本實用新型涉及一種連續(xù)式冷軋薄板厚度精確測量儀器，主要應用于理化試驗室內(nèi)的冷軋薄板厚度連續(xù)精確測量試驗，屬于冷軋薄板測量儀器技術領域。

背景技術：

隨著冷軋技術的進步，冷軋鋼板表面平整、同板厚度差小已經(jīng)成為冷軋產(chǎn)品用戶的最低要求。目前在冷軋生產(chǎn)中，板寬度方向上的厚度測量控制手段包括在線和離線兩種方式，其中，在線測量厚度的方式主要包括射線法、超聲波法、激光法等；離線測量則主要采用取樣后手動使用螺旋千分尺離線測量。冷軋生產(chǎn)線多數(shù)已經(jīng)配置了在線厚度測量裝置，不過由于在線厚度測量設備的適用性、穩(wěn)定性和精確性等問題，使得在線厚度測量裝置一直用來控制冷軋板形，而不作為冷軋板最后的厚度測量依據(jù)。采用螺旋千分尺進行薄板厚度離線檢測時，由于取樣、測量、記錄等工作導致的工作過程繁瑣、勞動量較大、測量結果受人為因素影響較多。同時，采用測量多點厚度之后，通過連線來模擬鋼板整體的厚度曲線的辦法，本身便存在著誤差。

為此，針對冷軋薄板離線厚度測量的上述問題，設計一種適用的連續(xù)式冷軋薄板厚度精確測量儀器成為冷軋生產(chǎn)中急需解決的技術問題。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種連續(xù)式冷軋薄板厚度精確測量儀器，這種測量儀器可以實現(xiàn)對冷軋薄板進行連續(xù)、精確的厚度測量，解決目前冷軋薄板厚度測量不夠精確，以及冷軋薄板厚度測量勞動強度大的問題。

解決上述技術問題的技術方案是：

一種連續(xù)式冷軋薄板厚度精確測量儀器，它包括臺架、測量平臺、水平移動機構、垂直移動機構、厚度測量機構、控制機構，臺架為鋼結構長方體框架，測量平臺固定安裝在臺架上，水平移動機構安裝在測量平臺上方的臺架上，垂直移動機構安裝在水平移動機構的水平移動板上，厚度測量機構安裝在垂直移動機構的垂直移動板上，厚度測量機構的測量裝置垂直向下與測量平臺表面相對，水平移動機構、垂直移動機構、厚度測量機構分別與控制機構相連接。

上述連續(xù)式冷軋薄板厚度精確測量儀器，所述水平移動機構包括水平電機、水平聯(lián)軸器、水平絲杠、水平絲杠螺母、上導桿、下導桿、上滑座、下滑座、水平移動板、水平定位軸承，水平絲杠的兩端分別通過水平定位軸承安裝在臺架上部的兩側面，水平電機通過水平聯(lián)軸器與水平絲杠的一端相連接，水平絲杠螺母套裝在水平絲杠上，上導桿和下導桿分別位于水平絲杠的上方和下方，上導桿和下導桿與水平絲杠平行，上導桿和下導桿的兩端分別固定在臺架的兩側面，上滑座和下滑座分別與上導桿和下導桿滑動連接，水平移動板垂直放置在水平絲杠、上導桿、下導桿的前面，水平移動板的上下兩端分別與上滑座和下滑座的前面相連接，水平移動板的后板面與水平絲杠螺母相連接，垂直移動機構安裝在水平移動板的前板面上，水平電機與控制機構相連接。

上述連續(xù)式冷軋薄板厚度精確測量儀器，所述垂直移動機構包括垂直電機、垂直聯(lián)軸器、垂直絲杠、垂直絲杠螺母、左導軌、右導軌、左滑座、右滑座、垂直移動板、安裝支架、垂直定位軸承，在水平移動板的前板面的上端和下端分別有垂直于板面的安裝支架，垂直絲杠的兩端通過垂直定位軸承安裝在水平移動板的安裝支架上，垂直電機通過垂直聯(lián)軸器與垂直絲杠的上端相連接，垂直絲杠螺母套裝在垂直絲杠上，在垂直絲杠的兩側的水平移動板的板面上分別固定安裝有左導軌、右導軌，左滑座和右滑座分別與左導軌、右導軌滑動配合連接，垂直移動板位于垂直絲杠、左導軌、右導軌的前面，垂直移動板的兩端分別與左滑座和右滑座的前面相連接，垂直移動板的后板面與垂直絲杠螺母相連接，厚度測量機構安裝在垂直移動板的前板面上，垂直電機與控制機構相連接。

上述連續(xù)式冷軋薄板厚度精確測量儀器，所述厚度測量機構包括液壓缸缸體、液壓缸缸桿、承壓滾輪、數(shù)顯高度規(guī)、高度規(guī)安裝座、水平測量板，液壓缸缸體和液壓缸缸桿垂直放置，液壓缸缸體安裝在垂直移動板上，數(shù)顯高度規(guī)通過高度規(guī)安裝座安裝在液壓缸缸體上，液壓缸缸桿的下端安裝有承壓滾輪，承壓滾輪與測量平臺上的待測鋼板相接觸，液壓缸缸桿的側面連接有水平測量板，數(shù)顯高度規(guī)的測量頭與水平測量板垂直相對，液壓缸缸體、數(shù)顯高度規(guī)分別與控制機構相連接。

上述連續(xù)式冷軋薄板厚度精確測量儀器，所述控制機構包括電機伺服控制設備、電控柜、液壓控制閥門及管路、液壓泵、工控機處理器，水平電機和垂直電機分別與電機伺服控制設備、電控柜相連接，液壓缸缸體與液壓控制閥門及管路、液壓泵相連接，電機伺服控制設備、液壓控制閥門及管路、液壓泵、電控柜分別與工控機處理器相連接，數(shù)顯高度規(guī)與工控機處理器相連接。

上述連續(xù)式冷軋薄板厚度精確測量儀器，所述臺架的下方安裝有平衡調(diào)整支腳，臺架的測量平臺上安裝有手動定位標尺，手動定位標尺沿著測量平臺的長度方向。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型的厚度測量機構通過數(shù)顯高度規(guī)測量液壓缸缸桿上下移動的距離得到冷軋薄板的厚度，水平移動機構和垂直移動機構帶動厚度測量機構移動，可以實現(xiàn)對冷軋薄板進行逐點連續(xù)測量，最后得到冷軋薄板的精確厚度曲線。

本實用新型結構簡單、操作簡捷、測量精確，克服了現(xiàn)有的冷軋薄板在線厚度測量設備在適用性、穩(wěn)定性和精確性等方面存在的問題，也避免了螺旋千分尺進行薄板厚度離線檢測的工作過程繁瑣、勞動量較大、測量結果受人為因素影響較多的弊端，更重要的是本實用新型可以進行連續(xù)精確測量，消除了現(xiàn)有的多點測量后通過連線來模擬鋼板整體的厚度曲線存在著誤差。本實用新型為冷軋薄板的檢測提供了新的設備，為提高冷軋薄板的質(zhì)量提供了技術支持，在行業(yè)內(nèi)有良好的推廣使用價值。

附圖說明

圖1是本實用新型的總體裝配示意圖；

圖2是本實用新型的結構示意圖；

圖3是圖2的俯視圖；

圖4是圖2的A-A剖視圖；

圖5是圖2的局部放大示意圖。

圖中標記如下：臺架1、測量平臺2、水平移動機構3、垂直移動機構4、厚度測量機構5、水平電機6、水平聯(lián)軸器7、水平絲杠8、水平絲杠螺母9、上導桿10、下導桿11、上滑座12、下滑座13、水平移動板14、水平定位軸承15、垂直電機16、垂直聯(lián)軸器17、垂直絲杠18、垂直絲杠螺母19、左導軌20、右導軌21、左滑座22、右滑座23、垂直移動板24、安裝支架25、垂直定位軸承26、液壓缸缸體27、液壓缸缸桿28、承壓滾輪29、數(shù)顯高度規(guī)30、高度規(guī)安裝座31、水平測量板32、平衡調(diào)整支腳33、手動定位標尺34、電機伺服控制設備35、電控柜36、液壓控制閥門及管路37、液壓泵38、工控機處理器39、待測鋼板40。

具體實施方式

本實用新型由臺架1、測量平臺2、水平移動機構3、垂直移動機構4、厚度測量機構5和控制機構組成。

圖1顯示，臺架1為鋼結構長方體框架，測量平臺2固定安裝在臺架1上，水平移動機構3安裝在測量平臺2上方的臺架1上，垂直移動機構4安裝在水平移動機構3的水平移動板14上，厚度測量機構5安裝在垂直移動機構4的垂直移動板24上，厚度測量機構5的測量裝置垂直向下與測量平臺2表面相對，水平移動機構3、垂直移動機構4、厚度測量機構5分別與控制機構相連接。

圖1、2、3、4顯示，臺架1的下方安裝有平衡調(diào)整支腳33，臺架1的測量平臺2上安裝有手動定位標尺34，手動定位標尺34沿著測量平臺2的長度方向。通過手動定位標尺34粗略定位待測鋼板40后，可以對待測鋼板40進行連續(xù)的精確厚度測量。

圖1顯示，控制機構包括電機伺服控制設備35、電控柜36、液壓控制閥門及管路37、液壓泵38、工控機處理器39。水平移動機構3和垂直移動機構4的電氣裝置與電機伺服控制設備35、電控柜36相連接，厚度測量機構5的液壓裝置與液壓控制閥門及管路37、液壓泵38相連接，電機伺服控制設備35、電控柜36、液壓控制閥門及管路37、液壓泵38都與工控機處理器39相連接，工控機處理器39收集水平移動機構3、垂直移動機構4、厚度測量機構5的運行信號，并發(fā)布運行指令。

圖2、3、4顯示，水平移動機構3包括水平電機6、水平聯(lián)軸器7、水平絲杠8、水平絲杠螺母9、上導桿10、下導桿11、上滑座12、下滑座13、水平移動板14、水平定位軸承15。水平絲杠8的兩端分別通過水平定位軸承15安裝在臺架1上部的兩側面，水平電機6通過水平聯(lián)軸器7與水平絲杠8的一端相連接，水平絲杠螺母9套裝在水平絲杠8上，水平電機6帶動水平絲杠8轉動，水平絲杠螺母9可沿著水平絲杠8移動。水平電機6記錄相應的位移數(shù)據(jù)后傳導至工控機處理器39進行處理計算。

圖2、3、4顯示，在水平絲杠8的上方和下方分別有平行的上導桿10和下導桿11，上導桿10和下導桿11的兩端分別固定在臺架1的兩側面，上滑座12和下滑座13分別與上導桿10和下導桿11滑動連接，水平移動板14垂直放置在水平絲杠6、上導桿10、下導桿11的前面，水平移動板14的上下兩端分別與上滑座12和下滑座13的前面相連接，水平移動板14的后板面與水平絲杠螺母9相連接。

圖2、3、4顯示，垂直移動機構4安裝在水平移動板14的前板面上，水平絲杠螺母9沿著水平絲杠8移動時帶動水平移動板14一起移動，水平移動板14兩端連接的上滑座12和下滑座13分別沿著上導桿10和下導桿11滑動，水平移動板14帶動垂直移動機構4一起移動。

圖2、3、4顯示，垂直移動機構4包括垂直電機16、垂直聯(lián)軸器17、垂直絲杠18、垂直絲杠螺母19、左導軌20、右導軌21、左滑座22、右滑座23、垂直移動板24、安裝支架25、垂直定位軸承26。在水平移動板14的前板面的上端和下端分別有垂直于板面的安裝支架25，垂直絲杠18的兩端通過垂直定位軸承26安裝在水平移動板14的安裝支架25上，垂直電機16通過垂直聯(lián)軸器17與垂直絲杠18的上端相連接，垂直絲杠螺母19套裝在垂直絲杠18上。垂直電機16帶動垂直絲杠18轉動，垂直絲杠螺母19可沿著垂直絲杠18移動。垂直電機16記錄相應的位移數(shù)據(jù)后傳導至工控機處理器39進行處理計算。

圖2、3、4顯示，在垂直絲杠18的兩側的水平移動板14的板面上分別固定安裝有左導軌20、右導軌21，左滑座22和右滑座23分別與左導軌20、右導軌21滑動配合連接。垂直移動板24位于垂直絲杠18、左導軌20、右導軌21的前面，垂直移動板24的兩端分別與左滑座22和右滑座23的前面相連接，垂直移動板24的后板面與垂直絲杠螺母19相連接。

圖2、3、4顯示，厚度測量機構5安裝在垂直移動板24的前板面上，垂直絲杠螺母19沿著垂直絲杠18移動時帶動垂直移動板24一起移動，垂直移動板24兩端連接的左滑座22和右滑座23分別沿著左導軌20和右導軌21滑動，垂直移動板24帶動厚度測量機構5一起移動。

圖4、5顯示，厚度測量機構5包括液壓缸缸體27、液壓缸缸桿28、承壓滾輪29、數(shù)顯高度規(guī)30、高度規(guī)安裝座31、水平測量板32。液壓缸缸體27和液壓缸缸桿28垂直放置，液壓缸缸體27安裝在垂直移動板24上，數(shù)顯高度規(guī)30通過高度規(guī)安裝座31安裝在液壓缸缸體27上，液壓缸缸桿28的下端安裝有承壓滾輪29，承壓滾輪29與測量平臺2上的待測鋼板40相接觸，液壓缸缸桿28的側面連接有水平測量板32，數(shù)顯高度規(guī)30的測量頭與水平測量板32垂直相對。

測試中，工控機處理器39通過液壓控制閥門及管路37、液壓泵38使液壓缸缸體27內(nèi)保持恒定的壓力，保證承壓滾輪29以恒定的壓力接觸待測鋼板40。如果待測鋼板40的厚度變化時，由于液壓缸的恒壓力控制，所以承壓滾輪29就會帶動液壓缸缸桿28出現(xiàn)高度變化。數(shù)顯高度規(guī)30的測量頭間接通過測量液壓缸缸桿28上的水平測量板32，來得出待測鋼板40的厚度變化，并將測量數(shù)據(jù)傳輸至工控機處理器39進行處理計算后，得出相應位置的待測鋼板40厚度。

本實用新型的整體安裝過程如下：

（1）設備安裝調(diào)試完成，并對關鍵項目進行檢測后。首先運行設備，依據(jù)待測鋼板40的厚度，設定好液壓系統(tǒng)的工作壓力，對測量平臺2進行原始高度標定，并定義為零平面。通過水平電機6、垂直電機16帶動厚度測量機構5恢復初始位置。

（2）將裁剪好的冷軋板試樣放置到測量平臺2上，并通過手動定位標尺34粗略定位待測鋼板40后，在系統(tǒng)中輸入待測鋼板40的起始及終止測量位置后，可以對待測鋼板40進行連續(xù)的精確厚度測量。

（3）測量完成后，經(jīng)過工控機處理器39進行處理計算，主要是與初始測量的測量平臺曲線進行比較，可以得出待測鋼板40相應位置的鋼板厚度。

本實用新型的厚度測量過程如下：

（1）水平移動機構3主要保證厚度測量機構5的連續(xù)水平位移，并通過水平電機6記錄相應的位置信息。

（2）垂直移動機構4主要保證厚度測量機構5的垂直位移，并通過垂直電機16記錄的相應位置信息，帶動厚度測量機構5回初始位和設定的測量位。

（3）測厚儀液壓系統(tǒng)主要保證可以通過其執(zhí)行元件液壓缸缸體27、液壓缸缸桿28的傳導，為液壓缸缸桿28上安裝的承壓滾輪29與待測鋼板40之間提供恒定的測量壓力，并保證液壓缸缸桿28隨待測鋼板40的厚度靈活得產(chǎn)生相應位移。此測量壓力，依據(jù)待測鋼板40的厚度，通過合理計算得出，本壓力隨著待測鋼板40的厚度增加而增加，同時保證待測鋼板40與測量平臺2之間的無間隙接觸且不導致待測鋼板40產(chǎn)生影響精度的彈塑性變形。

（4）隨著水平移動機構3帶動厚度測量機構5的連續(xù)水平位移，承壓滾輪29在待測鋼板40上產(chǎn)生滾動，并隨著待測鋼板40厚度的變化帶動液壓缸缸桿28產(chǎn)生上下跳動。數(shù)顯高度規(guī)30的測量頭通過測量液壓缸缸桿28上的水平測量板32的高度變化，完成數(shù)據(jù)的連續(xù)采集并輸入到工控機處理器39進行處理計算，進而間接得出待測鋼板40的厚度值。

（5）通過工控機處理器39的處理計算，繪制出待測鋼板40的連續(xù)精確厚度曲線。當沿待測鋼板40長度方向進行多次測量后，還可以通過工控機處理器39繪制輸出待測鋼板40的整體三維厚度模擬圖像。

（6）開始測量前要先對測量平臺2進行測量，測量系統(tǒng)記錄零線。當對待測鋼板40繼續(xù)測量后與上述零線進行比較，計算處理的出待測鋼板40的厚度曲線。所以，機械機構的配合誤差具有重現(xiàn)性，對測量冷軋薄板的測量精度影響可控。

本實用新型實現(xiàn)了冷軋薄板的連續(xù)、精確的厚度測量的目標，解決冷軋薄板數(shù)據(jù)來源精確性的問題，同時通過設備測量解決厚度測量勞動強度大的問題。而且本設備結構簡單、緊湊，操作簡捷。

實施例1

本實施例的測量平臺寬度1.5m，寬度方向上定位精度達到0.05mm/m；通過液壓系統(tǒng)壓力調(diào)整，可測量的薄板厚度范圍為0.2-2.5mm，厚度方向上連續(xù)輸出的厚度測量精確度可以達到0.005mm以上。本實施例中測量試樣3個月后，繼續(xù)測量調(diào)試時的5種不同厚度試樣薄板，結果具有重現(xiàn)性。