CN212363171U - 在线同步检测板材尺寸装置 - Google Patents

Abstract

一种用于拉挤制程设备上可同步对板材进行多项尺寸量测的装置。传统多半采用小段取样量测直线度，无法获取较长或整卷板材之直线度，本实用新型的设备上配置一组接触式位移计，或非接触式位移计，或于板材上表面安装一组或多组的工业相机，进行板材偏移量测，藉此演算出板材直线度，而其过程中也可产生宽度数据。其他尺寸包含平面度、厚度等通过一组非接触式位移计搭配电机模组进行多点厚度量测，由于板材生产中会前进，因此需将电机模组安装带有角度，使得量测数据可为同一直线下的数据，而其过程中可产生平面度数据。由于该装置设置于拉挤设备上，故数据会即时导出，若发现尺寸超规时，可立即采取措施，避免整卷板材报废，大幅降低生产不良率。

Description

在线同步检测板材尺寸装置

技术领域

本实用新型涉及板材检测技术领域，具体涉及在线同步检测板材尺寸装置。

背景技术

拉挤板材于出货前需检验直线度、宽度、厚度、平面度等尺寸，宽度、厚度与平面度可通过人员使用多种量具随时量测整卷板材的尺寸数据，故需要依据机台数量，安排多位检验人员随时监控各机台的数据，不但耗时耗人力，且量具繁杂，另外，接触式的量测方式亦造成量具被表面尚未完全凝固之树脂沾粘，最终影响量测结果甚至造成量具损毁。

在风电产业中使用的挤拉板材，直线度是表征弯曲程度的重要指标，但因板材长度相当长，并无法透过单一量具对整卷板材进行量测，故仅能截取短距离的板材进行直线度的量测，不但无法证明整卷的直线度，更因截取短距离的板材无法出货，导致厂内出现大量的板材浪费。

如图1所示，由于传统的直线度量测为收卷后，截取短距离的板材进行直线度量测，若超标既代表前一卷的末端为不合格品，即便下一卷可以透过机台调整，而使得下一卷直线度合规，但前一卷因无法于厂内重新放卷量测，故无法确定从何时开始超标，客户放卷后容易被发现直线度不合格，因此存在被客诉之风险。

实用新型内容

本实用新型适用于在线检测拉挤制程产出之板材的尺寸，包含直线度、宽度、厚度、平面度等可于一台装置上完成多项检测，以便生产过程中可以即时监测尺寸，若过程中发现即将超标，可立即采取措施，避免整卷拉挤板材因部分尺寸超规而影响出货。

在线同步检测板材尺寸装置，包括传感器装置、距离编码器以及固定模组；检测板材两端各设置一组或两组所述固定模组，至少一个所述传感器装置配置在所述固定模组之间，所述距离编码器设置在检测板材的下方。

优选的，所述检测板材的两侧或上方配置有传感器装置。

优选的，所述检测板材两侧的传感器装置包括接触式位移计或非接触位移计，所述检测板材上方的传感器装置为工业相机。

优选的，所述板材上方和下方的配置有相对的所述传感器装置。

优选的，所述传感器装置为非接触式位移计。

优选的，所述板材上方的所述传感器装置通过移动模组可滑动的配置在检测板材的上方；所述移动模组包括移动模组支撑板、转动电机、转动丝杠以及滑动滑块，所述移动模组支撑板设置在检测板材的一侧，所述转动电机固定在所述移动模组支撑板上，所述转动电机的输出轴连接于所述转动丝杠，所述滑动滑块可滑动的配置在所述转动丝杠上，所述传感器固定在所述滑动滑块上，所述滑动滑块的移动方向与检测板材的移动方向具有角度。

优选的，所述固定模组包括固定支架、上滚轮以及下滚轮；所述上滚轮和所述下滚轮呈相对位置的配置在所述固定支架上，且所述上滚轮可上下移动的配置在所述固定支架上。

在线同步检测板材尺寸装置的检测方法，包括如下步骤：

S1、通过距离编码器计算出检测板材移动的固定距离，启动检测板材两侧或上方的传感器装置，可以计算出直线度和宽度数据；

S2、通过检测板材上方和下方配置的呈相对位置的传感器装置，可以计算出检测板材的厚度和平面度数据。

优选的，在步骤S1中，在检测板材上固定的距离，采集检测板材两侧的传感器装置到检测板材相应侧的距离，经工控机演算得到指定固定距离长度的直线度S和宽度数据；在步骤S1中，在检测板材上固定的距离，移动工业相机可视距离的一半E/2或更小之距离既拍一张照片，最终通过拼接与分析板材边界，经工控机演算得到固定距离长度的直线度S和宽度。

优选的，在步骤S2中，检测板材上的至少一个检测点是在一条直线上，当第一个检测点移动到转动丝杠的下方时，在移动模组的作用下，传感器装置沿着转动丝杠到达第一个检测点的位置，当下个检测点到达移动到转动丝杠的下方时，在移动模组的作用下，传感器装置沿着转动丝杠到达下一个检测点的位置。

本实用新型提供了在线同步检测板材尺寸装置及其检测方法，有益效果在于：本装置可用于风电行业之拉挤板材所需量测之直线度S、宽度、厚度、平面度等，通过即时量测板材数据，藉此得到整卷拉挤板材1的数据，而非传统方式，仅能得到短距离长度之直线度S与抽检的宽度、厚度、平面度等数据，提高了板材的利用率。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为现有技术中测量板材到位移计距离的原理示意图；

图2为本实用新型装置中位移计量测板材到位移计距离的原理示意图；

图3为本实用新型装置中工业相机的量测原理示意图；

图4为本实用新型装置中接触式位移计的安装方式的示意图；

图5为本实用新型装置中非接触式位移计的安装方式示意图；

图6为本实用新型装置中工业相机的安装方式示意图；

图7为本实用新型装置中测量板材厚度非接触式位移计安装方式示意图；

图8为检测板材的移动方向与非接触式位移计具有夹角的示意图；

图中:A为整卷拉挤板材之长度，B为指定短距离之拉挤板材长度,S为直线度，C与D为不同指定距离下对应的板材边缘到位移计之距离；E工业相机可视最大距离，E/2为工业相机可视距离的一半；1、拉挤板材；2、位移计；3、距离编码器；4、工业相机；2.位移计；2a、接触式位移计，2b、非接触式(激光)位移计；5a、板材固定支架；5b、下滚轮；5c、上滚轮；5d、高度调整模组；Vp为拉挤板材前进速度，Vm为厚度量测之非接触式(激光)位移计移动速度,F为板材移动方向于激光位移计移动方向之夹角；6a、移动模组支撑板；6b、移动模组；6c、非接触式(激光)位移计支架。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分理解本实用新型的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本实用新型中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本实用新型各组成部分的相互位置关系来说的。

下面结合附图详细说明本实用新型的最优实施方式。

量测机台装置于拉挤设备之牵引机前侧，因距离模具端近，可减少产生产品尺寸超规所造成的不良品，亦可即时透过参数调整与拉挤设备机构微调，对板材进行修正，大幅提高产品良率。

如图2至8所示，在线同步检测板材尺寸装置包括量测直线度与宽度的传感器装置(如位移计2或工业相机4等)、距离编码器3、板材固定模组、量测厚度与平面度的传感器装置(如非接触式(激光)位移计2b)以及移动模组6b。

表1为传感器根据产品要求的测量精度和成本进行选型

注：★可使用 ○尚可 ×不建议使用

直线度S量测可采用位移计2量测，或工业相机4拼接相片后分析得到，可以依据拉挤板材之类型、产品精度要求与成本考量进行选型。位移计2直线度量测方式为量测位移计2到两端板材之距离，在指定短距离之拉挤板材长度B下，分别得到C1、C2到Cn,与D1、D2到Dn,藉此生产板材边界线，经工控机演算得到指定短距离长度的直线度S与整卷拉挤板材之直线度S。

位移计可分为接触式位移计2a或非接触式(激光)位移计2b进行量测，两者皆可使用，可依据拉挤板材的类型、产品精度要求与成本考量进行选型。

直线度S量测亦可透过工业相机4进行板材拍摄，每移动工业相机可视距离的一半E/2或更小之距离既拍一张照片，最终透过拼接与分析板材边界，经工控机演算得到指定短距离长度的直线度S与整卷拉挤板材的直线度S。

量测直线度S的同时，由于位移计2为设置于板材两侧，故可同步产出宽度数据。

量测直线度与宽度的传感器装置可因成本考量选择接触式位移计2a，由于板材会持续移动，故可以选带有滚轮之探头，避免长时间使用造成探头磨损或因剪切力造成探头支杆弯曲或断裂，进而影响直线度与宽度演算。量测直线度与宽度的传感器装置可因精度考量选择非接触式(激光)2b，完全可避免接触式位移计会发生的问题，但精度方面却会因为拉挤板材1侧边因合模缝之明显与否影响实际量测数值，进而影响直线度与宽度演算，但板材厚度(≧5mm)若比较大，则可完全避免此问题,亦可透过缩小光点尺寸来改善此问题。量测直线度与宽度之传感器装置可因综合考量选择工业相机4，可透过产品类型、精度与成本考量下，选择单个镜头或多个镜头拼接而成。

厚度量测可采用一组或多组非接触式(激光)位移计2b，对拉挤板材1进行厚度量测，同时可将多点单面量测数据，计算出两面各自的平面度。

量测厚度与平面度的传感器因精度要求需选择非接触式(激光)2b较为合宜，因产品需求，厚度需量测竖直方向的多点位置，故多组非接触式(激光)位移计2b同时量测为第一种设计方案，但随者产品多样性考量，多组非接触式(激光)位移计2b需要搭配移动模组6b来实现产品多样性量测，而该移动模组6b可因成本考量，选择丝杆手动调整，或电机传动等。

既然多组非接触式(激光)位移计2b需要安装移动模组6b才能满足产品多样性使用，因此衍生出一组非接触式(激光)位移计2b搭配大型移动模组6b为性价比高的方案。多组非接触式(激光)位移计2b同时量测虽可不用安装移动模组6b，但因非接触式(激光)位移计2b成本高，且因应不同产品宽度差异，还是需要安装短行程的移动模组，综合考量下，选择一组非接触式(激光)位移计2b搭配移动模组6b为性价比高的方案。

由于一组非接触式(激光)位移计2b搭配大型移动模组6b会有量测时间差等问题，因此移动模组6b与板材前进方向需呈F角度设计，最终使得非接触式位移计在移动过程中量测到板材上不同位置的检测点。

由于板材会有前进速度Vp，若F为0度时，厚度量测的非接触式(激光)位移计移动速度Vm不可能瞬间移动，且有量测反应时间，故需将装置设计带有一个角度F,使得位移计通过移动模组移动可测量不同位置的点的厚度，而该角度F取决于Vm、Vp和检测板材上的检测点的位置。检测板材上的至少一个检测点是在一条直线上，当第一个检测点移动到转动丝杠的下方时，在移动模组的作用下，传感器装置沿着转动丝杠到达第一个检测点的位置，当下个检测点到达移动到转动丝杠的下方时，在移动模组的作用下，传感器装置沿着转动丝杠到达下一个检测点的位置。

板材移动之距离需透过高精度距离编码器3进行板材距离侦测，藉此提供位移计2或工业相机4侦测的时间点，亦可计算板材前进速度Vp，藉此让厚度量测时，能推算出在非接触式(激光)位移计移动速度Vm下能得到0度方向的多点厚度数值。

厚度量测的非接触式(激光)位移计2b固定于支架6c上，并与移动模组6b连接，该模组由丝杆与电机组成，透过电机驱动非接触式(激光)位移计支架6c前进，最后固定于移动模组支撑板6a上，该支撑板可以依据F角度设计，有利于装置安装。

由于板材在行进过程可能会产生不平等问题，故需通过板材固定模组进行水平固定，该固定模组包含板材固定支架5a，与两组滚轮，分别为不锈钢材质的下滚轮5b，为提供板材较好的支撑性，以及橡胶材质的上滚轮5c，为提供板材一个下压力道，使板材不会翘起，进而影响量测，上滚轮5c与高度调整模组5d相连，透过该模组可依据产品厚度差异调整高度，藉此符合不同产品之需求，亦达到固定板材之功效，为使板材更加水平，本装置需于位移计2或工业相机4之前后各设置一组或二组固定模组，此数量可依据板材厚度与板材刚性决定，厚度厚与刚性强之产品则可选择前后各一组固定模组即可。

高度调整模组5d因上滚轮5c已采用橡胶材质，故可选择较低成本的手动丝杆进行调整，若需减少调机时间，则采可用气压缸或电机模组等方式，自动完成夹紧固定功能。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.在线同步检测板材尺寸装置，其特征在于，包括传感器装置、距离编码器以及固定模组；检测板材两端各设置一组或两组所述固定模组，至少一个所述传感器装置配置在所述固定模组之间，所述距离编码器设置在检测板材的下方。

2.根据权利要求1所述在线同步检测板材尺寸装置，其特征在于，所述检测板材的两侧或上方配置有传感器装置。

3.根据权利要求2所述在线同步检测板材尺寸装置，其特征在于，检测板材两侧的所述传感器装置包括接触式位移计或非接触位移计。

4.根据权利要求2所述在线同步检测板材尺寸装置，其特征在于，检测板材上方的所述传感器装置为工业相机。

5.根据权利要求1所述在线同步检测板材尺寸装置，其特征在于，所述检测板材上方和下方的配置有相对的所述传感器装置。

6.根据权利要求5所述在线同步检测板材尺寸装置，其特征在于，所述传感器装置为非接触式位移计。

7.根据权利要求5所述在线同步检测板材尺寸装置，其特征在于，所述检测板材上方的所述传感器装置通过移动模组可滑动的配置在检测板材的上方；所述移动模组包括移动模组支撑板、转动电机、转动丝杠以及滑动滑块，所述移动模组支撑板设置在检测板材的一侧，所述转动电机固定在所述移动模组支撑板上，所述转动电机的输出轴连接于所述转动丝杠，所述滑动滑块可滑动的配置在所述转动丝杠上，所述传感器固定在所述滑动滑块上，所述滑动滑块的移动方向与检测板材的移动方向具有角度。

8.根据权利要求5所述在线同步检测板材尺寸装置，其特征在于，所述固定模组包括固定支架、上滚轮以及下滚轮；所述上滚轮和所述下滚轮呈相对位置的配置在所述固定支架上，且所述上滚轮可上下移动的配置在所述固定支架上。

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