一种扫描式角钢轧材轮廓数据测量仪论文和设计-孙智明

全文摘要

一种扫描式角钢轧材轮廓数据测量仪，在待测角钢横截面的每条直角边的平行线上设有若干对测头，且每一对所述测头分列对应直角边的两侧；测量时，每一对所述测头与对应直角边的中心轴线的垂直交点为同一点。本申请的有益效果是：采用扫描式的测量方式实现对不同规格的角钢轧材断截面厚度轮廓的在线测量。

主设计要求

1.一种扫描式角钢轧材轮廓数据测量仪，其特征在于：在待测角钢横截面的每条直角边的平行线上设有若干对测头，且每一对所述测头分列对应直角边的两侧；测量时，每一对所述测头与对应直角边的中心轴线的垂直交点为同一点。

设计方案

2.根据权利要求1所述扫描式角钢轧材轮廓数据测量仪，其特征在于：所述测头沿所在的所述平行线做直线往复运动。

3.根据权利要求1所述扫描式角钢轧材轮廓数据测量仪，其特征在于：若干所述测头处于同一垂直面上。

4.根据权利要求1-3任一所述扫描式角钢轧材轮廓数据测量仪，其特征在于：所述测头运动的动力由驱动机构提供，所述驱动机构与所述测头连接。

5.根据权利要求4所述扫描式角钢轧材轮廓数据测量仪，其特征在于：所述驱动机构包括电机驱动机构、液压驱动机构和\/或气动驱动机构。

6.根据权利要求5所述扫描式角钢轧材轮廓数据测量仪，其特征在于：所述电机驱动机构包括皮带滑轮机构和用于驱动所述皮带滑轮机构运动的第一电机；所述皮带滑轮机构上固定设有第一滑块和所述测头，所述第一滑块与第一滑轨滑动连接。

7.根据权利要求6所述扫描式角钢轧材轮廓数据测量仪，其特征在于：所述第一电机设于由四条所述第一滑轨组成的方形的一角；所述第一电机左右两侧分别设有一个转接轮；所述方形的与所述第一电机所在直角相邻的两个直角处分别设有一个转接轮；方形的与所述第一电机所在直角相对的直角处设有左右两个转轮；沿所述方形的四条边的每条边两端的转接轮或转轮彼此皮带连接；与所述第一电机相邻的两个所述转接轮分别与所述第一电机皮带连接。

8.根据权利要求5所述扫描式角钢轧材轮廓数据测量仪，其特征在于：所述电机驱动机构包括曲柄滑块机构和用于驱动所述曲柄滑块机构运动的第二电机，所述测头固定设置在所述曲柄滑块机构的第二滑块上；所述第二滑块与对应的轨道(7)滑动连接。

9.根据权利要求5所述扫描式角钢轧材轮廓数据测量仪，其特征在于：所述电机驱动机构包括滚珠丝杠和用于驱动所述滚珠丝杠运动的第三电机；所述滚珠丝杠上固定连接第三滑块，所述第三滑块上固定设有所述测头；所述第三滑块与第三滑轨滑动连接。

10.根据权利要求5所述扫描式角钢轧材轮廓数据测量仪，其特征在于：所述电机驱动机构包括第四电机和与所述第四电机连接的第四滑块，所述第四电机为直线电机；所述第四滑块上固定设有所述测头，所述第四滑块沿对应的轨道(7)滑动连接。

11.一种扫描式角钢轧材轮廓数据测量仪，其特征在于：在待测角钢横截面的每条直角边的平行线上设有若干对测头，且每一对所述测头分列对应直角边的两侧；测量时，每一对所述测头与对应直角边的中心轴线的垂直交点可不在同一点，所述测头沿所在的所述平行线做直线往复运动。

设计说明书

技术领域

本申请属于扎材参数测量技术领域，具体地说，涉及一种扫描式角钢轧材轮廓数据测量仪。

背景技术

目前国内钢铁企业对角钢、球扁钢型轧材厚度的测量，使用的是固定式线阵激光位移传感器。由于测头和扎材的位置是固定的，所以仅能对固定尺寸的角钢扎材的固定位置处的厚度或长度进行测量，而不能获取角钢、球扁钢型轧材的断截面轮廓的特征尺寸轧制信息，更不能在线对这类扎材进行检测。随着人们对角钢扎材质量和尺寸的要求越来越严，尤其是高科技精密建材的日趋紧俏，人们不得不进行对扎材断截面轮廓的特征尺寸进行测量。

实用新型内容

有鉴于此，本申请所要解决的技术问题是提供了一种扫描式角钢轧材轮廓数据测量仪，能够对不同规格的角钢轧材断截面的几何轮廓进行测量。

为了解决上述技术问题，本申请公开了一种扫描式角钢轧材轮廓数据测量仪，并采用以下技术方案来实现。

一种扫描式角钢轧材轮廓数据测量仪，在待测角钢横截面的每条直角边的平行线上设有若干对测头，且每一对所述测头分列对应直角边的两侧；测量时，每一对所述测头与对应直角边的中心轴线的垂直交点为同一点。

进一步的，所述测头沿所在的所述平行线做直线往复运动。

进一步的，若干所述测头处于同一垂直面上。

进一步的，所述测头运动的动力由驱动机构提供，所述驱动机构与所述测头连接。

更进一步的，所述驱动机构包括电机驱动机构、液压驱动机构和\/或气动驱动机构。

再进一步的，所述电机驱动机构包括皮带滑轮机构和用于驱动所述皮带滑轮机构运动的第一电机；所述皮带滑轮机构上固定设有第一滑块和所述测头，所述第一滑块与第一滑轨滑动连接。

再进一步的，所述第一电机设于由四条所述第一滑轨组成的方形的一角；所述第一电机左右两侧分别设有一个转接轮；所述方形的与所述第一电机所在直角相邻的两个直角处分别设有一个转接轮；方形的与所述第一电机所在直角相对的直角处设有左右两个转轮；沿所述方形的四条边的每条边两端的转接轮或转轮彼此皮带连接；与所述第一电机相邻的两个所述转接轮分别与所述第一电机皮带连接。

更进一步的，所述电机驱动机构包括曲柄滑块机构和用于驱动所述曲柄滑块机构运动的第二电机，所述测头固定设置在所述曲柄滑块机构的第二滑块上；所述第二滑块与对应的轨道滑动连接。

更进一步的，所述电机驱动机构包括滚珠丝杠和用于驱动所述滚珠丝杠运动的第三电机；所述滚珠丝杠上固定连接第三滑块，所述第三滑块上固定设有所述测头；所述第三滑块与第三滑轨滑动连接。

更进一步的，所述电机驱动机构包括第四电机和与所述第四电机连接的第四滑块，所述第四电机为直线电机；所述第四滑块上固定设有所述测头，所述第四滑块沿对应的轨道滑动连接。

与现有技术相比，本申请可以获得包括以下技术效果：采用扫描式的测量方式实现对不同规格的角钢轧材断截面厚度轮廓的在线测量。

当然，实施本申请的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请一个实施例角钢扎材轮廓数据测量仪的结构示意图。

图2是本申请角钢扎材轮廓数据测量仪的测量原理示意图。

图3是本申请驱动机构的第一实施例的结构示意图。

图4是本申请驱动机构的第二实施例的结构示意图。

图5是本申请驱动机构的第三实施例的结构示意图。

图6是本申请驱动机构的第四实施例的结构示意图。

图7是本申请另一个实施例角钢扎材轮廓数据测量仪的结构示意图。

其中，图中：

1、小角钢；2、大角钢；3、第一测头；4、第二测头；5、第三测头；6、第四测头；7、轨道；8、驱动机构；9、轧制轨面；

8.1.1、第一电机；8.1.2、第一滑轮；8.1.3、皮带；8.1.4、第一滑块；8.1.5、第一滑轨；

8.2.1、第二电机；8.2.2、曲柄；8.2.3、连杆；8.2.4、第二滑块；

8.3.1、第三电机；8.3.2、第三滑轨；8.3.3、旋母；8.3.4、丝杠；8.3.5、第三滑块；

8.4.1、第四电机；8.4.2、第四滑块。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

一种扫描式角钢轧材轮廓数据测量仪，如图1所示(图1为角钢在产线上的运动方向是垂直纸面或屏幕向里的)，小角钢1和大角钢2是两个不同规格的角钢，图示两个角钢是为了表示本申请的方案可以对不同规格的角钢进行测量，实际中同一时间内仅对一个角钢进行测量。轧制轨面9为水平设置的传送面，待测角钢放置在轧制轨面上，随轧制轨面9的传送向前移动。在待测角钢横截面的直角边平行线上设有一对测头，且这一对测头分列该直角边的两侧；另一个直角边的两侧同样设有这样一对测头；且四个测头优选处于同一垂直面上。四个测头即图中示出的第一测头3和第二测头4、第三测头5和第四测头6。每对测头以相同的速度向相同方向运动，且运动轨迹为自己所在的与对应直角边平行的平行线，即图中的轨道7，四条轨道7在同一平面时组成方形。运动轨迹优选直线往复运动，测头运动的速度和角钢前进的速度相匹配，达到对角钢直角板的扫描式测量。

测头运动时，需要保证每一对测头与对应角钢直角边的中心轴线的垂直交点为同一点。

由于角钢轧材的尺度较大，实际对角钢轧材测量时，只要所述测头与对应直角边的中心轴线的垂直交点之间的距离d(d_{1<\/sub>、d_{2<\/sub>)很短，相对于尺度较大的角钢轧材，不影响对断截面角钢轧材整体轮廓的的检测效果，然而这对所述测头的安装工艺确带来极大方便(如图-7)}}

由于测头往复运动的速度v是有限的，在角钢扎材的直角板宽度较大时，一对测头从扎材直角板的一侧运行到另一侧所用的时间较长，与扎材产线的运行速度无法匹配，就会导致测量轨迹呈现之字形，因而无法准确测量出扎材表面的轮廓趋势，需要在每个测头所在运动直线上设置两对或若干对测头来共同测量，这样便可在相同的时段内(完成一次扫描测量所用的时间)，完成2倍(或多倍)宽度的被测轧材的检测。

本申请的测量原理如图2所示，第一测头3和第二测头4分别测出各自距离待测大角钢2的直角边的表面的距离L1和L2，用第一测头3和第二测头4之间的距离L减去L1和L2，即可得到被测角钢直角边的厚度x。扫描式测量时会测量若干次，可以通过对比比较出厚度的最大值、最小值；亦可用所有测量厚度的总和除以测量次数求得平均值；还可根据这些测量值利用仿真工具仿真出扎材表面的轮廓。

测头均选用线阵激光位移传感器测头。测头分别与控制单元连接，控制单元用于接收计算L1和L2的测量信息，并根据这些信息以及每对测头之间的固定距离计算出L1、L2和每个点的扎材厚度；再根据每个点的扎材厚度计算厚度的最大值、最小值以及平均值。激光测距的技术在各行业已有了广泛的应用，属于现有技术，这里不再赘述。

驱动机构8与测头连接，用来给测头的运动提供动力。设置在同一轨道上的两个或若干个测头可以选择共用一个驱动机构来提供动力，只需将这些测头相互间固定连接即可；也可以选择每个测头自用一个驱动机构；或选用其他能够实现本申请中测量要求的方式。

驱动机构8为测头沿轨道7的往复运动提供动力，驱动力的种类有多种。可使用电机，利用电机转轴的转动来带动测头运动；亦可利用液压驱动的方式来带动测头运动；还可采用气动驱动的方式来提供动力。

其中利用电机来驱动的方式是比较常见的，电机驱动的驱动机构本申请列举四个实施例，下面对该四个实施例进行详细说明。

电机驱动机构的第一实施例：

如图3所示，采用皮带滑轮机构来驱动测头运动。使用该驱动机构时，测头都处于同一个垂直面。该驱动机构包括设于轨道组成的方形的一角处的第一电机8.1.1，第一电机用来提供动力。第一电机8.1.1左右两侧分别设有一个转接轮8.1.2；与第一电机8.1.1所在直角相邻的两个方形直角处分别设有一个转接轮8.1.2，转接轮均为同轴固定连接的两个转轮；与第一电机8.1.1所在直角相对的直角处设有左右两个转接轮8.1.2，这两个转接轮可以为单独的一个转轮。沿方形的四条边，每条方形边两端的转接轮分别皮带连接。第一电机8.1.1相邻的两个转接轮分别与第一电机8.1.1皮带连接。为了保证方形每对相对边沿相同方向运转，可以选用两个电机，也可选用其他的换向转接轮来实现。

方形四条边上分别设有第一滑轨8.1.5，也就是轨道7，第一滑轨8.1.5上设有第一滑块8.1.4，第一滑块8.1.4与第一滑轨8.1.5滑动连接。每个第一滑块8.1.4上固定设有测头，且每个第一滑块8.1.4分别与对应的皮带8.1.3固定连接。电机带动皮带运动时，即可带动滑块沿滑轨运动，测头运动。

滑块与滑轨的滑动连接的方式是本领域的惯用手段，是现有技术，本申请均不再赘述。

电机驱动机构的第二实施例：

如图4所示，采用曲柄滑块机构驱动测头运动。该驱动机构包括第二电机8.2.1，第二电机8.2.1与曲柄8.2.2的一端连接，曲柄8.2.2的另一端与连杆8.2.3的一端铰接，连杆8.2.3的另一端与第二滑块8.2.4可活动连接。曲柄8.2.2、连杆8.2.3和第二滑块8.2.4共同组成曲柄滑块机构。第二滑块8.2.4上固定设置测头，第二滑块8.2.4与对应的轨道7滑动连接，轨道7为滑轨。

电机驱动机构的第三实施例：

如图5所示，采用滚珠丝杠机构来驱动测头运动。该驱动机构包括第三电机8.3.1，与第三电机8.3.1相连的滚珠丝杠机构，滚珠丝杠机构包括丝杠8.3.4、设在所述丝杠中间段的旋母8.3.3，旋母8.3.3的螺纹内设有滚珠。旋母8.3.3处设有第三滑块8.3.5，第三滑块8.3.5上固定设有测头，第三滑块8.3.5与第三滑轨8.3.2滑动连接，第三滑轨8.3.2即为轨道7。当电机转动时，丝杠也转动，通过旋母以及其内的滚珠带动滑块运动，从而实现测头的运动。

电机驱动机构的第四实施例：

如图6所示，采用直线电机直接驱动的方式来驱动测头运动。该驱动机构没有中间的运动转换机构，仅包括第四电机8.4.1和与第四电机8.4.1连接的第四滑块8.4.2，第四电机8.4.1采用直线电机。第四滑块8.4.2上固定设有测头，第四滑块8.4.2与对应的轨道7可滑动连接，轨道7为滑轨。通过这样的结构，直线电机直接拖动第四滑块8.4.2在轨道7内滑动，从而带动测头运动。

驱动机构的四个实施例中的电机均与控制单元连接，由控制单元控制电机的启停和方向，实现测头运动的精准。

本申请的有益效果是：采用扫描式的测量方式实现对不同规格的角钢轧材断截面厚度轮廓的在线测量。

以上对本申请实施例所提供的一种扫描式角钢轧材轮廓数据测量仪，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含\/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。

设计图

一种扫描式角钢轧材轮廓数据测量仪论文和设计

一种扫描式角钢轧材轮廓数据测量仪论文和设计-孙智明

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢