冷轧钢板纵横向厚度差测量装置的制作方法

本实用新型涉及一种钢板厚度差测量装置，特别是指一种冷轧钢板纵横向厚度差测量装置。

背景技术：

电工钢主要用于制造电机、变压器等铁芯，行业对其叠片性要求很高，因此，电工钢出厂前，对电工钢同板差要求极高。

电工钢产品标准GB/T 2521.1和GB/T 2521.2中对纵向、横向厚度差的测量要求进行了限定：钢带(片)的厚度在距离钢带或钢片边部不小于30mm的任何地方进行测试。对于宽度小于80mm的材料，厚度的测量应在钢带的纵轴上进行。其中，横向厚度差的是指垂直于轧制方向上厚度的偏差，这种偏差只适用于宽度大于150mm的材料。纵向厚度差是指任意2000mm长钢带或—张钢片上厚度偏差。而市场对电工钢产品的要求为“沿带钢宽度方向任意测量两点间的厚度差小于10μm”，远超上述产品标准要求。

据了解，当前主要电工钢生产企业对纵向厚度差的控制主要通过轧制厚度曲线来控制，而横向厚度差的检测仅靠带钢中心和边部15点厚度差来检测。测量电工钢纵横向厚度差普遍采用武汉钢铁有限公司质检中心开发的“横向厚度差测量仪”，该测量仪采用机械式高度规进行测量，测量台为绝对平面，记录为零点，高度规接触试样后测量其高度变化即为试样厚度，该装置的测量精度为1μm。该装置的主要问题有：1)只能测量电工钢产品的横向厚度差，不能同时测量纵向厚度差，更不能同时反映产品任意测量点间的厚度差，无法满足现阶段日益严苛的用户要求；2)测量装置为接触式，对试样板型要求较高，不能平整试样台上的试样；3)采用机械式高度规测量装置，不利于当前智能制造、自动化改造对实验室各检测方法的集成。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能够同时测量冷轧钢板纵向、横向厚度差的冷轧钢板纵横向厚度差测量装置。

为实现上述目的，本实用新型所设计的冷轧钢板纵横向厚度差测量装置，包括机箱，所述机箱的上部设置有测量平台，所述测量平台上设置有相互垂直的两条试样挡板；各所述试样挡板的上方分别设置有一条与该试样挡板平行的横梁导轨，两条所述横梁导轨分别通过至少两个支撑杆悬空固定到所述测量平台上方；各所述横梁导轨上分别设置有可沿导轨滑动的移动组件，各所述移动组件的下部分别设置有激光测量头；各所述激光测量头面向测量平台安装，且其测量方向与测量平台垂直。

优选地，所述机箱还设置有电磁铁，所述电磁铁设置在测量平台下方，可在测量平台上形成吸附冷轧钢板试样的磁场，所形成的磁场应覆盖试样并尽可能均匀。

优选地，所述横梁导轨为下侧面中部设置有开口的矩形管状结构，所述开口向两侧翻边形成位于开口两侧的两个C型滑轨；所述移动组件包括步进电机和位于步进电机两端的两个滑轮，两个所述滑轮分别滑动连接在C型轨道的一侧；所述激光测量头的上端与步进电机的中下部固定相连，下部从所述开口处向下伸出。

优选地，每条所述横梁导轨的两端分别设置有限位块，用于防止移动组件脱离横梁导轨。

优选地，所述机箱的上部还设置有防护罩。防护罩合上时可将导轨、试样保护在内，并防止操作人员触电。

优选地，所述防护罩设置有用于检测其开关状态的位置开关，其作用是反馈防护罩是否合上，配合PLC控制器设置安全连锁，防护罩合上时才能通电，防护罩打开时自动断电，以保障操作人员的人身安全。

优选地，所述机箱的正面设置有PLC控制板和设备开关，所述步进电机、激光测量头、电磁铁均通过PLC控制板进行控制。

该装置通过激光测厚实现对电工钢产品纵向、横向厚度差的测量。激光测量头与测量台间间距L1固定，激光测量头每次测量测量头与试样间的间距L2，每点的试样厚度D为测量头与测量台间间距L1与测量头与试样间的间距L2的差值，所有纵向、横向厚度测量点的极差Dmax-Dmin即为该试样的厚度差d。激光测量头测量路径为：沿试样纵向、横向方向测量，试样旋转180°后，可再沿另一侧的纵向、横向测量，测量点间的间距可根据需要进行调整。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1)该装置克服了现有技术的弊端，既可同时测量钢板纵向、横向厚度差，又可任意设定测量点间距，进而得到产品任意测量点间的厚度差；

2)引入非接触式激光测量头，测量精度可达0.1μm，测量头精度较接触式测量明显提高，测量结果更加精确、真实可靠；

3)配合PLC可以方便地实现自动化测量，测量试样可通过机器人、传送带等方式再利用，用于冷轧钢板磁性能等其它项目的测量，满足智能化、自动化实验室建设的需要；

4)该装置主要为电工钢厚度差测量而设计，也可用于其它类型的板材厚度差测量。

附图说明

图1、图2分别为本实用新型所设计的冷轧钢板纵横向厚度差测量装置的前视、右视结构示意图。

图3为图1中厚度差测量装置不含防护罩的俯视结构示意图。

图4为图1中横梁导轨的立体结构示意图。

其中：测量平台1、试样挡板2、激光测量头3、横梁导轨4、C型滑轨4.1、滑轮4.2、步进电机4.3、限位块4.4、支撑杆5、机箱6、PLC控制板7、设备开关8、防护罩9

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1～4所示，本实用新型所设计的冷轧钢板纵横向厚度差测量装置，包括机箱6，机箱6的上部设置有测量平台1，测量平台1上设置有相互垂直的两条试样挡板2，各试样挡板2的上方分别设置有一条与该试样挡板2平行的横梁导轨4，两条横梁导轨4分别通过支撑杆5悬空固定到测量平台1上方。各横梁导轨4上分别设置有可沿导轨滑动的移动组件，各移动组件的下部分别设置有激光测量头3。各激光测量头3面向测量平台1安装，且其测量方向与测量平台1垂直。

横梁导轨4为下侧面中部设置有开口的矩形管状结构，开口向两侧翻边形成位于开口两侧的两个C型滑轨4.1。移动组件包括步进电机4.3和位于步进电机4.3两端的两个滑轮4.2，两个滑轮4.2分别滑动连接在C型轨道的一侧。激光测量头3的上端与步进电机4.3的中下部固定相连，下部从开口处向下伸出，测量时指向钢板试样。每条横梁导轨4的两端分别设置有限位块4.4，用于防止移动组件脱离横梁导轨4。

激光测量头3选用抗干扰能力强、信号输出稳定的激光测量头3，该激光测量头3由激光发射器与传感器集成为一体，采用先进的数字化背景抑制技术，40-60mm范围内的测量精度可达0.1μm，而现有接触式测量仪的测量精度一般为1μm，测量精度高。激光测量头3通过步进式电机沿纵向、横向横梁导轨4往复移动。测量平台1为平面，每次测量前，可用激光测量头3沿扫描路径扫描，测量出对应测量点的基准高度。

机箱6的内部设置有电磁铁，可在测量平台1上形成吸附冷轧钢板试样的磁场。机箱6的正面设置有PLC控制板7和设备开关8，步进电机4.3、激光测量头3、电磁铁均通过PLC控制板7进行控制。机箱6的上部还设置有防护罩9。防护罩9与机箱6铰接相连，合上时可将导轨、试样等保护在内，并防止操作人员触电。防护罩9设置有用于检测并反馈防护罩9是否合上的位置开关，可在PLC控制器中设置安全连锁，防护罩9合上时才能通电，防护罩9打开时自动断电，以保障操作人员的人身安全。

该装置配合相应的测量信息系统，可根据实际需要设置运行路径、测量点间距、测量速度、激光器功率等技术参数，同时考虑到当前实验室智能化、自动化的发展需要，测量选用的1000mm×1000mm试样，可通过机器人、传送带等方式再利用，用于钢板磁性能等其它项目的测量，满足智能化实验室建设的需要。

采用该装置测量冷轧钢板纵横向厚度差的具体操作步骤如下：

1)在测量平台1上放入试样，试样的两边分别与一条试样挡板2对齐，并在测量信息系统中输入试样相关信息，例如试样号、试样尺寸等。

2)在测量信息系统中设置测量参数，例如运行路径、测量点间距、测量速度、激光器功率等。

3)关闭防护罩9，启动测量，机箱6通电产生平面电磁，吸附试样使其展平，保证试样不翘曲，保证测量精度。

4)激光测量头3按设定的参数进行测量，系统记录测量点的高度，形成高度曲线，并计算出纵向、横向厚度差。

5)测量完成后，机箱6断电，可打开防护罩9，从测量平台1上取出试样。