一种线材自动测宽测厚装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种线材自动测宽测厚装置，该装置包括“基座1”、“牵引机构2”、“厚度测量机构3”、“牵引机构4”、“宽度测量机构5”和“牵引机构6”；其中，各机构均独立通过支架固定在基座1上，且任意两相邻机构间留有一定缝隙，以便其自由的摆动；装置中5对辊轮之间均通过复位弹簧贴合在一起，既能使线材方便通过，同时使辊轮弹性贴合；厚度测量机构3和宽度测量机构5均是采用双杠杆结构，形成一种“悬浮”结构，能使线材处于自然拉伸状态，且线材引起的位移变化量通过位移传感器测得其厚度或宽度；本发明主要优势在于能够在线实时检测线材厚度和宽度，实现线材轧机生产线的精确闭环控制，提高线材轧制的精度和效率。
【专利说明】
一种线材自动测宽测厚装置
技术领域
[0001]本发明涉及万能乳机应用领域，具体涉及一种线材自动测宽测厚装置，尤其是一种能够自动在线测量并且能够实时显示的测宽测厚装置。
技术背景
[0002]万能乳机是由一对水平辊和一对立辊组成主机架，其四个辊的轴线在一个平面内，可对乳件进行四面加工，通过调节乳辊之间的距离和位置，可以加工不同规格及H型钢、钢轨、工字钢、槽钢、钢板粧、U型钢、L型钢、不等边角钢等多种类型的型钢。
[0003]世界上第一套万能乳机建于1902年声森堡的Arbed(阿尔贝德)厂，但当时乳出的较宽翼缘的工字钢内恻仍有斜度。1908年按照格林乳制法(必须有一架乳边机和一架万能乳机配合使用)在美国伯利恒公司建成了第一个宽翼缘H型钢厂，1914年德国培因公司也采用同样的方法建成了培因H型钢厂，1955年欧洲煤钢联营开发了 IPE钢粱系列，1957年德国的培因H型钢厂生产了第一批IPE钢梁，但直到1970年工字钢的生产仍占较大比例。
[0004]20世纪60年代以后，随着世界钢铁工业的发展，万能乳机得以迅速发展，大多数国家的钢铁界都积极筹建新型的万能乳机。各国充分利用原有的大型乳机和轨梁乳机进行技术改造，这种做法在日本得到普遍采用，从1961年到1972年的大约10年期间，日本先后改造了三个大型厂和一个轨梁厂，目的主要是引进万能乳机。1965年日本已经有能力批量生产H型钢，至20世纪60年代末，世界上共有大型乳机74套，轨梁乳机24套，宽边钢梁乳机12套。
[0005]国内近年来投产了数条万能生产线，均是引进美国、德国等国外公司的设备和技术。国外设备不仅一次性投入较大，而且后期的维护费用也甚可观，这促使一大批企业家与高校合作或者独立研发具有完全自主知识产权的万能乳机装备，研制具有自动在线检测、自动调节的高度自动化的生产装备，所有这些不仅依赖于先进的控制方法，而且依赖于高精度的检测设备。前者属于控制理论与控制方法范畴，它可以通过高性能的计算机和控制算法实现，而后者对检测设备的硬件结构提出了更高的要求，而这些恰恰是加工领域的弱项和一直被忽略的方面。
【发明内容】
[0006]发明目的:
[0007]本发明针对型材的宽度、厚度关键参数的自动检测问题，提出了一种自动测宽测厚装置，以在线测宽测厚并进行实时显示，进一步地将检测的数据反馈到输入端，通过控制器控制相应的乳辊伺服电机进行联动，进而控制型材的宽度和厚度参数并使之满足要求。
[0008]技术方案:
[0009]针对上述技术问题，本发明提供的自动测宽测厚装置包括基座、牵引机构、宽度测量机构和厚度测量机构；
[0010]其中，牵引机构由三对独立的牵引辊轮构成，并通过支架独立固定于基座上；
[0011]厚度测量系统和宽度测量系统分别通过螺栓固定在基座上；
[0012]整个装置按照牵引机构、厚度测量机构、牵引机构、宽度测量机构、牵引机构的顺序安装，而且相互之间留有一定的缝隙；
[0013]牵引机构中每一对牵引辊轮上下排列，且处在一个平面内；下辊轮固定在支架上，上棍轮通过一端连在支架上的弹簧贴合在下棍轮上；该牵引机构的三对牵引棍轮中心线初始时处在同一水平线上；
[0014]厚度测量机构主要包括位移传感器、限位螺钉、复位弹簧、辊轮、双杠杆、杠杆支点和测量挡板；其中，下辊轮通过螺栓固定在支架上，上辊轮通过复位弹簧贴合在下辊轮上，且位置可调；当型材穿过测厚辊轮的中心，下辊轮的位置固定，上辊轮的位置抬高，该位移变化通过杠杆反映到支点的另一端，进而通过位移传感器在受到测量挡板的压迫时产生的形变量，测量型材的厚度，并将测量到的输出值反馈到相应的控制器，以消除偏差，实现乳机的闭环控制；
[0015]宽度测量机构主要包括位移传感器、双杠杆、测宽辊轮、复位弹簧2、杠杆支点、测量挡板；其中，面对设备的内辊轮的位置固定，外辊轮通过复位弹簧贴合在内辊轮上，且位置可调；其工作原理与厚度测量机构类似；
[0016]所述自动测宽测厚装置五对辊轮贴合缝的中心点在同一水平线上。
[0017]有益效果:本发明利用杠杆原理，以低廉的成本解决了目前大多乳机生产线上型材手动测宽测厚的问题，实现了线材乳机系统的在线自动测宽测厚，并通过将检测逐级反馈到输入端，进而实时调节乳机辊轮之间的间距，消除误差。本发明有助于实现乳机系统的闭环控制，进而通过采用现代控制方法和手段以实现乳机系统的高度自动化。
【附图说明】
[0018]图1是本发明自动测宽测厚装置结构示意图，包括“基座1”、“牵引机构2”、“厚度测量机构3”、“牵引机构4”、“宽度测量机构5”和“牵引机构6”。
[0019]图2是本发明牵引机构结构示意图，包括“支架7”、“复位弹簧8”、“牵引辊轮9”和“牵引辊轮10”。
[0020]图3是本发明厚度测量机构结构示意图，包括“位移传感器11”、“限位螺钉12”、“杠杆13”、“复位弹簧14”、“辊轮15”、“杠杆16”、“杠杆支点17”和“测量挡板18”。
[0021]图4是宽度测量机构结构示意图，包括“位移传感器19”、“杠杆20”、“辊轮21”、“复位弹簧22”、“杠杆23”、“杠杆支点24”、“测量挡板25”。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图，对本发明做进一步说明。
[0023]图1是本发明提供的自动测宽测厚装置，该装置包括基座1、牵引机构2、厚度测量机构3、牵引机构4、宽度测量机构5和牵引机构6 ;其中，牵引机构2、厚度测量机构3、牵引机构4、宽度测量机构5、牵引机构6均独立地通过相应的支架用螺栓固定在基座I上，且任意两个相邻的机构间留有一定的缝隙，以便机构自身独立自由的摆动或者辊轮自由地转动。
[0024]图2是本发明牵引机构结构示意图，该机构包括支架7、复位弹簧8、牵引辊轮9和牵引辊轮10 ;其中，支架7通过螺栓固定成一种矩形结构，且在两个竖边的上侧开有U型凹槽；辊轮9即下辊轮的轴通过螺栓固定在侧边上，辊轮I放在U型凹槽内，初始状态时，通过复位弹簧与辊轮9贴合在一起，当有线材穿过时，辊轮10的位置可上移；牵引机构2、牵引机构4、牵引机构6的结构完全一样。
[0025]图3是本发明厚度测量机构的结构示意图，该机构包括位移传感器11、限位螺钉12、杠杆13、复位弹簧14、辊轮15、杠杆16、杠杆支点17和测量挡板18 ;其中杠杆13和杠杆16绕着同轴杠杆支点可上下旋转，当有型材穿过辊轮，引起两杠杆之间产生缝隙，该缝隙通过杠杆反应到支点的另一端使得测量挡板压迫接触式位移传感器，位移传感器检测到位移变化量，进而测出型材的厚度；此双杠杆测量结构，通过复位弹簧的拉紧可使其作为一个整体绕着支点摇摆，形成了一种悬浮结构，使得穿过的型材处于一种自然的拉伸状态，这是该结构的一大创新。
[0026]图4是本发明宽度测量机构的结构示意图，该机构包括位移传感器19、杠杆20、辊轮21、复位弹簧22、杠杆23、杠杆支点24和测量挡板25 ;其中杠杆20和杠杆23绕着同轴杠杆支点可左右旋转，当有型材穿过辊轮，引起两杠杆之间产生缝隙，该缝隙通过杠杆反应到支点的另一端使得测量挡板压迫接触式位移传感器，位移传感器检测到位移变化量，进而测出型材的宽度；该双杠杆也可以同时左右摆动，与厚度测量机构一样。
[0027]本发明提供的一种自动测宽测厚装置利用杠杆原理，采用双杠杆悬浮结构，采用位移传感器测量线材厚度或者宽度引起的测量挡板与位移传感器之间的位移变化量，进而再通过软件处理进行实时显示和实时反馈，实现了线材生产线的闭环控制。
[0028]以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
【主权项】
1.本发明提供的一种线材自动测宽测厚装置，其特征在于该装置包括基座1、牵引机构2、厚度测量机构3、牵引机构4、宽度测量机构5和牵引机构6 ;其中，牵引机构2、厚度测量机构3、牵引机构4、宽度测量机构5、牵引机构6均独立地通过相应的支架用螺栓固定在基座I上，且任意两个相邻的机构间留有一定的缝隙，以便机构自身独立自由的摆动或者辊轮自由地转动。2.根据权利要求1所述的牵引机构，其特征在于该机构包括支架7、复位弹簧8、牵引辊轮9和牵引辊轮10 ;其中，支架7通过螺栓固定成一种矩形结构，且在两个竖边的上侧开有U型凹槽；辊轮9即下辊轮的轴通过螺栓固定在侧边上，辊轮I放在U型凹槽内，初始状态时，通过复位弹簧与辊轮9贴合在一起，当有线材穿过时，辊轮10的位置可上移；牵引机构2、牵引机构4、牵引机构6的结构完全一样。3.根据权利要求1所述的厚度测量机构，其特征在于该机构包括位移传感器11、限位螺钉12、杠杆13、复位弹簧14、辊轮15、杠杆16、杠杆支点17和测量挡板18 ;其中杠杆13和杠杆16绕着同轴杠杆支点可上下旋转，当有型材穿过辊轮，引起两杠杆之间产生缝隙，该缝隙通过杠杆反应到支点的另一端使得测量挡板压迫接触式位移传感器，位移传感器检测到位移变化量，进而测出型材的厚度；此双杠杆测量结构，通过复位弹簧的拉紧可使其作为一个整体绕着支点摇摆，形成了一种悬浮结构，使得穿过的型材处于一种自然的拉伸状态，这是该结构的一大创新。4.根据权利要求1所述的宽度测量机构，其特征在于该机构包括位移传感器19、杠杆20、辊轮21、复位弹簧22、杠杆23、杠杆支点24和测量挡板25 ;其中杠杆20和杠杆23绕着同轴杠杆支点可左右旋转，当有型材穿过辊轮，引起两杠杆之间产生缝隙，该缝隙通过杠杆反应到支点的另一端使得测量挡板压迫接触式位移传感器，位移传感器检测到位移变化量，进而测出型材的宽度；该双杠杆也可以同时左右摆动，与厚度测量机构一样。
【文档编号】B21B38/04GK105983586SQ201510073205
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月10日
【发明人】穆开洪, 帅立国, 陈慧玲, 万嵘, 马云波, 郭锐, 徐乾荣
【申请人】张家港市宏鑫源科技有限公司