CN108592844A - 一种自动测量坩埚透明层厚度的装置及方法 - Google Patents

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王建龙
周鼎军
左立超
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Abstract

本发明公开了一种自动测量坩埚透明层厚度的装置，其特征在于，包括机架，安装在所述机架上的传送带机构、升降机构、归正机构和位于坩埚内部的测量机构，所述升降机构用于将坩埚托起至设定的基准面；所述归正机构为沿传输方向两侧设置的同步运动的机械归正机构；所述测量机构包括具有升降和平移功能的测量轴，以及所述测量轴上设置的测量基准点到坩埚内表面等距集中的激光传感器和超声波传感器，全自动测量坩埚透明层厚度，无需人工搬运，自动化程度高，操控简单，无任何污染，实用性强，测量效率高，精度高，能够满足工业生产的需要，无需打碎坩埚进行测量，还可自由设置测量点，有效防止检测不到位，测量成本低。

Description

一种自动测量坩埚透明层厚度的装置及方法
技术领域
本发明涉及坩埚透明层厚度测量技术领域，尤其是一种自动测量坩埚透明层厚度的装置及方法。
背景技术
目前测量坩埚透明层厚度的通用方法是将坩埚打碎后，通过在断面渗油或加水，然后从侧面观察透明层的厚度，并用卡尺或具有测试功能的显微镜等人工逐个取点测量，存在测量效率低，耗时长，测量误差大，自动化程度低的缺陷，并且属于损坏型测试，随着坩埚尺寸的增大，产能需求的增多，人工破碎测量的难度也逐渐增大，测量成本高，只能抽检，无法满足工业生产的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种测量效率高，耗时短，测量精度高，自动化程度高，无接触不需要打破坩埚进行测量的自动测量坩埚透明层厚度的装置及方法。
为了实现上述目的，本发明提供的一种自动测量坩埚透明层厚度的装置，其特征在于，包括机架，安装在所述机架上的传送带机构、升降机构、归正机构和位于坩埚内部的测量机构，所述升降机构用于将坩埚托起至设定的基准面；所述归正机构为沿传输方向两侧设置的同步运动的机械归正机构；所述测量机构包括具有升降和平移功能的测量轴，以及所述测量轴上设置的测量基准点到坩埚内表面等距集中的激光传感器和超声波传感器。
优选地，所述升降机构包括装在托辊支架上的托辊和用于导向的直线轴承，所述托辊支架和托辊由气缸驱动。
优选地，所述归正机构还包括位于坩埚测量位置上方沿垂直传输方向布置的同步带，同步带轮，以及与所述同步带轮同轴设置在其下方的齿轮，所述同步带带动所述同步带轮和齿轮转动，所述齿轮驱动与所述机械归正机构相连的齿条运动，带动所述机械归正机构夹紧和张开，实现归正。
优选地，所述同步带由两个归正气缸驱动，所述齿条带动所述机械归正机构沿安装在所述机架上的滑轨移动。
优选地，所述机械归正机构为对称设置在坩埚测量位置两侧的归正抱爪。
优选地，所述测量轴包括两根分别沿平行坩埚升降方向和传输方向设置相连的直线模组。
优选地，所述测量轴上还设有旋转轴，以及驱动所述旋转轴带动所述激光传感器和超声波传感器旋转的电机。
优选地，所述传送带机构包括若干同步传送并相互间隔开的传送带，所述升降机构设在所述传送带底部间隔内。
使用所述自动测量坩埚透明层厚度的装置的方法：首先将坩埚从进料位置自动传送至预先设定的测量位置，通过位于坩埚内部的所述激光传感器和所述超声波传感器来采集若干测量点的数据，所述测量点至少包括设在坩埚直壁部分的三个点，坩埚底部大圆弧和小圆弧部分各取一个点，以及顶点，测量时，使用所述激光传感器测量从所述激光器传感器测量基准点到非透明层的距离M，使用所述超声波传感器测量从所述超声波传感器测量基准点到坩埚内表面的距离m，则坩埚透明层的厚度为M-m，并自动对测量和计算数据进行统计和分析，测量完毕后从出料位置运出坩埚。
本发明提供的所述自动测量坩埚透明层厚度的装置及方法，具有如下有益效果：
1.全自动测量坩埚透明层厚度，无需人工搬运，自动化程度高，操控简单，无任何污染，实用性强，测量效率高，精度高，能够满足工业生产的需要。
2.所述归正抱爪能自动夹紧和张开归正坩埚，确保坩埚沿平行和垂直传输(即前后左右)方向均归正到预设的所述测量位置，保证测量精度。
3.无需打碎坩埚进行测量，还可自由设置测量点，有效防止坩埚局部透明层厚度不均检测不到位，测量成本低。
附图说明
图1为本发明所述自动测量坩埚透明层厚度的装置整体结构示意图；
图2为所述升降机构的结构示意图；
图3为所述归正机构的结构示意图；
图4为所述测量机构的结构示意图；
图5为所述超声波传感器和所述激光传感器与坩埚位置关系的示意图；
图中：
1.机架 2.传送带机构 21.进料位置 22.出料位置 3.升降机构 31.气缸 32.直线轴承 33.托辊支架 34.托辊 4.测量机构 41.激光传感器 42.超声波传感器 43.旋转轴44.Y轴 45.X轴 5.归正机构 51.归正抱爪 6.同步带 61.归正气缸 62.同步带轮 63.齿轮64.齿条 7.测量位置 8.透明层 9.非透明层。
具体实施方式
如图1所示，一种自动测量坩埚透明层厚度的装置，包括机架1，装在所述机架1上的传送带机构2、升降机构3、归正机构5和位于坩埚内部的测量机构4，所述传送带机构2包括若干同步传送并相互间隔开的传送带，所述升降机构3设在所述传送带底部间隔内，结构紧凑；所述升降机构3用于将坩埚托起至设定的基准面；所述归正机构5为沿传输方向两侧设置的同步运动的机械归正机构；所述测量机构4包括具有升降和平移功能的测量轴，以及所述测量轴上设置的测量基准点到坩埚内表面等距集中的激光传感器41和超声波传感器42。
如图2所示，所述升降机构3包括装在托辊支架33上的托辊34和用于导向的直线轴承32，所述托辊支架33和托辊34由气缸31驱动，保证平稳精准地升降坩埚。
如图3所示，所述归正机构5还包括位于坩埚测量位置7上方沿垂直传输方向布置的同步带6，同步带轮62，以及与所述同步带轮62同轴设置在其下方的齿轮63，所述机械归正机构为对称设置在坩埚测量位置7两侧的归正抱爪51，所述同步带6由两个运动方向相反的归正气缸61(另一个图中未画出)驱动，所述同步带6带动所述同步带轮62和齿轮63转动，所述齿轮63驱动与所述归正抱爪51相连的齿条***，所述齿条64带动所述归正抱爪51沿安装在所述机架1上的滑轨移动，带动所述归正抱爪51夹紧和张开坩埚，实现归正，确保坩埚沿平行和垂直传输(即前后左右)方向均归正到预设的所述测量位置7，保证测量精度。
如图4所示，所述测量轴包括两根分别沿平行坩埚升降方向设置的直线模组Y轴44和平行传输方向设置相连的直线模组X轴45，由电机驱动带动所述激光传感器41和超声波传感器42分别沿平行坩埚升降方向和平行传输方向运动，方便调整测量点的位置，所述测量轴上还设有旋转轴43，以及驱动所述旋转轴43带动所述激光传感器41和超声波传感器42旋转的电机，方便测量坩埚底部圆弧部分的透明层厚度，不需要打破坩埚进行测量，测量成本低，可以自由设置测量点，有效防止坩埚局部透明层厚度不均检测不到位。
如图5所示，使用所述自动测量坩埚透明层厚度的装置的方法：首先将坩埚从进料位置21自动传送至预先设定的测量位置7，通过位于坩埚内部的所述激光传感器41和所述超声波传感器42来采集若干测量点的数据，所述测量点至少包括设在坩埚直壁部分的三个点，坩埚底部大圆弧和小圆弧部分各取一个点，以及顶点，测量时，使用所述激光传感器41测量从所述激光器传感器41测量基准点到非透明层9的距离M，使用所述超声波传感器42测量从所述超声波传感器42测量基准点到坩埚内表面的距离m，则坩埚透明层8的厚度为M-m，并自动对测量和计算数据进行统计和分析，测量完毕后从出料位置22运出坩埚，无需人工搬运，无污染，不会损坏坩埚，测量效率高，精度高。
本文中应用了具体个例对发明构思进行了详细阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该发明构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种自动测量坩埚透明层厚度的装置，其特征在于，包括机架，安装在所述机架上的传送带机构、升降机构、归正机构和位于坩埚内部的测量机构，所述升降机构用于将坩埚托起至设定的基准面；所述归正机构为沿传输方向两侧设置的同步运动的机械归正机构；所述测量机构包括具有升降和平移功能的测量轴，以及所述测量轴上设置的测量基准点到坩埚内表面等距集中的激光传感器和超声波传感器。
2.根据权利要求1所述自动测量坩埚透明层厚度的装置，其特征在于，所述升降机构包括装在托辊支架上的托辊和用于导向的直线轴承，所述托辊支架和托辊由气缸驱动。
3.根据权利要求1所述自动测量坩埚透明层厚度的装置，其特征在于，所述归正机构还包括位于坩埚测量位置上方沿垂直传输方向布置的同步带，同步带轮，以及与所述同步带轮同轴设置在其下方的齿轮，所述同步带带动所述同步带轮和齿轮转动，所述齿轮驱动与所述机械归正机构相连的齿条运动，带动所述机械归正机构夹紧和张开，实现归正。
4.根据权利要求3所述自动测量坩埚透明层厚度的装置，其特征在于，所述同步带由两个归正气缸驱动，所述齿条带动所述机械归正机构沿安装在所述机架上的滑轨移动。
5.根据权利要求1所述自动测量坩埚透明层厚度的装置，其特征在于，所述机械归正机构为对称设置在坩埚测量位置两侧的归正抱爪。
6.根据权利要求1所述自动测量坩埚透明层厚度的装置，其特征在于，所述测量轴包括两根分别沿平行坩埚升降方向和传输方向设置相连的直线模组。
7.根据权利要求6所述自动测量坩埚透明层厚度的装置，其特征在于，所述测量轴上还设有旋转轴，以及驱动所述旋转轴带动所述激光传感器和超声波传感器旋转的电机。
8.根据权利要求1所述自动测量坩埚透明层厚度的装置，其特征在于，所述传送带机构包括若干同步传送并相互间隔开的传送带，所述升降机构设在所述传送带底部间隔内。
9.使用权利要求1-8所述自动测量坩埚透明层厚度的装置的方法，其特征在于，首先将坩埚从进料位置自动传送至预先设定的测量位置，通过位于坩埚内部的所述激光传感器和所述超声波传感器来采集若干测量点的数据，所述测量点至少包括设在坩埚直壁部分的三个点，坩埚底部大圆弧和小圆弧部分各取一个点，以及顶点，测量时，使用所述激光传感器测量从所述激光器传感器测量基准点到非透明层的距离M，使用所述超声波传感器测量从所述超声波传感器测量基准点到坩埚内表面的距离m，则坩埚透明层的厚度为M-m，并自动对测量和计算数据进行统计和分析，测量完毕后从出料位置运出坩埚。
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