一种金属板厚度及平面度自动检测装置的制作方法

本发明涉及一种检测装置，尤其涉及一种金属板厚度及平面度自动检测装置。

背景技术：

金属锯片等平板类零件的厚度和平面度是重的技术指标，需要对其进行精确测量和控制。近年来，人们对平面度测量技术以及测量装置进行了大量研究工作，目前生产企业常采用的厚度及平面度检测装置主要有激光测试仪、三维座标测试仪或千分尺。激光式测量仪价格昂贵；三维座标测试仪操作复杂，一般无法进行全自动检测，测试速度极慢，成本高，难以普及；人工测试法的人为误差较大，而且千分尺本身测量的运行区域有很大限制，难以对大尺寸零件中心区域进行测量，再者人工测量只能检测零件的厚度，不能检测平面度。上述的厚度及平面度检测装置在检测时一般都要求被测件表面整洁，并要求具有较高精度的定位基准。

高频交流信号在线圈中产生的高频磁场作用于金属板表面薄层，并在这薄层中产生涡流，该涡流产生交变磁通，并使得线圈中的磁通发生变化而引起自感量变化，在线圈中产生感应电势。电感将随涡流的强弱而变，而涡流强度又随线圈与金属板间的距离x而变化，因此可以用高频反射式涡流传感器来测量位移的变化。

技术实现要素：

本发明的目的是为了实现对金属薄板类零件厚度及平面度的在线自动检测，设计了一种金属板厚度及平面度自动检测装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

金属板厚度及平面度自动检测装置由有机架3、送料机构、出料机构、检测机构以及控制电路五大部分。机架3用来支撑送/出料机构、检测平台以及操作显示屏等。送/出料机构是将被测零件输送到检测平台，待检测完毕后，又将零件从检测平台上移走，完成一个检测循环。检测机构包括检测平台、探头等，检测平台主要用来放置被测零件，并在检测时以一定的速度横向移动，与探头的纵向运动配合，实现对整个零件平面的检测。控制电路用来保证检测装置各个机构之间的协调运动，以实现自动检测功能。

所述的送料机构主要包括：送料气缸、输入料盘、输入料盘轴、料盘架、支座等。输入料盘固定在料盘轴上，而料盘轴可在料盘架的导滑槽内滑动，以带动料盘实现送料动作。送料气缸固定在支座上，与料盘架相连，可以带动料盘架上下移动。出料机构的结构与送料机构基本相同。

所述的检测平台包括检测横梁、检测横梁导轨、检测平台底座、检测平台导轨、检测架、电机、X轴方向的丝杠副、上测试探头、下测试探头及Y轴方向滚珠丝杠机构。检测平台上沿X轴方向设置有两根平行的导轨，导轨上沿Y轴方向配置有两根相互平行的检测横梁，两根检测横梁的距离可以根据被测零件外形尺寸的大小进行调整。检测架上设置带有上测试探头的悬臂，在丝杠副的作用下带动上测试探头沿X方向往复运动。下测试探头固定在检测横梁下方的检测架上，上、下测试探头分别与测量电路相连，检测平台底座的下面设置沿Y轴方向的滚珠丝杠机构，以实现检测架平台带动被测零件沿Y轴方向作往复运动。

所述的测量电路由五部分组成，即模拟量输入板、数字量输入板、马达控制板、CPLD扩展板和主控板。

本发明的有益效果是：

该装置利用涡流感应原理来实现金属薄板厚度及平面度的检测，能有效去除被测件上的水分及其它非金属杂物的干扰，检测时无需对被测件进行精确定位，并能进行在线自动检测。充分利用了机电一体化技术的特点，结构简单，操作和维护方便，稍加改进就可用于其它金属薄板外形尺寸的检测，易于推广应用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是检测装置总体方案图。

图2是测量电路图。

其中，1-送料机构，2-检测机构，3-机架，4-出料机构。

具体实施方式

如图1所示，金属板厚度及平面度自动检测装置由有机架3、送料机构1、出料机构4、检测机构2以及控制电路五大部分。机架3用来支撑送/出料机构、检测平台以及操作显示屏等。送/出料机构是将被测零件输送到检测平台，待检测完毕后，又将零件从检测平台上移走，完成一个检测循环。检测机构2包括检测平台、探头等，检测平台主要用来放置被测零件，并在检测时以一定的速度横向移动，与探头的纵向运动配合，实现对整个零件平面的检测。控制电路用来保证检测装置各个机构之间的协调运动，以实现自动检测功能。测试探头至被测件表面的距离影响探头内磁场的强弱程度，进而改变探头的输出电压，测量电路将输出电压转换为数字信号后进入CPU，由CPU进行一定的数学运算，分别得到上下探头相应各点至被测件表面的距离。被测件的厚度即等于两探头之间的距离减去上下两个测量距离之和；而被测件的平面度为同一面多个测试点（本设计使用的是196个点）的最大与最小距离间的差。为了测试结果尽可能地逼近真实值，上探头的运行轨迹为“S”字型，以使测试点均匀的分布于被测件表面。送料机构1主要包括：送料气缸、输入料盘、输入料盘轴、料盘架、支座等。输入料盘固定在料盘轴上，而料盘轴可在料盘架的导滑槽内滑动，以带动料盘实现送料动作。送料气缸固定在支座上，与料盘架相连，可以带动料盘架上下移动。出料机构4的结构与送料机构1基本相同，这里不再赘述。送、出料机构的工作原理：将被测件放在输入料盘上，送料气缸带动料盘架及料盘上升，使被测件处于高位(高于检测横梁)；然后料盘轴在料盘架内滑动，将被测件送到检测横梁的上方；此时，送料气缸下降，被测件安放在检测横梁上进行检测，同时料盘轴带动输入料盘向左复位，等待下一工作循环。检测完毕后，输出料盘移动到被测件的下方，出料气缸上升，通过输出料盘托起被测件，在输出料盘轴的带动下向右移动，取走被测件，完成一个检测循环。

如图2所示， 本装置利用涡流传感器原理进行非接触式检测，上、下测试探头（分别位于待测零件两侧）与测量电路相连。测量电路由五部分组成，即模拟量输入板；数字量输入板：马达控制板； CPLD扩展板和主控板。其中模拟量输入板由两路输入通道组成，分别对应上、下测试探头， 选用12位精度的A/D芯片TLC2543作为采样芯片，测试精度可以达到1/1024mm，约1µm；数字量输入板由20路输入回路组成，每路都由具有隔离作用的光耦和硬件滤波电路组成，并且进入CPLD后还具有数字滤波功能，以便有效地防止设备抖动的影响；马达控制板控制4路步进电机及一路伺服电机，产品用到了伺服电机及其中的3路步进电机，另一路步进电机预留，电机驱动部分均由光耦隔离；CPLD扩展板主要进行数字电路输入及电机驱动的数字运算，LED显示及键盘扫描等；主控板由LCD驱动电路，非易失存贮器，电源，RS232及主控制芯片组成。主控芯片为C8051F系列，是整个系统的核心控制部分。