一种应用于定转子在线厚度检测矫正的测量装置的制作方法

本发明涉及定转子的激光测厚领域，尤其涉及一种应用于定转子在线厚度检测矫正的测量装置。

背景技术：

电机定子、转子是由多片硅钢片叠加而成，定子、转子厚度是衡量电机是否合格的唯一标准。传统的定子、转子在生产过程中，电机冲压机床每隔一段时间会拖动固定长度的硅钢材料到切割装置下，将钢片叠加到固定的片数后，冲压装置对叠加的钢片进行冲压成型。但是当采用普通硅钢材料进行生产时，不同批次或是同批次都有可能造成厚度不均，当叠加片数达到或超过100片时，产生的累积误差较大，造成电机定子、转子厚度不可控制，合格率下降。传统对硅钢片厚度的检测方法，大多采用人工卡尺检测的方法，测量效率低下，而且测量精度受人为读数的影响，很难实现高效高精度、实时性在线测量。

目前，市场上定转子硅钢片厚度实时测量的设备已经产业化，但是其设备测量精度一直受到温漂的影响，即激光光源随着工作环境温度的变化，会出现温度漂移现象(简称温漂)，温漂会对测量精度造成较大影响。目前市场上还没有激光头能解决温漂带来测量误差的影响，对于减小温漂给测量带来的误差，通常是每隔一段时间后，将钢带从辊筒退出来，通过人工操作激光对标准量块进行测量矫正，此方案费时费力，严重影响了生产效率，因此能设计出对激光钢带进行实时矫正的方案很有必要。为了减少测量过程中温度对硅钢片厚度测量精度的影响，本方案设计出了一套可以在自然条件下，对钢片厚度在线进行矫正的装置。

技术实现要素：

本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种应用于定转子在线厚度检测矫正的测量装置的技术方案，其基本原理是利用在某一时刻的温度下，温漂对激光测量的误差影响是一定值，通过使用标准厚度的量块去对激光进行矫正，利用测得的偏差值去对钢片测量数据进行补偿矫正。具体测量矫正方式是：根据上下两激光对标准量块进行连续多点测量，将所测得的多组数据中的中值取出来，每隔五分钟气缸推动矫正装置往复运动，进行实时测量一次，取连续采集五组数据的五次中值，然后将五次中值求和取平均值后输出，得出当前时刻的温度的误差补偿值。激光对硅钢片厚度进行连续测量，每隔一段时间的实时数据采集后，输出一个中值作为当前钢片的厚度值，然后用当前矫正的温度补偿值进行补偿，最后矫正后输出的值作为硅钢带的实际测量厚度值。此方法可以大大减小测量的误差，提高测量精度，实现硅钢片厚度检测的实时在线矫正。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种应用于定转子在线厚度检测矫正的测量装置，其特征在于：包括激光调整机构、量块调整机构、气缸运动机构、电磁阀安装组件、第一辊筒导向组件和第二辊筒导向组件，第一辊筒导向组件和第二辊筒导向组件位于激光调整机构的前后两侧，激光调整机构包括激光头安装立板、第一激光头罩壳和第二激光头罩壳，第一激光头罩壳和第二激光头罩壳设置在激光头安装立板的前端面上下两侧，第一激光头罩壳和第二激光头罩壳内均设置有激光头，激光头通过激光头安装垫板连接在激光头安装立板上，上下两激光头的安装位置由一个定制的标准量块进行检验与校准，量块调整机构位于激光调整机构和第二辊筒导向组件之间，量块调整机构包括矫正装置和直线导轨安装底板，矫正装置移动连接在直线导轨安装底板的上方，且位于第一激光头罩壳和第二激光头罩壳之间，矫正装置的一端通过浮动接头连接气缸运动机构，实现矫正装置的往复运动，气缸运动机构的前端设置有电磁阀安装组件，电磁阀安装组件通过导管连接气缸运动机构；通过第一辊筒导向组件和第二辊筒导向组件的设计，实现可以实现对钢带的夹持，便于钢带平稳移动，提高钢带在线厚度检测矫正的精度，第一激光头罩壳和第二激光头罩壳起到保护激光头的作用，同时便于防尘，延长激光头的使用寿命，气缸运动机构通过浮动接头带动矫正装置往复运动，进而带动矫正装置上的标准量块移动，便于激光头对上下两个标准量块之间的距离进行测量矫正，其中上下两个标准量块内嵌在矫正装置的u形槽，其安装位置和面形平整度通过标准的t型量块进行定位与检验，t型量块与上下两量块分别面接触，检验完成后通过胶水将标准量块固定，利用上下两激光对两个标准量块之间的距离进行测量，采取多点测量选取的中值数据，然后每隔五分钟采集一组数据并取一个中值，最后连续采集五组数据，取五个中值求和，得到平均值后输出。并与量块的标准数值进行比较，将测量的差值引入最终钢片的测量值进行矫正，从而实现了硅钢片厚度检测的在线矫正。

进一步，第一辊筒导向组件和第二辊筒导向组件均包括辊筒端面安装板、辊筒安装底板和无动力辊筒，两个辊筒端面安装板对称设置在辊筒安装底板的顶面上，位于下方的两个无动力辊筒平行转动连接在两个辊筒端面安装板之间，辊筒端面安装板的顶面上设置有辊筒调节角板，位于上方的两个无动力辊筒平行转动连接在两个辊筒调节角板之间，辊筒调节角板通过辊筒高度调节螺杆连接辊筒端面安装板，通过第一辊筒导向组件和第二辊筒导向组件的设计，可以对钢带的高度进行定位，使钢带在输送过程中悬浮在钢带输送槽内运动，通过一个固定标准量块对高度进行检验与校准，保证钢带在上下两激光测量量程的中间区域运动，同时可以微调辊筒高度调节螺杆上的辊筒调节角板与螺母的相对位置，实现对上下无动力辊筒的高度调节，可以适用于不同厚度钢带的测量。

进一步，激光头安装立板的后端面上设置有加强筋板，加强筋板提高了激光调整机构的稳定性和强度，减小测量装置在工作时的振动，提高在线厚度测量的精度。

进一步，矫正装置包括下量块安装板和上量块安装板，上量块安装板通过螺钉固定连接在下量块安装板的上方，下量块安装板和上量块安装板之间形成钢带输送槽，上量块安装板和下量块安装板上均设置有u形槽，上下两个u形槽相互平行，且位于同一竖直平面内，两个u形槽内均设置有定位槽，定位槽内安装有标准量块，标准量块的设计便于对钢带的厚度进行检测矫正，减小因温漂产生的误差。

进一步，下量块安装板的底面上设置有两条相互平行的导轨，导轨上移动连接有滑块，滑块固定连接在直线导轨安装底板的顶面上，导轨通过滑块来回往复运动，滑块可以将矫正装置移动连接在直线导轨安装底板上，防止矫正装置在往复移动过程中发生晃动，提高激光检测矫正的精度。

进一步，两个标准量块上下平行设置，且位于同一竖直平面内，其安装位置和面形平整度通过标准的t型量块进行定位与检验，t型量块与上下两量块分别面接触，检验完成后通过胶水对标准量块进行固定，以保证上下两量块的待测面相互平行，激光光线测量时与待测点所在的面垂直，减小在线检测的误差。

进一步，气缸运动机构包括气缸安装底板、气缸安装支架和气缸，两个相互平行的气缸安装支架垂直固定连接在气缸安装底板的前端面上，气缸固定连接在两个气缸安装支架之间，通过气缸可以带动矫正装置往复移动，气缸安装支架提高了气缸与气缸安装底板之间连接的稳定性和可靠性。

进一步，气缸安装底板的后端面上固定连接有气缸安装加强筋板，气缸安装加强筋板提高了气缸运动机构的稳定性，减小因气缸工作产生的振动。

进一步，电磁阀安装组件包括二位五通电磁阀、单向调速阀和电磁阀安装支架，二位五通电磁阀和单向调速阀固定连接在电磁阀安装支架的两侧。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

1、该发明可以极大地提高测量精度，减小激光头由于温度变化而引起的测量误差，通过激光对标准量块的测量和矫正，实现硅钢片厚度检测的在线矫正；

2、该发明采用气缸驱动装置以及量块在线测量矫正，并采取多次中值数据测量取平均值的方法，在不影响钢带的正常测量的前提下，实现在线实时矫正；

3、该发明通过标准量块的设计，并通过标准t型量块的安装与定位检验，可以提高安装的位置精度，从而减小测量误差；

4、该发明结构简单，使用方便，设备适用性强，可以对不同型号，不同厚度的硅钢片进行实时在线测量及矫正。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种应用于定转子在线厚度检测矫正的测量装置的装配图；

图2为图1的左视图；

图3为本发明中激光调整机构、量块调整机构和气缸运动机构的连接示意图；

图4为图3中a方向的结构示意图；

图5为本发明中矫正装置的结构示意图；

图6为本发明中激光调整机构的结构示意图；

图7为图6中b方向的结构示意图；

图8为本发明中电磁阀安装组件的结构示意图；

图9为图8中c方向的结构示意图。

图中：1-激光调整机构；2-量块调整机构；3-气缸运动机构；4-第一辊筒导向组件；5-第二辊筒导向组件；6-电磁阀安装组件；7-辊筒端面安装板；8-辊筒安装底板；9-无动力辊筒；10-辊筒高度调节螺杆；11-气缸安装底板；12-气缸安装支架；13-气缸；14-浮动接头；15-激光头安装立板；16-加强筋板；17-第一激光头罩壳；18-直线导轨安装底板；19-气缸安装加强筋板；20-辊筒调节角板；21-下量块安装板；22-上量块安装板；23-钢带输送槽；24-第二激光头罩壳；25-标准量块；26-u形槽；27-导轨；28-滑块；29-激光头；30-激光头安装垫板；31-二位五通电磁阀；32-电磁阀安装支架；33-单向调速阀。

具体实施方式

如图1至图9所示，为本发明一种应用于定转子在线厚度检测矫正的测量装置，包括激光调整机构1、量块调整机构2、气缸运动机构3、电磁阀安装组件6、第一辊筒导向组件4和第二辊筒导向组件5，第一辊筒导向组件4和第二辊筒导向组件5位于激光调整机构1的前后两侧，第一辊筒导向组件4和第二辊筒导向组件5均包括辊筒端面安装板7、辊筒安装底板8和无动力辊筒9，两个辊筒端面安装板7对称设置在辊筒安装底板8的顶面上，位于下方的两个无动力辊筒9平行转动连接在两个辊筒端面安装板7之间，辊筒端面安装板7的顶面上设置有辊筒调节角板20，位于上方的两个无动力辊筒9平行转动连接在两个辊筒调节角板20之间，辊筒调节角板20通过辊筒高度调节螺杆10连接辊筒端面安装板7，通过第一辊筒导向组件4和第二辊筒导向组件5的设计，可以对钢带的高度进行定位，使钢带在输送过程中悬浮在钢带输送槽23内运动，通过一个固定标准量块对高度进行检验与校准，保证钢带在上下两激光测量量程的中间区域运动，同时可以微调辊筒高度调节螺杆10上的辊筒调节角板20与螺母的相对位置，实现对上下无动力辊筒9的高度调节，可以适用于不同厚度钢带的测量。

激光调整机构1包括激光头安装立板15、第一激光头罩壳17和第二激光头罩壳24，第一激光头罩壳17和第二激光头罩壳24设置在激光头安装立板15的前端面上下两侧，第一激光头罩壳17和第二激光头罩壳24内均设置有激光头29，激光头29通过激光头安装垫板30连接在激光头安装立板15上，上下两激光头29的安装位置由一个标准的量块进行检验与校准，激光头安装立板15的后端面上设置有加强筋板16，加强筋板16提高了激光调整机构1的稳定性和强度，减小测量装置在工作时的振动，提高在线厚度测量的精度。

量块调整机构2位于激光调整机构1和第二辊筒导向组件5之间，量块调整机构2包括矫正装置和直线导轨27安装底板18，矫正装置移动连接在直线导轨安装底板18的上方，且位于第一激光头罩壳17和第二激光头罩壳24之间，矫正装置包括下量块安装板21和上量块安装板22，上量块安装板22通过螺钉固定连接在下量块安装板21的上方，下量块安装板21和上量块安装板22之间形成钢带输送槽23，上量块安装板22和下量块安装板21上均设置有u形槽26，上下两个u形槽26相互平行，且位于同一竖直平面内，两个u形槽26内均设置有定位槽(图中未标出)，定位槽内安装有标准量块25，标准量块25的设计便于对钢带的厚度进行检测，减小因温漂产生的误差，下量块安装板21的底面上设置有两条相互平行的导轨27，导轨27上移动连接有滑块28，滑块28固定连接在直线导轨安装底板18的顶面上，导轨27通过滑块28来回往复运动，滑块28可以将矫正装置移动连接在直线导轨安装底板18上，防止矫正装置在往复移动过程中发生晃动，提高激光检测矫正的精度，两个标准量块25上下平行设置，且位于同一竖直平面内，其安装位置和面形平整度通过标准的t型量块进行定位与检验，t型量块与上下两量块分别面接触，检验完成后通过胶水对标准量块25进行固定，以保证上下两量块的待测面相互平行，激光光线测量时与待测点所在的面垂直，减小在线检测的误差。

矫正装置的一端通过浮动接头14连接气缸运动机构3，实现矫正装置的往复运动，气缸运动机构3包括气缸安装底板11、气缸安装支架12和气缸13，两个相互平行的气缸安装支架12垂直固定连接在气缸安装底板11的前端面上，气缸13固定连接在两个气缸安装支架12之间，通过气缸13可以带动矫正装置往复移动，气缸安装支架12提高了气缸13与气缸安装底板11之间连接的稳定性和可靠性，气缸安装底板11的后端面上固定连接有气缸安装加强筋板19，气缸安装加强筋板19提高了气缸运动机构3的稳定性，减小因气缸13工作产生的振动。

气缸运动机构3的前端设置有电磁阀安装组件6，电磁阀安装组件6通过导管连接气缸运动机构3，电磁阀安装组件6包括二位五通电磁阀31、单向调速阀33和电磁阀安装支架32，二位五通电磁阀31和单向调速阀33固定连接在电磁阀安装支架32的两侧；通过第一辊筒导向组件4和第二辊筒导向组件5的设计，实现可以实现对钢带的夹持，便于钢带平稳移动，提高钢带在线厚度检测矫正的精度，第一激光头罩壳17和第二激光头罩壳24起到保护激光头29的作用，同时便于防尘，延长激光头29的使用寿命，气缸运动机构3通过浮动接头14带动矫正装置往复运动，进而带动矫正装置上的标准量块25移动，便于激光头29对上下两个标准量块25之间的距离进行测量矫正，其中上下两个标准量块25内嵌在矫正装置的u形槽26，其安装位置和面形平整度通过标准的t型量块进行定位与检验，检验后通过胶水将标准量块25固定，利用上下两激光对两个标准量块25之间的距离进行测量，采取多点测量取的中值数据，然后每隔五分钟采集一组数据并取一个中值，最后连续采集五组数据，取五个中值求和，得到平均值后输出。并与量块的标准数值进行比较，将测量的差值引入最终钢片的测量值进行矫正，从而实现了硅钢片厚度检测的在线矫正。

本发明的安装与在线校准过程：

1)在线矫正量块的安装过程：上下两个标准量块的安装位置位于矫正装置的u形槽内侧，u形槽上相互平行的两个侧面上设置有定位槽，上下两个标准量块贴合在u形槽上的定位槽内，并通过t型量块对安装位置进行检验，t型量块分别与标准量块的上下两面面接触，保证了两个标准量块的位置和平行度，然后用胶水将两个标准量块固定在u形槽的定位槽里。

2)在线校正步骤与过程：气缸通过气泵推动矫正装置往复运动，上下两个量块跟随矫正装置运动至激光的测量区域，每隔5分钟会往复运动，进行实时测量一次，取连续采集五组数据的五次中值，然后将五次中值求和取平均值后输出，得出当前时刻温度的误差补偿值。矫正原理是通过激光对两个标准量块的测量和矫正，两个标准量块之间的间距是确定的，距离等于上下两量块的厚度加上t型量块的厚度。利用上下两个激光头对标准量块的距离进行测量，激光测量的数据与标准量块的标准数值进行比较，将测量的差值引入最终钢片的测量值进行补偿，输出最终的测量值，即完成了定转子厚度检测的在线矫正。

本发明的工作原理如下：

外部的送料机构带动钢带运动，钢带通过前后两个无动力辊筒进行限位与支撑，防止钢带出现抖动。钢带在矫正装置的钢带输送槽里运动，矫正装置的上下两侧设置有两个对称的u形槽，上下两个激光头通过u形槽间隙对钢带的厚度进行实时测量，通过激光对运动的钢带厚度进行实时测量，并采集多组数据，取其中的中值作为矫正前的厚度。同时矫正原理是根据上下两激光对标准量块进行连续多点测量，将所测得的多组数据中的中值取出来，每隔五分钟气缸推动矫正装置往复运动，进行实时测量一次，取连续采集五组数据的五次中值，然后将五次中值求和取平均值后输出，得出当前时刻的温度的误差补偿值。最后输出的钢片实际测量厚度值等于矫正前的厚度减去温度补偿的补偿值。此方法可以大大减小测量的误差，提高测量精度，实现硅钢片厚度检测的实时在线矫正。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。