专利名称：金属薄板静态板形检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于板材表面形状的检测装置，具体地说是一种金属薄板静态板形的检测装置。
静态下金属板材表面的平直度是衡量板材质量的一个重要指标。测定金属板材表面平直度常用的方法是将被测板材置于平台上，然后用直尺测量板材的翘曲度，以此来确定板面的平直度。当要求精确测量时，则用剖条检测的方法，即将板材剖成若干纵条，然后测量各纵条的伸长量，以此来确定板面的平直度。显然，剖条法只能作为抽样检查，不可能作为常规的出厂检查。日本名古屋大学户泽研究室研制了一台静态板形测定器(《一重技术》88年第3期39～41页)，它有一个放置被测板材的平台，平台上面有一个位移传感器，该传感器的针状测头始终与被测板材接触。当传感器相对平台平行移动时，其针状测头随板材波浪的高低而上下移动，传感器将此位移变换成电信号，然后通过计算机进行运算，得出被测板材板面的平直度。但该板形测定器只适用于测量较厚的板材，不能测量薄板，特别是箔材的板形。因为当薄板或箔材放置到平台上后，难于保持其宏观形状。加之测头对被测点总有一定压力而使板形改变，所以传感器测头的位移量并不能真实地反映出板面的形状。
本实用新型的任务是提供一种可以测量难于在平台上保持其宏观形状的薄板或箔材板形的检测装置。
本实用新型的任务是通过如下途径来实现的。所提供的板形检测装置具有一个放置被测板材的平台。平台的纵向两端部位各设有一个被测板材的压紧装置，平台的中央部位设有测量孔，平台中央部位的下方有一个垂直升降机构。在该升降机构的升降部件上设有可与被测板材接触的压力传感器，该传感器与上述测量孔对应，另外，还有一个对上述压力传感器输出信号进行采集、运算的微型计算机。测量时，将被测板材置于平台上，利用压紧装置将被测板材的两端压紧。然后启动升降机构将压力传感器升起，把被测板材顶起，使被测板材在弹性范围内张紧。如果被测板材存在板形缺陷，那么板面宽向各点处的张力是有差异的，板形质量与其有着一定的对应关系，而这种差异可由压力传感器以电信号的形式显现出来。微型计算机对此信号进行采集、运算后即可得出被测板材的板形质量数据。
上述所说的压力传感器可以有多个，也可以是一个。当设有多个压力传感器时，各传感器是沿平台宽度方向分布的，且各压力传感器的测头位于同一高度，即各传感器对板材宽度方向的各点同时进行测量；当只设一个压力传感器时，在垂直升降机构上设有自身的横移机构，即传感器是沿板材宽度方向横移逐点进行测量。
上述所说的被测板材的压紧装置可采用杠杆、螺旋等机械压紧方式，也可采用液压压紧方式。所说的垂直升降机构可采用螺旋升降机构，也可采用液压升降机构。
以下结合附图对本实用新型的内容加以详细描述。
图1是被测板材剖条后的伸长示意图。
图2是一个具体实施例的结构图。
图3是压力传感器测头的结构图。
图4是另一实施例的结构图。
如图1所示将被测板材剖切成若干纵条，当板材存在板形缺陷时，各纵条的松紧程度是不同的，因此剖条后各纵条的伸长量是不同的。伸长量△L与剖条前的长度L之比值△L／L即为衡量板材板形的指标。该伸长量在板材未被剖切前是表现不出来的。但在弹性范围内施加一定拉伸应力后就会以张力的形式被显现出来。原先较松处张力较小；而较紧处则张力较大。因此根据板材各处张力的大小即可测出板材的平直度。本装置就是依据上述理论而设计的。
图2、图3给出了本装置的第一个实施例。工作平台1置于支座2上。在平台1的两端各设有一个液压压紧装置3，它由立柱4、铰接在该立柱上的油缸5和杠杆6以及固定在杠杆6上的硬橡胶压头7组成。当油缸5动作时，通过杠杆6可将压头7抬起或压下。在平台1的下面设有一个液压升降机构8，它由油缸9、导向座10和T形梁11组成。T形梁11下部的导杆12插入导向座10的孔中，并与油缸9铰接；T形梁的上部是一个沿平台宽度方向延伸的横梁13，横梁13上均匀地装有多个压力传感器14。该传感器的原理与普通的压力传感器相同，它主要由支架15、弹性片16、测头17和应变片18组成。测头17的上半部支承在弹性片16上，其上端可穿越平台测量孔19而与被测板材20接触；测头17的下半部为一导杆33，被夹持于导轮21之间，其目的是当弹性片16变形时保持测头的稳定性。为了避免测头对被测板材表面的损伤，测头17的顶端设有滚轮22。另外，在测头17的两侧还设有两排导向轮23，以便测头17穿越测量孔时更加平稳，并减小测量孔19与测头间的摩擦力，进一步提高测量精度。测量时，首先将被测板材20放置在平台1上，通过压紧装置3将其两端压紧。然后启动油缸9，通过T形梁11带动各传感器14同步上升，并在弹性范围内将被测板材20张紧。此时，测头17所承受的垂直压力P＝2Tsinα，式中T为被测板材的张力，α为被测板材的水平倾角。传感器14将此压力转变为电压信号。微型计算机对检测信号进行采样、放大再转换成数字信号，然后依据标定曲线函数关系进行运算，即可得出被测板材的板形质量数据。如前所述，板材张紧后各处的张力与其板形缺陷，即前述的剖条后的相对伸长率△L／L，有着一定的关系，而该张力又与传感器所发生的电压信号值有着对应的关系。因此通过对板材进行多组剖条检测及对应的张力——电压转换试验后，即可建立衡量板形缺陷的相对伸长率△L／L与传感器电压信号之间的数学模型，该数学模型即是前述的作为计算机依据的标定曲线函数关系。
本实用新型的第二个实施例如图4所示。该装置只设置一个压力传感器14，其垂直升降机构采用螺旋传动机构，它主要由丝杠24、锥齿轮25、26和驱动锥齿轮旋转的手柄27组成。丝杠24旋转时可带动与其旋合的T形梁28沿导向座29的导向孔升降。该升降机构上还设有横移机构，它主要由导轨30和丝杠31组成。丝杠31旋转时即可带动导向座29沿导轨30横移，从而带动传感器14沿被测板材20的宽度方向横移，逐点进行测量。测量时传感器测头位于被测板材的一侧，然后将传感器14升起，使传感器测头高于被测板材一定距离，一般为10～20毫米。再启动横移机构，使传感器沿板宽方向移动。因此，传感器测头顶端的滚轮32的直径应大一些，以便使测头滚轮32能顺利地通过被测板材的边缘。
与现有技术相比，本装置的最大优点是可检测薄板，特别是箔材的静态板形。避免和改变了破坏性的剖条检查以及传统的在平台上自然放置板材的人工检查方式，而且检测速度快、精度较高，测量精度可达3个国际单位，检测过程中对被测板材没有划伤。
此外，本装置的被测板材压紧装置可用张力卷筒替换，此时本装置可作为动态板形检测器使用。
权利要求1.一种金属薄板静态板形检测装置，包括一个放置被测板材的平台1、可与被测板材接触的传感器和对该传感器输出信号进行采集、运算的微型计算机，其特征是在平台1的纵向两端部位各设有一个被测板材的压紧装置3，平台1的中央部位设有测量孔19，平台1中央部位的下方设有一个垂直升降机构8，所说的传感器是压力传感器14，该传感器14设在升降机构8的升降部件上，且与测量孔19对应。
2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征是所说的压力传感器14只有一个，在垂直升降机构8上设有自身的横移机构。
3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征是所说的压力传感器14有多个，它们沿平台宽度方向分布，并且各传感器14的测头17位于同一高度。
4.根据权利要求2或3所述的检测装置，其特征是所说的传感器14的测头17两侧设有导向轮23。
5.根据权利要求4所述的检测装置，其特征是所说的传感器14测头的下半部为导杆33，被夹持于导轮21之间。
专利摘要本实用新型涉及一种金属板形检测装置，主要用于检测薄板、箔材等难于在平台上保持其宏观形状的板材板形。该装置具有一个放置被测板材的平台1，在平台的两端各有一个被测板材的压紧装置。在平台的下方有一升降机构8，其上装有压力传感器14。被测板材的两端被压紧后，升降机构带动传感器14上升，并将板材张紧。由于板材的板形缺陷而导致其各处张力不同，该张力由传感器变换成电信号，经计算机运算后即可得出板形质量数据。
文档编号G01B21/20GK2062039SQ9020028
公开日1990年9月12日 申请日期1989年12月28日 优先权日1989年12月28日
发明者钟春生, 任庆昌, 岳利明, 谷立臣, 任明孝 申请人:西安冶金建筑学院