CN103604378B - 一种硅钢片激光测厚装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种硅钢片激光测厚装置，涉及测量技术领域。它包括由上下两层构成的支架，支架上层左右两端固定有上侧板，支架下层左右两端固定有下侧板，两个上侧板之间的距离小于两个下侧板之间的距离，两个下侧板之间可转动连接有支撑轴，支撑轴上方设有一对相距一定间距且可转动的压轮，两个压轮间距的上方设有激光发射器和CCD接收器，压轮的轴线与支撑轴的轴线平行，压轮通过设置的压辊组件与支架上层可上下移动连接，压轮与支撑轴相压接。本发明的有益效果是：测厚装置的支撑轴和压轮三点共线压紧被测硅钢片，确保测量精度。只需要一对激光发射器发射和CCD接收器，节约成本。结构小巧紧凑，便于携带，适用范围广。

Description

一种硅钢片激光测厚装置

技术领域

本发明涉及测量技术领域，尤其是涉及一种对硅钢片厚度的测量装置。

背景技术

硅钢片是一种含硅量0.5％～4.8％的铁硅合金。它是在电工领域被广泛使用的一种软磁材料，主要用于电动机、发电机、变压器、电磁机构、继电器电子器件及测量仪表中。电工用硅钢片通常轧制成标准尺寸的大张板材或带材使用。硅钢片的厚度均匀性是一项非常重要的品质特性。如果硅钢片中央与边缘的厚度差异太大，或硅钢片长度方向的厚度变异太大，都会影响到组装后的铁心厚度。不同的铁心厚度，其导磁特性变异也大，直接影响到电动机、发电机、变压器的特性，因此对硅钢片生产和使用中的厚度检测尤为重要。

薄型钢板的厚度检测方法一般分为接触式测量和非接触式测量两种。由于接触式测厚装置会对板材造成一定的损伤，故适用于离线测量，在线测量一般采用非接触式测量。利用激光- CCD测厚是常用的非接触式测量方法。中国专利申请公布号CN103063151A，申请公布日2013年4月24日，名称为“一种激光测厚C型架机构及调整使用方法”的发明专利，公开了一种激光测厚C型架机结构。一种激光测厚C型架机构，包括C型架壳体、上激光传感器、下激光传感器它还包括上角移台组、下角移台组、下位移台组，上激光传感器通过上角移台组连接至C型架壳体上部，下激光传感器通过下角移台组、下位移台组连接至C型架壳体下部；上角移台组、下角移台组分别由两个调整方向相互垂直的角移台组成，下位移台组由两个调整方向相互垂直的位移台组成。通过在C形架前端两个采集数据的激光传感器的上下位置安装了特殊的调整装置，并利用光线在悬浊液中可以显示光束路径这一物理特征，在对激光传感器进行调整，由此上下两个激光传感器所检测到的数据在静态、动态下都能够达到该传感器的最佳测量精度要求。该结构需要在C形架前端安置两个采集数据的激光传感器，校准时精度要求较高，由于设备太精密自身的振动也会严重影响激光器测量结果，故不适用于工厂在线生产的应用。

针对用于大型变压器的硅钢片，硅钢片宽度在生产之时控制在40cm。其厚度较均匀，一般不会出现急剧增大现象，但是会出现一定范围内的平稳变换，由于表面涂层工艺精良，硅钢片表面反射性较好，可以用光反射类方法测试厚度。中国专利授权公告号CN202485637U，授权公告日2012年10月10日，名称为“一种板材在线动态非接触激光测厚***”的实用新型专利，公开了一种板材在线动态非接触测厚结构。它包括位于板材挤出机输出端的其中一个滚轮上方的若干个激光测头，激光测头垂直照射于滚轮母线的上方，若干个激光测头均与一工控主机连接，工控主机的输出端分别与声光报警装置和一将板材与滚轮脱离的板材挤出机执行装置连接。该实用新型在板材挤出机输出端的其中一个滚轮上方安装有若干个激光测头，激光测头与工控主机连接，操作员可以在工控主机上设置产品的厚度上下限值，当厚度超限时会发出声光报警。该结构在滚轮上方有若干个激光头测量板材的厚度，其实并不需要，因为多个激光器只是确保最终测量值的准确性。如果最终的测量超过一定值时，需要停止输送板材，进行处理。另外该结构的板材不能保证完全贴紧滚轮而没有空隙，增加了引入误差项，测量的可信度较低。

发明内容

为了解决现有技术中测量薄片厚度存在误差的技术问题，本发明提供一种对硅钢片上表面通过光反射方法测出硅钢片厚度的在线测量装置。

本发明的技术方案是：一种硅钢片激光测厚装置，它包括由上下两层构成的支架，支架上层左右两端固定有上侧板，支架下层左右两端固定有下侧板，两个上侧板之间的距离小于两个下侧板之间的距离，两个下侧板之间可转动连接有支撑轴，支撑轴上方设有一对相距一定间距且可转动的压轮，两个压轮间距的上方设有激光发射器和CCD接收器，压轮的轴线与支撑轴的轴线平行，压轮通过设置的压辊组件与支架上层可上下移动连接，压轮与支撑轴相压接。测厚装置固定在硅钢片加工生产线上，被测硅钢片在支撑轴和压轮之间平移，激光发射器发射的光束被硅钢片上表面反射到CCD接收器，形成实时信号，通过连接的计算终端处理，显示并记录实时的硅钢片厚度。装置结构小巧紧凑，便于携带，只需要一对激光发射器发射和CCD接收器，节约成本。支撑轴和压轮三点共线压紧硅钢片，确保测量精度。

作为优选，压辊组件设有压辊，压辊由长方体和圆柱体连接而成呈柱状，压辊长方体的上、下表面分别固接有弹簧，弹簧与支架上层固定，压辊长方体的端面连接有导向杆，上侧板设有导向槽，导向杆嵌入导向槽，压辊圆柱体通过设置的轴承与压轮连接。既确保压轮能够压紧支撑轴上的被测硅钢片，又确保硅钢片不会被压死而不能移动或变形，保证了测量精度。

作为优选，下侧板设有带法兰轴承，支撑轴通过带法兰轴承与下侧板连接；方便安装时调节支撑轴，减小支撑轴位置误差。

作为优选，支撑轴为阶梯轴，支撑轴中间段的轴径大于两端轴径；方便支撑轴加工保证精度，同时支撑轴位置可以尽量上移，使得测厚装置结构更紧凑。

作为优选，支架还设有支架前板和支架后板，支架前板和支架后板为镂空；减轻支架自身重量，方便携带。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：测厚装置的支撑轴和压轮三点共线压紧被测硅钢片，确保测量精度。只需要一对激光发射器发射和CCD接收器，节约成本。结构小巧紧凑，便于携带，适用范围广。

附图说明

附图1为本发明的结构示意立体图；

附图2为本发明的正面视图；

附图3为图2中A-A剖视图。

图中：1-支架；2-支撑轴；3-被测硅钢片；4-压轮；5-压辊组件；6-CCD接收器；7-激光发射器；11-下侧板；12-上侧板； 51-压辊；52-弹簧；53-导向杆；121-导向槽。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：

如图1、2和3所示，一种硅钢片激光测厚装置，它包括由上下两层构成的支架1，支架1还设有支架前板和支架后板。图2中：图左方为支架1的左端、图右方为支架1的右端；靠近读者的为支架1的前端，反之为支架1的后端；图上方为支架1的上端、图下方为支架1的下端。支架1由支架顶板、支架前板、支架后板、支架侧板和支架底板组成框架结构。支架1中间设有水平的支架隔板，支架隔板中间断开，支架隔板将支架1分隔成左上左下、右上和右下四个腔体。支架前板和支架后板为镂空。支架前板下部有两条交叉的撑条构成X形，撑条上端与支架隔板固定，撑条下端与支架底板固定。支架前板上部为一条斜撑条，斜撑条上端与支架顶板固定，斜撑条下端与支架隔板固定。支架后板与支架前板相同，不再赘述。支架1上层左右两端固定有上侧板12，支架1下层左右两端固定有下侧板11。为了支架1结构紧凑，支架1的上侧板12和下侧板11错开设置，两个上侧板12之间的距离小于两个下侧板11之间的距离。上侧板12的下端与隔板固定，上侧板12的上端与支架顶板固定。上侧板12设有导向槽121，导向槽121为长槽，长槽从上往下垂直支架底板。导向槽121贯通上侧板12内外面。两个上侧板12各设有一条导向槽121。支架底板左右两端伸出上侧板12外面。下侧板11的底部与支架底板端部的上表面固定。两个下侧板11之间可转动连接有支撑轴2。支撑轴2为阶梯轴，支撑轴2中间段的轴径大于两端轴径。支架隔板中间断开的距离大于支撑轴2中间大直径轴的长度。下侧板11设有带法兰轴承，支撑轴2通过带法兰轴承与下侧板11连接。带法兰轴承通过螺钉固定在下侧板11的内侧面，支撑轴2的端部与法兰轴承内圈过盈配合。支撑轴2上方设有一对相距一定间距且可转动的压轮4，压轮4的轴线与支撑轴2的轴线平行，压轮4通过设置的压辊组件5与支架1上层可上下移动连接。压辊组件5设有压辊51，压辊51由长方体和圆柱体连接而成呈柱状，压辊51长方体的上、下表面分别固接有弹簧52，弹簧52与支架1上层固定。压辊51有一对，分别设置在支架1左上和右上腔体内。本实施例压辊51长方体的上表面配备两个弹簧52、下表面也配备两个弹簧52，上下两个弹簧52为一组。一组弹簧52靠近压辊51长方体和圆柱体连接处，另一组弹簧52靠近压辊51长方体另外一个端部。压轮4与支撑轴2相压接。压辊51长方体的端面连接有导向杆53，导向杆53嵌入导向槽121。压辊51圆柱体通过设置的轴承与压轮4连接。压轮4呈圆盘状，压轮4中心与轴承外圈固定，轴承内圈与压辊51圆柱体端部的侧壁固定。压轮4位置靠近支撑轴2中间大直径轴的端部，两个压轮4之间形成间距。两个压轮4间距的上方设有激光发射器7和CCD接收器6。支架顶板在两个压轮4之间形成间距相对应的位置开两个孔，一个孔靠近支架1前端，另一个孔靠近支架1后端。在前孔中设有激光发射架，激光发射架上安装激光发射器7，在后孔中安装CCD接收器6。

将支架1放置在硅钢片生产的流水线上，支架1底板与流水线通过螺钉固定。被测硅钢片3放置在支撑轴2中间段大轴径轴的上部，压轮4压住被测硅钢片3两个边。激光发射器7通电，调整激光发射器7与CCD接收器6位置，使得激光发射器7发射的激光对准放置在支撑轴2轴线上方的被测硅钢片3的上表面，激光被被测硅钢片3的上表面反射后，CCD接收器6正好接收。图3中虚线表示激光发射、反射和接收的光路。CCD接收器6接收到的信号通过连接的计算机（图中未示）接收和处理，可以计算并记录在线生产过程中硅钢片的厚度变化。

Claims (5)

1.一种硅钢片激光测厚装置，其特征在于：它包括由上下两层构成的支架（1），支架（1）中间设有水平的支架隔板，支架隔板中间断开，支架隔板将支架（1）分隔成左上左下、右上和右下四个腔体，支架（1）上层左右两端固定有上侧板（12），支架（1）下层左右两端固定有下侧板（11），两个上侧板（12）之间的距离小于两个下侧板（11）之间的距离，两个下侧板（11）之间可转动连接有支撑轴（2），支撑轴（2）上方设有一对相距一定间距且可转动的压轮（4），支架顶板在两个压轮（4）之间形成间距相对应的位置开两个孔，一个孔靠近支架（1）前端，另一个孔靠近支架（1）后端，前孔中设有激光发射架，激光发射架安装有激光发射器（7），后孔中安装有CCD接收器（6），所述压轮（4）的轴线与所述支撑轴（2）的轴线平行，所述压轮（4）通过设置的压辊组件（5）与支架（1）上层可上下移动连接，所述压辊组件（5）设有压辊（51），压辊（51）由长方体和圆柱体连接而呈柱状，压辊（51）长方体的上、下表面分别固接有弹簧（52），弹簧（52）与支架（1）上层固定，所述压轮（4）与支撑轴（2）相压接。

2.根据权利要求1所述的一种硅钢片激光测厚装置，其特征在于：所述压辊（51）长方体的端面连接有导向杆（53），所述上侧板（12）设有导向槽（121），导向杆（53）嵌入导向槽（121），所述压辊（51）圆柱体通过设置的轴承与所述压轮（4）连接。

3.根据权利要求1所述的一种硅钢片激光测厚装置，其特征在于：所述下侧板（11）设有带法兰轴承，所述支撑轴（2）通过带法兰轴承与下侧板（11）连接。

4.根据权利要求1或3所述的一种硅钢片激光测厚装置，其特征在于：所述支撑轴（2）为阶梯轴，支撑轴（2）中间段的轴径大于两端轴径。

5.根据权利要求1所述的一种硅钢片激光测厚装置，其特征在于：所述支架（1）还设有支架前板和支架后板，支架前板和支架后板为镂空。