CN101726243A - 金属薄板平面度及厚度的自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属薄板平面度及厚度的自动检测装置，包括有机架、送料机构、检测平台，出料机构，机架与检测平台通过Y向轨道相连，所述的检测平台包括有检测架、导轨、检测横梁、悬臂固定架、悬臂、上测试探头、下测试探头，Y轴方向滚珠丝杠机构及测量电路，本发明所具有的有益效果是：测试正确；探头始终覆盖锯片的有效检测范围，提高检测效率和检测精度；充分利用了机电一体化技术，结构简单，操作和维护方便，稍加改进就可用于其它金属平面度及厚度测试领域，易于推广应用；利用涡流感应原理来实现金属薄板平面度及厚度的检测，能有效去除锯片上的水及其它非金属杂物的干扰，检测时无需对锯片进行精确定位，价格低廉，操作简单。

Description

金属薄板平面度及厚度的自动检测装置

技术领域

本发明涉及一种金属薄板平面度及厚度的自动检测装置。

背景技术

当前生产木工及采矿等领域使用的金属锯片或合金锯片的企业在进行产品在线检测或终检时所使用的装置多为激光式平面度及厚度测试仪、三维座标测试仪或者人工使用千分尺来测试。激光式平面度及厚度测试仪价格昂贵，且测试过程中无法测试有水及杂物的锯片。而三维座标测试仪操作复杂，测试速度极慢，价格极为昂贵，并且一般无法进行全自动测试，难以普及。人工测试法的人为误差较大，测试结果不够可信，而且千分尺本身测量的运行区域有很大限制，难以对大尺寸锯片中心区域进行测量。再者人工测量只能检测锯片的厚度，不能检测平面度，而且以上检测平面度及厚度的技术在检测时要求锯片表面整洁，并要求有精度很高的定位基准。

发明内容

本发明所要解决的问题是针对上述现有技术提出一种金属薄板平面度及厚度的自动检测装置，该装置可以全自动地完成金属薄板的平面度及厚度测试，且测试时无需表面整洁，结果精准。

本发明为解决上述提出的问题所采用解决方案为：金属薄板平面度及厚度的自动检测装置，其特征在于包括有机架、送料机构、检测平台，出料机构，机架与检测平台通过Y向轨道相连，所述的检测平台包括有检测架、导轨、检测横梁、悬臂固定架、悬臂、上测试探头、下测试探头，Y轴方向滚珠丝杠机构及测量电路，检测架沿X轴方向固定设置有两根平行的导轨，导轨上沿Y轴方向配置有两根相互平行的检测横梁，两根检测横梁的距离根据被测金属薄板直径的大小进行调整，机架上固定有悬臂固定架，其上方安设有带有上测试探头的悬臂，悬臂固定架下方还连有下测试探头，且上测试探头和下测试探头分别位于所述的检测横梁的上下两侧并与测量电路相连，检测架与Y轴方向滚珠丝杠机构相连，以实现检测架沿Y轴方向的运动。

所述的上测试探头和下测试探头为距离传感器。

按上述方案，所述的悬臂还与X轴方向滚珠丝杠机构相连接，以实现上测试探头沿X轴方向的运动。

按上述方案，所述的送料机构包括有送料气缸、输入料盘、送料皮带架、送料皮带，输入料盘固定在送料皮带架上方，送料气缸固定在送料皮带的下方，送料皮带与送料皮带架相连。

按上述方案，所述的出料机构包括出料皮带架、出料皮带、出料气缸，出料气缸固定在出料皮带架的下方，出料皮带架与出料皮带相连。

本发明所具有的有益效果是：

1)本发明利用涡流传感器原理进行检测，并对测试结果进行分析与过滤来保证测试的正确性；

2)利用传感器进行位置监测并利用电子技术实现各动作的联动控制，以实现各种运动的协调连惯运行。

3)利用先进的电子及软件技术来实现工件和探头之间的相对“S”字型运动，确保探头始终覆盖锯片的有效检测范围，提高检测效率和检测精度；

4)本发明充分利用了机电一体化技术，结构简单，操作和维护方便，稍加改进就可用于其它金属平面度及厚度测试领域，易于推广应用；

5)利用涡流感应原理来实现金属薄板平面度及厚度的检测，能有效去除锯片上的水及其它非金属杂物的干扰，检测时无需对锯片进行精确定位，并能进行全自动检测，价格低廉，操作简单。

附图说明

图1为平面度及厚度检测装置的立体结构示意图；

图2是图1的俯视图。

图3为本发明测量电路的电路图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不能作为对本发明的限定。

为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

金属薄板平面度及厚度的自动检测装置，包括有机架1、送料机构2、检测平台，出料机构4，机架与检测平台通过Y向轨道7相连，所述的检测平台包括有检测架3、导轨31、检测横梁32、悬臂固定架5、悬臂6、上测试探头71、下测试探头72，Y轴方向滚珠丝杠机构33及测量电路，检测架3沿X轴方向固定设置有两根平行的导轨31，导轨31上沿Y轴方向配置有两根检测横梁32，根据被测金属薄板直径的大小调整两根检测横梁32的距离，机架1上固定有悬臂固定架，其上方安设有带有上测试探头71的悬臂6，悬臂固定架下方还连有下测试探头72，上测试探头71和下测试探头72为距离传感器，且上测试探头71和下测试探头72分别位于所述的检测横梁32的两侧并与测量电路相连，检测架3与Y轴方向滚珠丝杠机构33相连，以实现检测架3沿Y轴方向的运动，所述的悬臂6还与X轴方向滚珠丝杠机构相连接，以实现上测试探头71沿X轴方向的运动。

本发明的送料机构2包括有送料气缸21、输入料盘22、送料皮带架、送料皮带，输入料盘22固定在送料皮带架上方，送料气缸21固定在送料皮带的下方，送料皮带与送料皮带架相连。

本发明的出料机构4包括出料皮带架、出料皮带、出料气缸41，出料气缸41固定在出料皮带架的下方，出料皮带架与出料皮带相连。

参见图1所述的全自动涡流式平面度及厚度测试装置，操作者将锯片放在所述的输入料盘22上，输入料盘下侧的感应器感应到锯片后进料气缸21上升，然后通过送料皮带架、送料皮带带动输入料盘前进，当输入料盘22到达指定位置时，所述的进料气缸21下降，待测锯片被放到检测横梁32上。检测架3根据锯片的不同大小由滚珠丝杠机构33带动移动到相应初始测试点上，此后检测架3沿着Y轴方向运动，同时安装有上测试探头71的悬臂6通过X轴方向滚珠丝杠机构或皮带机构沿着X轴方向移动，此时，下测试探头72是固定在悬臂固定架上保持不动的。在检测架3与悬臂6运动的过程中，上下测试探头同时进行测试。检测完成后悬臂6停止运动，检测架3继续运行到出料机构4初始位置后停止，然后出料机构4将锯片运到出料位置，与此同时进料机构2及检测平台回位到初始位置，准备进行下一个检测循环，同时程序通过一定算法计算出平面度及厚度的结果并在LCD上显示出来。

本发明利用涡流传感器原理进行非接触式检测，上下测试探头(分别位于待测锯片两面)与测量电路相连，如图3，测量电路由五部分组成，1：模拟量输入板；2：数字量输入板；3：马达控制板；4：CPLD扩展板；5：主控板，其中1)模拟量输入板由两路输入通道组成，分别对应上下测试探头，采样芯片是TLC2543，是一个12位精度的A/D芯片，所以测试精度可以达到1/1024mm，约1μm；2)数字量输入板由20路输入回路组成，每路都由具有隔离作用的光耦和硬件滤波电路组成，并且进入CPLD后还具有数字滤波以有效的防止抖动产生的误动作；3)马达控制板控制4路步进电机及一路伺服电机，其中产品中用到了3路步进电机及一路伺服电机，一路步进电机预留，电机驱动部分均由光耦隔离；4)CPLD扩展板主要进行数字电路输入及电机驱动的数字运算，LED显示及键盘扫描等；5)主控板由LCD驱动电路，非易失存贮器，电源，RS232及主控制芯片组成。主控芯片为C8051F系列，是整个***的核心控制部分。上下测试探头至材料表面的距离影响探头内磁场的强弱程度，进而改变探头的输出电压，测量电路将输出电压转换为数字信号后进入CPU由CPU进行一定的数学运算，分别得到上下探头相应各点对锯片表面的距离。材料厚度等于两线圈间的距离减去上下两个测量距离之和，材料平面度为同一面多个测试点(本设计使用的是196个点)的最大与最小距离间的差。为了测试结果尽可能地逼近真实值，上探头的运行轨迹为“S”字型，以使测试点均匀的分布于锯片表面。

本发明未详尽描述部分与现有技术相同，在此不再赘述。

Claims (5)

1.金属薄板平面度及厚度的自动检测装置，其特征在于包括有机架(1)、送料机构(2)、检测平台，出料机构(4)，机架与检测平台通过Y向轨道(7)相连，所述的检测平台包括有检测架(3)、导轨(31)、检测横梁(32)、悬臂固定架(5)、悬臂(6)、上测试探头(71)、下测试探头(72)，Y轴方向滚珠丝杠机构(33)及测量电路，检测架(3)沿X轴方向固定设置有两根平行的导轨(31)，导轨(31)上沿Y轴方向配置有两根相互平行的检测横梁(32)，两根检测横梁(32)的距离根据被测金属薄板直径的大小进行调整，机架(1)上固定有悬臂固定架，其上方安设有带有上测试探头(71)的悬臂(6)，悬臂固定架下方还连有下测试探头(72)，且上测试探头(71)和下测试探头(72)分别位于所述的检测横梁(32)的上下两侧并与测量电路相连，检测架(3)与Y轴方向滚珠丝杠机构(33)相连，以实现检测架(3)沿Y轴方向的运动。

2.按权利要求1所述的金属薄板平面度及厚度的自动检测装置，其特征在于所述的上测试探头(71)和下测试探头(72)为距离传感器。

3.按权利要求1或2所述的金属薄板平面度及厚度的自动检测装置，其特征在于所述的悬臂(6)还与X轴方向滚珠丝杠机构相连接，以实现上测试探头(71)沿X轴方向的运动。

4.按权利要求1-3任意一项所述的金属薄板平面度及厚度的自动检测装置，其特征在于所述的送料机构(2)包括有送料气缸(21)、输入料盘(22)、送料皮带架、送料皮带，输入料盘(22)固定在送料皮带架上方，送料气缸(21)固定在送料皮带的下方，送料皮带与送料皮带架相连。

5.按权利要求1-3任意一项所述的金属薄板平面度及厚度的自动检测装置，其特征在于所述的出料机构(4)包括出料皮带架、出料皮带、出料气缸(41)，出料气缸(41)固定在出料皮带架的下方，出料皮带架与出料皮带相连。

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