CN208109025U

CN208109025U - 一种止水带凹凸槽动态测量装置

Info

Publication number: CN208109025U
Application number: CN201820429829.7U
Authority: CN
Inventors: 金家康; 郭勇; 张洪富; 岳玉峰
Original assignee: Hebei Tongchuang Traffic Engineering Matching Product Industry Technology Co Ltd
Current assignee: Hebei Tongchuang Traffic Engineering Matching Product Industry Technology Co Ltd
Priority date: 2018-03-28
Filing date: 2018-03-28
Publication date: 2018-11-16
Anticipated expiration: 2028-03-28

Abstract

本实用新型属于动态测量技术领域，具体的讲涉一种止水带凹凸槽动态测量装置。主要由线性模组，其滑板上设置框架，设置于框架上、下梁柱的垂直对准的测距单元以及PLC控制单元构成，止水带从测距单元之间水平穿过，线性模组由第一伺服电机驱动，且一个动态测量周期内保持框架与止水带同速运动，测距单元包括上、下激光测距传感器，上、下梁柱设置与止水带水平运动方向垂直的上、下滚珠丝杠，上、下滚珠丝杠分别由第二、第三伺服电机驱动，PLC控制单元接收上、下激光测距传感器发送的测距信号，并向第一、第二、第三伺服电机发送控制指令。该动态测量装置具有能够动态实时测量止水带凹凸槽的宽度和厚度数据的特点。

Description

一种止水带凹凸槽动态测量装置

技术领域

本实用新型属于动态测量技术领域，具体的讲涉一种止水带凹凸槽动态测量装置。

背景技术

为了提高止水效果，止水带均设置了凹凸槽，用于延长渗水通道及提高止水能力。因此，止水带的凹凸槽厚度和宽度两个指标需严格控制，否则将会直接影响产品质量。

许多企业在设备技术升级和改造过程中，都把止水带厚度、宽度在线监测设备的使用作为衡量技术改造成功与否的重要标志。然而受资金、研发能力等客观因素制约，目前大多数止水带生产厂家中还没有安装此类监测设备。因此，研制止水带厚度、宽度在线监测设备对确保止水带产品质量、提高生产效率、提升工业自动化水平具有重要意义。

随着测量技术的快速发展，物体尺寸测量已从最原始的人工使用千分尺测量转化为在线非接触测量，在厚度测量方面，常用测量方法包括：激光测量、电容测量及射线测量方法等，但是都未考虑同时测量止水带凹凸槽厚度和宽度。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种能够动态实时测量止水带凹凸槽的宽度和厚度数据的止水带凹凸槽动态测量装置。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种止水带凹凸槽动态测量装置，其特征在于：主要由线性模组，所述线性模组的滑板上设置框架，设置于所述框架上、下梁柱的垂直对准的测距单元以及PLC控制单元构成，其中，止水带从所述测距单元之间水平穿过，所述线性模组由第一伺服电机驱动，且一个动态测量周期内保持所述框架与止水带同速运动，所述测距单元包括设置于所述上梁柱的用于测量与止水带上表面垂直距离的上激光测距传感器，设置于所述下梁柱的用于测量与止水带下表面垂直距离的下激光测距传感器，所述上、下梁柱设置与止水带水平运动方向垂直的上、下滚珠丝杠，所述上、下激光测距传感器分别设置于所述上、下滚珠丝杠的上、下滑块，所述上、下滚珠丝杠分别由第二、第三伺服电机驱动，所述PLC控制单元接收所述上、下激光测距传感器发送的测距信号，并向所述第一、第二、第三伺服电机发送控制指令。

构成上述一种止水带凹凸槽动态测量装置的附加技术特征还包括：

——位于所述线性模组一端部设置倾斜展臂，所述倾斜展臂末端设置与止水带下表面接触的同步测量轮，所述同步测量轮内设置编码器，所述编码器将脉冲信号发送给所述PLC控制单元，用于计算止水带的水平运动速度；

——所述框架由所述上梁柱、下梁柱及在所述上梁柱、下梁柱的一端部连接的立柱构成。

本实用新型所提供的一种止水带凹凸槽动态测量装置与现有技术相比，具有以下优点：其一，由于该动态测量装置主要由线性模组，其滑板上设置的框架，设置于框架上、下梁柱的垂直对准的测距单元以及PLC控制单元构成，功能构造简单，部件布局紧凑，易于生产制造；其二，由于测距单元包括设置于框架上梁柱的用于测量与止水带上表面垂直距离的上激光测距传感器，设置于框架下梁柱的用于测量与止水带下表面垂直距离的下激光测距传感器，当止水带从测距单元之间水平穿过，线性模组由第一伺服电机驱动，且一个动态测量周期内保持框架与止水带同速运动，框架上、下梁柱设置与止水带水平运动方向垂直的上、下滚珠丝杠，上、下激光测距传感器分别设置于上、下滚珠丝杠的上、下滑块，即可以在止水带运动状态下同步进行凹凸槽宽度和厚度的测量，能够及时掌握止水带凹凸槽的加工质量，实现了生产过程的实时监测，也为止水带下一加工环节，比如涂胶、覆膜，提供了标准资料；其三，由于上、下滚珠丝杠分别由第二、第三伺服电机驱动， PLC控制单元接收所述上、下激光测距传感器发送的测距信号，并向第一、第二、第三伺服电机发送控制指令，动态测量过程实现了全部自动化，并且能够实时调节，测量数据更加准确。

附图说明

图1为本实用新型一种止水带凹凸槽动态测量装置的立体示意图；

图2为该止水带凹凸槽动态测量装置的正视图；

图3为本实用新型一种止水带凹凸槽动态测量方法示意图；

图4为该凹凸槽动态测量方法中PLC计算程序流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型所提供的一种止水带凹凸槽动态测量装置的结构和工作原理作进一步的详细说明。

如图1所示，为本实用新型所提供的一种止水带凹凸槽动态测量装置的结构示意图。构成该动态测量装置的结构主要由线性模组1，线性模组1的滑板11上设置框架2，设置于框架2上、下梁柱（21、22）的垂直对准的测距单元3以及PLC控制单元4构成，其中，止水带10从测距单元3之间水平穿过，线性模组1由第一伺服电机12驱动，且一个动态测量周期内保持框架2与止水带10同速运动，测距单元3包括设置于上梁柱21的用于测量与止水带10上表面垂直距离的上激光测距传感器31，设置于下梁柱22的用于测量与止水带10下表面垂直距离的下激光测距传感器32，上、下梁柱（21、22）设置与止水带10水平运动方向垂直的上、下滚珠丝杠（211、221），上、下激光测距传感器（31、32）分别设置于上、下滚珠丝杠（211、221）的上、下滑块（212、222），上、下滚珠丝杠（211、221）分别由第二、第三伺服（213、223）电机驱动，PLC控制单元4接收上、下激光测距传感器（31、32）发送的测距信号，并向第一、第二、第三伺服电机（12、213、223）发送控制指令。

其工作原理为：将线性模组1的传动方向与止水带10的运动方向设置为水平同向，第一伺服电机12驱动线性模组1的滑板11，使框架2在在一个动态采集周期内保持与止水带10相对静止（即保持同速运动），第二、第三伺服电机（213、223）分别驱动上、下激光测距传感器（31、32）沿止水带10的宽度进行同步运动，保持精确对准，止水带10水平进入框架2内的测距单元3，测距单元3的上、下激光测距传感器（31、32），分别采集与止水带10上、下表面的垂直距离，由PLC控制单元4将数据进行及时计算得到凹凸槽的宽度和厚度。

在构成上述止水带凹凸槽动态测量装置的结构中，

——如图2所示，为了保证上、下激光测距传感器（31、32）在动态测量止水带10厚度和宽度时测量部位的一致性，位于线性模组1一端部设置倾斜展臂13，倾斜展臂13末端设置与止水带10下表面接触的同步测量轮14，同步测量轮14内设置编码器15，编码器15将脉冲信号发送给PLC控制单元4，用于计算止水带10的水平运动速度，能够实时反馈止水带10的运动速度，用于PLC控制单元4向第一伺服电机12发送调控信号，使框架2及上、下激光测距传感器（31、32）与止水带10在水平运动的方向上保持绝对静止；

——优选的，上述框架2由所述上梁柱21、下梁柱22及在上梁柱21、下梁柱22的一端部连接的立柱23构成，开放型框架2便于操作人员观测设备运行情况，出现问题及时调整；

如图3所示，应用上述止水带凹凸槽动态测量装置进行动态测量的方法为，

——步骤一，同步测量轮14与止水带10同步运动，编码器15向PLC控制单元4发送脉冲信号，在单位时间内计算止水带10的运动速度，

计算过程为，VP=2πrPr/ptp，其中， VP为止水带10的运动速度，r为同步测量轮14半径,p为编码器15旋转一周脉冲数，tp为单位时间，PLC控制单元4采集到的脉冲数为Pr；

步骤二， PLC控制单元4向驱动线性模组1的第一伺服电机12发送动作指令，使滑板11及设置其上的框架2与水带同速运动（即框架2内的上、下激光测距传感器（31、32）在止水带10水平运动的方向上保持与止水带10相对静止），其控制过程为，P=2πVP/Ɵs ，其中，VP为止水带10的运动速度，Ɵ为驱动线性模组1的第一伺服电机12步进角的弧度， s为线性模组1丝杠的导程，P即PLC控制单元4在单位时间内向第一伺服电机12发送的脉冲数。

步骤三，PLC控制单元4向第二、第三伺服（213、223）电机发送动作指令，使上、下激光测距传感器（31、32）在垂直止水带10水平运动方向上（即止水带10的宽度）同步运动，运动速度为v，收集测距信号，计算止水带10凹凸槽的宽度值和厚度值，如图4所示，其过程为，

所述上、下激光测距传感器（31、32）每个时间间隔t，向PLC控制单元4发送测距信息，分别为d1i,d2i（i=1,2,3，...，n），上、下激光测距传感器（31、32）垂直对准的间距为定值D。

进行止水带10及凹凸槽的厚度计算，

di= D－ d1i－ d2i （i=1,2,3，...，n）；

初始位置时，所述上、下激光测距传感器（31、32）对应于止水带10的一侧边沿，di为止水带10的基本厚度λ，

当di+1> di且di+1－di≥ξ（ξ为预先设定的凹凸槽厚度与基本厚度λ的差值最小判断常数）时，上、下激光测距传感器（31、32）进入到止水带10第ｉ个凸槽区域，计数器标记m= P0+1；（P0为上、下激光测距传感器（31、32）以间隔t发送测距信号的序号）；

当di+1－di < ξ时，上、下激光测距传感器（31、32）测量完第ｉ个凸槽，计数器标记n = Pi；（Pi为上、下激光测距传感器（31、32）在此时已发送测距信号的序号）；

PLC控制单元4计算第i个凸槽的宽度为，Li=（n－m）vｔ

PLC控制单元4计算第i个凸槽的厚度为，Ti = /(n-m+1)

第i个凹槽的宽度和厚度的测量过程为，

当d i+1< di且d i－d i+1 ≥ξ时，上、下激光测距传感器（31、32）进入到止水带10第i个凹槽区域，计数器标记m = P0’+1；（P0’为上、下激光测距传感器（31、32）以间隔t发送测距信号的序号）；

当di－d i+1 < ξ时，上、下激光测距传感器（31、32）测量完第i个凹槽区，计数器标记n = Pi’；（ Pi’为上、下激光测距传感器（31、32）在此时已发送测距信号的序号）

PLC控制单元4计算第i个凹槽的宽度为，Li=（n－m）vｔ

PLC控制单元4计算第i个凹槽的厚度为， Ti = /(n-m+1)；步骤四，上、下激光测距传感器（31、32）沿上、下滚珠丝杠（211、221）运动到端部，到达止水带10的另一侧边沿，di为止水带10的基本厚度λ时，完成了一个周期内的抽样动态测量，重复步骤一，进行下一周期的动态测量。

Claims

1.一种止水带凹凸槽动态测量装置，其特征在于：主要由线性模组，所述线性模组的滑板上设置框架，设置于所述框架上、下梁柱的垂直对准的测距单元以及PLC控制单元构成，其中，止水带从所述测距单元之间水平穿过，所述线性模组由第一伺服电机驱动，且一个动态测量周期内保持所述框架与止水带同速运动，所述测距单元包括设置于所述上梁柱的用于测量与止水带上表面垂直距离的上激光测距传感器，设置于所述下梁柱的用于测量与止水带下表面垂直距离的下激光测距传感器，所述上、下梁柱设置与止水带水平运动方向垂直的上、下滚珠丝杠，所述上、下激光测距传感器分别设置于所述上、下滚珠丝杠的上、下滑块，所述上、下滚珠丝杠分别由第二、第三伺服电机驱动，所述PLC控制单元接收所述上、下激光测距传感器发送的测距信号，并向所述第一、第二、第三伺服电机发送控制指令。

2.根据权利要求1所述的一种止水带凹凸槽动态测量装置，其特征在于：位于所述线性模组一端部设置倾斜展臂，所述倾斜展臂末端设置与止水带下表面接触的同步测量轮，所述同步测量轮内设置编码器，所述编码器将脉冲信号发送给所述PLC控制单元，用于计算止水带的水平运动速度。

3.根据权利要求1所述的一种止水带凹凸槽动态测量装置，其特征在于：所述框架由所述上梁柱、下梁柱及在所述上梁柱、下梁柱的一端部连接的立柱构成。