一种金属薄板带拉伸弯曲矫直机用板形测量装置

1.本发明属于金属薄板带矫直技术领域，具体涉及的是一种金属薄板带拉伸弯曲矫直机用板形测量装置。


背景技术：

2.金属薄板带在矫直过程中，需要对板带施加一定的张力，实现对板带绷紧、拉直，如果张力施加的过小就会出现运行跑偏、塌卷、板型缺陷等现象；如果施加的张力过大，则会发生断带、拉窄等问题。
3.针对金属薄板带连续拉伸弯曲矫直过程中，上述现象尤为突出。现有技术解决方案，大多数都是通过测量电机的转矩，进行数学推理计算得到板形张力值，而通过间接计算得到的张力值与实际值存在较大的误差，无法实现通过张力对板带的板形控制。或者可通过购买国外板形仪，对金属薄板带进行张力数值检测，但是板形仪装置结构复杂而庞大，价格昂贵，后期维护成本较高。
4.因此，亟待开发一种针对金属薄板带连续拉伸弯曲矫直过程中，通过对拉伸弯曲矫直过程中的板带沿宽度方向上的张力数据采集，进而对板形形状数据反馈、控制，来确定拉伸弯曲矫直过程中的参数设置进而提高板形质量。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术的缺点，解决金属薄板带连续拉伸弯曲矫直过程中张力检测的技术问题，提供了一种金属薄板带拉伸弯曲矫直机用板形测量装置。
6.本发明为解决背景技术中存在的技术问题而采取的技术方案是：一种金属薄板带拉伸弯曲矫直机用板形测量装置，它包括压辊机构、平台升降系统、张力在线检测平台和张力检测单元，其中：所述张力在线检测平台设置于平台升降系统的上方，若干所述张力检测单元依次设置于张力在线检测平台上，张力检测单元沿张力在线检测平台往复滑动，压辊机构分别设置于张力在线检测平台的前后两侧；待测金属薄板带送入压辊机构与张力在线检测平台之间，平台升降系统驱动张力在线检测平台向上或者向下运动，压辊机构向下运动将待测金属薄板带压紧，完成张力检测单元与待测板带的有效接触；所述平台升降系统包括升降机、t形转向器、升降机连接轴、制动电机、升降机基座、换向器基座和电机基座，升降机基座相对设置于换向器基座的左右两侧，电机基座设置于换向器基座的前侧或者后侧，升降机基座、换向器基座与电机基座呈t字形布置；所述升降机竖直向上设置于升降机基座的上方，制动电机设置于电机基座的上方，t形转向器安装于换向器基座的上方，制动电机的输出轴与t形转向器的单向轴端通过联轴器连接，t形转向器的双向轴端分别通过联轴器与升降机连接轴的一端连接，升降机连接轴的另一端通过联轴器与对应的升降机的输入轴连接，制动电机通过换向器、升降机连接轴驱动两侧升降机的输出轴同步上升或者下降；
所述压辊机构包括压辊架、压辊轴、压辊轴承座、压辊滑动轴、滑动紧固轴套、开口销、关节轴承、电动缸、电动缸支架和压辊架轴承座；所述压辊架设置为“口”字形，压辊架包括两侧平行设置的立柱，横跨两侧立柱的上方设置横梁，横跨两侧立柱的下方设置辊架转轴，辊架转轴的两端分别通过压辊架轴承座安装在升降机基座上；所述立柱的上端分别设置压辊轴承座，压辊轴横跨安装于两侧压辊轴承座上；在所述立柱上设置滑槽，立柱的侧壁上沿竖直方向设置长孔，压辊滑动轴贯穿长孔，压辊滑动轴上套装滑动紧固轴套，开口销插在压辊滑动轴的末端将滑动紧固轴套固定，滑动紧固轴套上安装关节轴承，关节轴承沿滑槽往复滑动；所述电动缸支架横跨设置于换向器基座与对应的升降机基座之间，电动缸安装于电动缸支架上，电动缸的输出轴分别与前后两侧压辊机构上的关节轴承连接；电动缸驱动压辊滑动轴沿长孔滑动从而带动压辊架绕辊架转轴作旋转运动，两侧压辊机构相对平台升降系统张开或者收拢；所述张力在线检测平台包括链轮减速电机、链轮、链条、导轨座和导轨，沿导轨座上表面的长度方向平行设置导轨，导轨的首尾两端分别设置止动挡板，若干张力检测单元根据板带幅宽安装于导轨上，首尾两侧张力检测单元上分别设置与止动挡板相配合的止动块，相邻张力检测单元之间通过短链条连接；导轨座首尾两端的下方分别设置升降固定支架，升降固定支架与对应的所述升降机的输出轴固定连接；导轨座首尾两端的端面位置处分别设置链轮支架，止动挡板与对应的链轮支架组成限位节点，止动块与限位节点相配合；所述链轮通过链轮轴安装在对应的链轮支架上，两侧链轮通过链条连接，链条的首尾两端分别与位于导轨首尾两端的张力检测单元固定连接；所述链轮减速电机固定安装于任一侧链轮支架上，链轮减速电机的输出轴与链轮轴连接，链轮减速电机通过链轮链条传动机构驱动张力检测单元沿导轨往复滑动；所述张力检测单元包括接触辊、辊架和滑动体连接板，辊架竖直向上相对设置于滑动体连接板的上方，接触辊跨设于两侧辊架之间，滑动体连接板的下表面设置与导轨相配合的滑槽；位于所述辊架下方的滑动体连接板上设置下沉通孔，压力传感器安装于下沉通孔中；所述辊架包括空心立柱、压缩杆和弹簧，空心立柱的空腔与下沉通孔连通，空腔的底部设置辊架弹簧座，弹簧安装于辊架弹簧座上，所述压缩杆设置于空心立柱的空腔内，并且压缩杆的下端贯穿弹簧、辊架弹簧座与压力传感器的探头接触；两侧所述空心立柱相对的侧壁上分别设置长孔，所述压缩杆上端的侧壁上设置轴孔，接触辊辊轴的两端分别穿过长孔安装在对应的轴孔中。
7.进一步的，所述链条的中部设置链条张紧套。
8.进一步的，所述导轨包括导轨一和导轨二，导轨一的截面设置为燕尾榫形状，导轨二的截面设置为方形；所述滑动体连接板的下表面上分别设置滑块一与滑块二，滑块一上设置与导轨一相配合的燕尾槽，滑块二上设置与导轨二相配合的方槽。
9.进一步的，所述导轨二方形凸出部分的宽度与短链条内节宽度一致。
10.进一步的，所述接触辊为纺锤形接触辊，即中间大、两端小的鼓形，中间成平滑弧形过渡，便于张力检测单元来回移动时接触辊与薄带材接触可以平稳过渡，避免划伤薄带材；接触辊辊轴的两端分别通过自润滑轴承安装于对应的轴孔中。
11.进一步的，所述压缩杆上端的头部设置为球形。
12.与现有技术相比本发明的有益效果为：1、平台升降系统可针对不同高度的拉伸弯曲矫直机进行调整，使本装置与不同类型的拉伸弯曲矫直机相应的高度一致，方便与拉伸弯曲矫直机配合使用；2、本发明可针对不同高度测量位置，在压辊机构的配合下，平台升降系统对张力在线检测平台高度进行调整，实现装置对不同高度测量位置的调整；3、本发明可测量薄板带多个位置的板形数据，同时也可连续横向、纵向测量不同位置的板形数据，使得板形分析更加精确；4、操作简单，自动化程度高，提高板带生产效率和质量，而且可以对板形进行精确控制，有很好的推广和实用价值，广泛的推广后会提升行业的经济效益和社会效益；5、本发明的结构和技术方案可适用于多种厚度规格的薄板带的板形数据的测量与分析。
附图说明
13.图1为本发明立体结构示意图；图2为平台升降系统立体结构示意图；图3为压辊机构立体结构（斜45
°
）示意图；图4为压辊机构立体结构（斜135
°
）示意图；图5为压辊架立体结构示意图；图6为压辊架主视结构示意图；图7为张力在线检测平台立体结构示意图；图8为张力在线检测平台主视结构示意图；图9为导轨和导轨座装配结构示意图；图10为张力检测单元立体结构示意图；图11为张力检测单元主视结构示意图；图12为图11中a-a面剖视结构示意图。
14.图中，1为压辊机构，11为压辊架，12为压辊轴，13为压辊轴承座，横梁14为压辊滑动轴，15为滑动紧固轴套，16为开口销，17为关节轴承，18为电动缸，19为电动缸支架，110为立柱，111为压辊架轴承座，112为长孔，113为滑槽，114为辊架转轴，115为横梁；2为平台升降系统，21为升降机，22为t形转向器，23为升降机连接轴，24为制动电机，25为升降机基座，26为换向器基座，27为电机基座；3为张力在线检测平台，31为链轮减速电机，32为链轮，33为链条，34为导轨座，35为导轨，36为止动挡板，37为止动块，38为短链条，39为升降固定支架，310为链轮支架，311为链条张紧套；4为张力检测单元，41为接触辊，42为空心立柱，43为压缩杆，44为弹簧，45为辊架，46为辊架弹簧座，47为压力传感器，48为滑动体连接板。
具体实施方式
15.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。
16.如图1~图12所示的一种金属薄板带拉伸弯曲矫直机用板形测量装置，它包括压辊机构1、平台升降系统2、张力在线检测平台3和张力检测单元4，其中：所述张力在线检测平台3设置于平台升降系统2的上方，若干所述张力检测单元4依次设置于张力在线检测平台3上，张力检测单元4沿张力在线检测平台3往复滑动，压辊机构1分别设置于张力在线检测平台3的前后两侧；待测金属薄板带送入压辊机构1与张力在线检测平台3之间，平台升降系统2驱动张力在线检测平台3向上或者向下运动，压辊机构1向下运动将待测金属薄板带压紧，完成张力检测单元4与待测板带的有效接触；所述平台升降系统2包括升降机21、t形转向器22、升降机连接轴23、制动电机24、升降机基座25、换向器基座26和电机基座27，升降机基座25相对设置于换向器基座26的左右两侧，电机基座27设置于换向器基座26的前侧或者后侧，升降机基座25、换向器基座26与电机基座27呈t字形布置；所述升降机21竖直向上设置于升降机基座25的上方，制动电机24设置于电机基座27的上方，t形转向器22安装于换向器基座26的上方，制动电机24的输出轴与t形转向器22的单向轴端通过联轴器连接，t形转向器22的双向轴端分别通过联轴器与升降机连接轴23的一端连接，升降机连接轴23的另一端通过联轴器与对应的升降机21的输入轴连接，制动电机24通过换向器、升降机连接轴23驱动两侧升降机21的输出轴同步上升或者下降；所述压辊机构1包括压辊架11、压辊轴12、压辊轴承座13、压辊滑动轴14、滑动紧固轴套15、开口销16、关节轴承17、电动缸18、电动缸支架19和压辊架轴承座111；所述压辊架11设置为“口”字形，压辊架11包括两侧平行设置的立柱110，横跨两侧立柱的上方设置横梁115，横跨两侧立柱的下方设置辊架转轴114，辊架转轴114的两端分别通过压辊架轴承座111安装在升降机基座25上；所述立柱110的上端分别设置压辊轴承座13，压辊轴12横跨安装于两侧压辊轴承座13上；在所述立柱上设置滑槽113，立柱110的侧壁上沿竖直方向设置长孔112，压辊滑动轴14贯穿长孔112，压辊滑动轴14上套装滑动紧固轴套15，开口销16插在压辊滑动轴14的末端将滑动紧固轴套15固定，滑动紧固轴套15上安装关节轴承17，关节轴承17沿滑槽113往复滑动；所述电动缸支架19横跨设置于换向器基座26与对应的升降机基座25之间，电动缸18安装于电动缸支架19上，电动缸18的输出轴分别与前后两侧压辊机构1上的关节轴承17连接；电动缸18驱动压辊滑动轴14沿长孔112滑动从而带动压辊架11绕辊架转轴114作旋转运动，两侧压辊机构1相对平台升降系统2张开或者收拢；所述张力在线检测平台3包括链轮减速电机31、链轮32、链条33、导轨座34和导轨35，沿导轨座34上表面的长度方向平行设置导轨35，导轨35的首尾两端分别设置止动挡板36，若干张力检测单元4根据板带幅宽安装于导轨35上，首尾两侧张力检测单元4上分别设置与止动挡板36相配合的止动块37，相邻张力检测单元4之间通过短链条38连接；导轨座34首尾两端的下方分别设置升降固定支架39，升降固定支架39与对应的所述升降机21的输出轴固定连接；导轨座34首尾两端的端面位置处分别设置链轮支架310，止动挡板36与对应的链
轮支架310组成限位节点，止动块37与限位节点相配合；所述链轮32通过链轮轴安装在对应的链轮支架310上，两侧链轮通过链条33连接，链条33的首尾两端分别与位于导轨35首尾两端的张力检测单元4固定连接；所述链轮减速电机31固定安装于任一侧链轮支架310上，链轮减速电机31的输出轴与链轮轴连接，链轮减速电机31通过链轮链条传动机构驱动张力检测单元4沿导轨35往复滑动；所述张力检测单元4包括接触辊41、辊架45和滑动体连接板48，辊架45竖直向上相对设置于滑动体连接板48的上方，接触辊41跨设于两侧辊架45之间，滑动体连接板48的下表面设置与导轨相配合的滑槽；位于所述辊架45下方的滑动体连接板48上设置下沉通孔，压力传感器47安装于下沉通孔中；所述辊架45包括空心立柱42、压缩杆43和弹簧44，空心立柱42的空腔与下沉通孔连通，空腔的底部设置辊架弹簧座46，弹簧44安装于辊架弹簧座46上，所述压缩杆43设置于空心立柱42的空腔内，并且压缩杆43的下端贯穿弹簧44、辊架弹簧座46与压力传感器47的探头接触；两侧所述空心立柱42相对的侧壁上分别设置长孔，所述压缩杆43上端的侧壁上设置轴孔，接触辊41辊轴的两端分别穿过长孔安装在对应的轴孔中。
17.进一步的，所述链条33的中部设置链条张紧套311。
18.进一步的，所述导轨35包括导轨一和导轨二，导轨一的截面设置为燕尾榫形状，导轨二的截面设置为方形；所述滑动体连接板48的下表面上分别设置滑块一与滑块二，滑块一上设置与导轨一相配合的燕尾槽，滑块二上设置与导轨二相配合的方槽。
19.进一步的，所述导轨二方形凸出部分的宽度与短链条38内节宽度一致。
20.进一步的，所述接触辊41为纺锤形接触辊，接触辊41辊轴的两端分别通过自润滑轴承安装于对应的轴孔中。
21.进一步的，所述压缩杆43上端的头部设置为球形。
22.以不锈钢薄板带为例，不锈钢薄板带在金属薄板带拉伸弯曲矫直机中进行矫直过程中，本装置安装于矫直过程中的合适位置，使用过程包括以下步骤：s1、制动电机24通过t形转向器22驱动两侧的升降机21平稳调节张力在线检测平台3的整体高度，即制动电机24作为动力输出源，由t形转向器22将驱动力相等分叉，左右两侧升降机21得到相等的驱动力输入，使得平台升降系统2平稳将张力在线检测平台3上下移动，在不锈钢薄板带进入本发明的板形测量装置前，需要平台升降系统2平稳将张力在线检测平台3先向下移动至合适的位置，以便于不锈钢薄板带进入板形测量装置时不与装置的张力在线检测平台3上突出的接触辊41发生接触；s2当不锈钢薄板带进入本发明的板形测量装置时，不锈钢薄板带穿过压辊架11并位于压辊轴12的下方，平台升降系统2平稳将张力在线检测平台3向上移动直至张力在线检测平台3上突出的纺锤形接触辊与不锈钢薄板带下表面发生接触；电动缸18驱动压辊滑动轴14沿长孔112滑动从而带动压辊架11绕辊架转轴114作旋转运动，两侧压辊机构1相对平台升降系统2张开，在与张力在线检测平台3的配合下完成对不锈钢薄板带的压紧；s3、随着拉伸弯曲矫直机对不锈钢薄板带进行来回拉伸矫直，张力在线检测平台3上的接触辊41对不锈钢薄板带的接触，接触辊41与两侧压辊架11上的压辊轴12形成“品”字形结构分布，不锈钢薄板带上的张力竖直向下传递，独立的接触辊41被两侧辊架45支撑起
来；压缩杆43的下端贯穿弹簧44、辊架弹簧座46与压力传感器47的探头接触，不锈钢薄板带上的张力数值由上传递至压力传感器47上，后续可输出测得的张力数据；s4、8组（视板带宽度可进行调整数量）张力检测单元4以及短链条38、链条33、链条张紧套311形成闭合链传动整体，由链轮减速电机31驱动链轮32做顺时针或者逆时针旋转，实现张力检测单元4在导轨上的移动，连续测量不锈钢薄板带横向、纵向不同位置的板形数据；s5、当最后完成对不锈钢薄板带板形张力的测量后，电动缸18收缩，两侧压辊架11收回，平台升降系统2平稳将张力在线检测平台3向下移动至合适的位置，张力在线检测平台3上突出的接触辊41与不锈钢薄板带下表面实现脱离，如此以来完成了对不锈钢薄板带板的板形张力的测量。
23.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。