度传感器3设于横移滑块22上，用于检测正被运输机5运输的目标物体4的表面油膜厚度，其中运输机5的运输方向与横向导轨21相垂直。控制系统与光电式油膜厚度传感器3和横向驱动组件23相连，控制系统不仅能够通过横向驱动组件23控制横移滑块22，以带动光电式油膜厚度传感器3沿着横向导轨21移动，而且还能够通过光电式油膜厚度传感器3来获知目标物体4的表面油膜厚度。控制系统在目标物体4的表面油膜厚度不符合规定标准时，通过报警器进行报警，或者停止生产线，以保证下一工序对表面油膜厚度的要求。

本实用新型的在线检测平面油膜厚度的装置100，其控制系统通过横向驱动组件23控制横移滑块22，以带动光电式油膜厚度传感器3沿着横向导轨21移动，并且能够通过光电式油膜厚度传感器3来获知目标物体4的表面油膜厚度。生产线中的运输机5能够将目标物体4的待测区域不断地送入光电式油膜厚度传感器3的检测区，以提高光电式油膜厚度传感器3对目标物体4的检测范围，其中运输机5的运动与横向运动单元2的运动的配合能够大幅度提高光电式油膜厚度传感器3的检测范围，使得该装置100能够对目标物体4的朝向光电式油膜厚度传感器3的表面进行全面检测，尤其是对板状的目标物体4(例如待冲压、待焊接或待喷涂的板材)的一个目标表面进行全面检测。该装置100可直接安装于生产线的运输机5的附近，并能够在目标物体4进入下一工序前对其表面油膜厚度进行在线检测，判断目标物体4是否符合下一工序的需求，在此期间该装置100可以在生产线(尤其是运输机5)不停机的情形下直接检测物体表面的油膜厚度，能够在保证检测精度的同时大幅度提高检测效率，满足现代化生产的需求。

在本实施例中，横向驱动组件23包括：设于支架1上的且与控制系统相连的转动源和设于支架1上的轮带组件(即皮带与带轮的组合)，以及转动源通过轮带组件来驱动横移滑块22沿着横向导轨21移动。此外，横向驱动组件23也选为由直线电机、液压缸等转动源驱动的丝杠组件或杆连接等，不过本实施例所用的轮带传动结构相比前述方式具有结构简单、成本低和方便维修维护等优点。其中，转动源可直接选为能够输出转动的装置，例如电机、液压马达或电机与减速机的二者组合，在本实施例中，该转动源包括减速器和通过所述减速器驱动轮带组件的电机。

上述实施例的装置100可只包含一个光电式油膜厚度传感器3和与之相连的一个横向运动单元2，也可在此基础上增加了一个横向运动单元2和与之相连的一个光电式油膜厚度传感器3。即，该实用新型实施例的装置100包括支架1、两个横向运动单元2、两个光电式油膜厚度传感器3、控制系统。其中，一个光电式油膜厚度传感器3和与之相连的一个横向运动单元2用于检测目标物体4的第一目标表面，而另一个光电式油膜厚度传感器3和与之相连的另一个横向运动单元2用于检测目标物体4的第二目标表面，第一目标表面和第二目标表面是目标物体4的相对面。该装置100的控制系统能够通过两个横向运动单元2分别控制两个光电式油膜厚度传感器3进行相对独立的运动。其中，两个光电式油膜厚度传感器3能够对目标物体4的相对表面同步进行油膜厚度检测，尤其是能够对板状的目标物体4的上下两个表面同步进行油膜厚度检测，这样不仅可以对目标物体4的表面油膜厚度进行高效、精准的检测，而且可以保证下一工序顺利实施。

对于任一个横向运动单元2而言，上述实施例的横向运动单元2可只包含一个横移滑块22，该横移滑块22带动与之相连的一个光电式油膜厚度传感器3，但也可在此基础上再增加了一个横移滑块22和与之相连的一个光电式油膜厚度传感器3。也就是说，该横向运动单元2包括两个横移滑块22，两个横移滑块22各自连接一个光电式油膜厚度传感器3。由于两个横移滑块22设于同一横向导轨21上，因此当两个横向间隔开的目标物体4被运输机5运输时，一个光电式油膜厚度传感器3和与之相连的一个横移滑块22用于检测一个目标物体4的目标表面，而另一个光电式油膜厚度传感器3和与之相连另一个横移滑块22用于检测另一个目标物体4的目标表面。当一个横向运动单元2采用如上方式时，该装置100的控制系统能够通过两个横移滑块22分别控制两个光电式油膜厚度传感器3，以对两个目标物体4的上表面或下表面同时进行油膜厚度检测，进而进一步地提高了该装置100的效率。当两个上下间隔布置的横向运动单元2均采用如上方式时，该装置100的控制系统能够通过四个横移滑块22分别控制四个光电式油膜厚度传感器3，以对两个目标物体4的上下表面同时进行油膜厚度检测，进而更进一步地提高该装置100的效率。

在本实施例中，该装置100还包括纵向运动单元6和速度传感器(图中未示)。纵向运动单元6设于光电式油膜厚度传感器3与横移滑块22之间，用于带动光电式油膜厚度传感器3沿着纵向进行运动，使得光电式油膜厚度传感器3能够准确检测目标物体4的油膜厚度。而速度传感器设于支架1、横向运动单元2或纵向运动单元6上，用于检测目标物体4的当前速度。优选地，该速度传感器设于横向运动单元2或纵向运动单元4上。更优选地，速度传感器通过悬挂结构设于支架1，悬挂结构例如选为悬挂拉杆。其中，当运输机5以预定速度运输目标物体4且速度传感器的检测的当前速度不等于预定速度时，控制系统构造成能够通过纵向运动单元6控制光电式油膜厚度传感器3沿着纵向进行速度补偿，使得光电式油膜厚度传感器3与目标物体4之间的相对速度等于预定速度。

详细地讲，本实用新型的在线检测平面油膜厚度的装置100通过控制系统控制速度传感器检测目标物体4的当前速度，当运输机5故障或目标物体4在运输机上打滑时，该当前速度不等于预定速度，控制系统能够通过纵向运动单元6带动光电式油膜厚度传感器3沿着纵向进行速度补偿，使得光电式油膜厚度传感器3与目标物体4之间的相对速度等于预定速度，以保证光电式油膜厚度传感器3能够准确检测目标物体4的油膜厚度。通过这种方式，可以有效降低对后续工艺的影响，例如可以有效地有效降低对冲压工艺或喷漆工艺的生产效率的影响，从而尽可能地满足现代化生产的生产需求。其中，控制系统以V_补＝V_物-V_预这一公式来换算需要补偿的速度。详细地说，当目标物体4在运输机上出现打滑或运输机故障速度减小时，可导致目标物体4的当前速度V_物低于预定速度V_预，纵向运动单元6在控制系统的控制下带动光电式油膜厚度传感器3以补偿速度V_补(与运输方向的反向)移动，以维持光电式油膜厚度传感器3与目标物体4之间的相对速度等于预定速度。同理，当运输机故障速度增加时，纵向运动单元6在控制系统的控制下带动光电式油膜厚度传感器3以补偿速度V_补(与运输方向的相同)移动，以维持光电式油膜厚度传感器3与目标物体4之间的相对速度等于预定速度。

纵向运动单元6包括设于横移滑块22上的纵向导轨61和设在纵向导轨61的纵移滑块62，以及用于驱动纵移滑块62沿着纵向导轨61移动的纵移驱动组件63。纵向驱动组件63包括设于横移滑块22上的且与控制系统相连的转动源和设于横移滑块22上的轮带组件(即皮带与带轮的组合)，以及转动源通过轮带组件来驱动纵移滑块62沿着纵向导轨61移动。此外，纵向驱动组件63也选为由直线电机、液压缸等转动源驱动的丝杠组件或杆连接等，不过本实施例所用的轮带传动结构相比前述方式具有结构简单、成本低和方便维修维护等优点。其中，转动源可直接选为能够输出转动的装置，例如电机、液压马达或电机与减速机的二者组合，在本实施例中，该转动源包括减速器和通过所述减速器驱动轮带组件的电机。

在本实施例中，在线检测平面油膜厚度的装置100还包括设于支架1上的校准机构(图中未示)，其上设有已知油膜厚度且能被光电式油膜厚度传感器3所检测的表面。在对目标物体进行检测之前，光电式油膜厚度传感器3可优选检测校准机构5上已知油膜厚度的表面，若检测结果与该的油膜厚度相同，确定该光电式油膜厚度传感器3是否在正常状态。

在本实施例中，光电式油膜厚度传感器3包括两个红外线发射器和一个红外线接收器，两个红外线发射器关于红外线接收器对称，红外线发射器投射出的光线与红外线接收器接收的光线之间形成一个预设夹角，优选的预设夹角为45°时，可以避免外界光源对检测结果的影响。红外线发射器发出的红外线照射目标物体4的待测表面油膜，在特定波长下会有红外线吸收现象，从而形成特征吸收峰，这种吸收现象称为吸收率，吸收率的大小和油膜厚度或克重的大小基于朗伯比尔定律(E＝log(Io/I)＝ε*c*d，E：吸收率，I：反射光强度，Io：发射光强度，ε：摩尔系数，c：液体中物质的摩尔系数，d：反射体厚度)相对应。这个定律通过装置100检测需要的数据，实现非接触在线实时检测目标物体4的油膜厚度。

综上可知，本实用新型的在线检测平面油膜厚度的装置100可以在生产线(尤其是运输机5)不停机的情形下直接检测物体表面的油膜厚度，满足现代化生产的需求。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“右端”、“左端”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。需要特别说明的是，附图中显示了“纵向”、“横向”和“竖向”，“横向”上的箭头指向定义是“右端”，而反向定义是“左端”。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种在线检测平面油膜厚度的装置，其特征在于，包括：

支架；

横向运动单元，包括设在所述支架上的横向导轨和设在所述横向导轨的横移滑块，以及用于驱动所述横移滑块沿着所述横向导轨移动的横向驱动组件；

光电式油膜厚度传感器，其设于所述横移滑块上，用于检测正被运输机运输的目标物体的表面油膜厚度，所述运输机的运输方向与所述横向导轨相垂直；

控制系统，其与所述光电式油膜厚度传感器和横向驱动组件相连，其中所述控制系统不仅能够通过所述横向驱动组件控制所述横移滑块，以带动所述光电式油膜厚度传感器沿着所述横向导轨移动，而且还能够通过所述光电式油膜厚度传感器来获知所述目标物体的表面油膜厚度。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述横向驱动组件包括设于所述支架上的且与所述控制系统相连的转动源，以及设于所述支架上的轮带组件，其中所述转动源通过所述轮带组件来驱动所述横移滑块沿着所述横向导轨移动。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述转动源包括减速器和通过所述减速器驱动轮带组件的电机。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述目标物体是待冲压、待焊接或待喷涂的板材。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的装置，其特征在于，所述光电式油膜厚度传感器的数量和所述横向运动单元的数量皆为两个，一个所述光电式油膜厚度传感器和与之相连的一个所述横向运动单元用于检测所述目标物体的第一目标表面，而另一个所述光电式油膜厚度传感器和与之相连的另一个所述横向运动单元用于检测所述目标物体的第二目标表面，所述第一目标表面和第二目标表面是所述目标物体的相对面。

6.根据权利要求1到4中任一项所述的装置，其特征在于，所述横移滑块和光电式油膜厚度传感器的数量皆为两个，其中一个所述横移滑块带动与一个光电式油膜厚度传感器相连，而另一个所述横移滑块与另一个光电式油膜厚度传感器相连。

7.根据权利要求1到4中任一项所述的装置，其特征在于，还包括：

纵向运动单元，设于所述光电式油膜厚度传感器与横移滑块之间；

速度传感器，设于所述支架、横向运动单元或纵向运动单元上，用于检测目标物体的当前速度；

其中，当所述运输机以预定速度运输目标物体且所述速度传感器检测的当前速度不等于所述预定速度时，所述控制系统构造成能够通过所述纵向运动单元控制所述光电式油膜厚度传感器沿着纵向进行速度补偿，使得所述光电式油膜厚度传感器与目标物体之间的相对速度等于所述预定速度。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述纵向运动单元包括设于所述横移滑块上的纵向导轨和设在所述纵向导轨的纵移滑块，以及用于驱动所述纵移滑块沿着所述纵向导轨移动的纵移驱动组件。

9.根据权利要求1到4中任一项所述的装置，其特征在于，还包括设于所述支架上的校准机构，所述校准机构上设有已知油膜厚度且能被所述光电式油膜厚度传感器所检测的表面。

10.根据权利要求1到4中任一项所述的装置，其特征在于，所述光电式油膜厚度传感器包括两个红外线发射器和一个红外线接收器，两个所述红外线发射器关于所述红外线接收器对称，所述红外线发射器投射出的光线与所述红外线接收器接收的光线之间形成一个预设夹角，所述预设夹角为45°。