一种镀锡铜带卷材矫直定位调控系统的制作方法

本申请涉及金属材料加工，具体而言涉及一种镀锡铜带卷材矫直定位调控系统。

背景技术：

1、公知的，在镀锡铜带卷材的矫直加工过程中，钢带表面常因生产或运输环节吸附点状或块状非金属杂质，这些杂质在后续矫直压力作用下易被压入铜带表面，形成麻点、凹坑等缺陷，破坏金属基体的连续性，进而降低材料的疲劳强度、耐腐蚀性及整体使用寿命；为缓解该问题，现有技术通常采用独立的机械清理装置对铜带表面进行预清理，例如通过毛刷辊或刮板对带材表面进行物理刮除，但此类装置仅能实现单向清理，无法根据铜带表面形貌动态调整接触压力，且清理效率低、易残留微小颗粒。同时，为保证矫直质量，操作人员需在清理后人工使用接触式测量仪或目视检查钢带表面平整度，该过程需中断生产线，造成效率低下，且无法实现在线实时监测；清理与检测两个环节在工序上相互独立，缺乏协同机制，导致杂质清除不彻底与表面缺陷漏检并存，严重影响产品成品率与质量稳定性。

2、在上述技术中，由于清理装置与平整度检测系统分离运行，无法在铜带连续牵引过程中同步完成表面杂质清除与形变特征采集，导致清理效果与表面状态信息脱节，操作人员难以及时掌握动态变化，难以实现缺陷的精准溯源与闭环控制；此外，人工干预环节多、响应滞后，难以适应高速连续化生产需求，最终制约镀锡铜带产品的一致性与可靠性提升。

技术实现思路

1、本申请提供一种镀锡铜带卷材矫直定位调控系统，包括：固定机构、清理机构和驱动机构；固定机构的两个移动端上分别安装有清理机构，其中一个清理机构上安装有驱动机构；驱动机构的传动端与清理机构的驱动端机械联动，用于在镀锡铜带牵引过程中，带动清理机构同步旋转；清理机构包括清洁辊、齿轮组及滑动架，清洁辊两端通过齿轮组与滑动架联动；滑动架上安装有两个高度不同的红外线传感器，用于在滑动架运动过程中，对镀锡铜带上下表面进行非接触式实时平整度检测。

2、进一步地，固定机构包括两个定位架、调整螺杆及移动块，定位架内滑动连接有两个移动块，调整螺杆贯穿定位架并设有两段旋向相反的螺纹，两段螺纹分别与两个移动块螺纹连接，通过旋转调整螺杆实现两个移动块同步相向或相背运动，从而调节清理机构与镀锡铜带的间距。

3、进一步地，清理机构包括限位块、清洁辊、清洁辊齿轮、滑动架及滑动架齿轮；限位块固定于移动块上，清洁辊转动连接于左右两侧限位块之间，其辊轴端部固接清洁辊齿轮；滑动架为h型结构，滑动连接于上下两侧限位块之间，其横杆两端分别固接滑动架齿轮；清洁辊齿轮与滑动架齿轮相互啮合，构成垂直向位移传递链。

4、进一步地，清洁辊齿轮设于上侧限位块上，其外周设有凹槽，凹槽内沿周向等距排列有同步轮齿；驱动机构包括固定块、驱动辊、定位块、弹簧、同步轮及同步带；固定块固定于其中一个限位块上，其内设有通槽，定位块滑动设于通槽内并通过弹簧与通槽壁弹性连接，两侧定位块之间转动连接驱动辊；驱动辊的辊轴端部固接同步轮，同步轮通过同步带与同步轮齿啮合传动，实现驱动辊转动时对清洁辊的同步驱动。

5、进一步地，同步轮齿为渐开线齿廓，齿距与同步轮齿距一致，齿深为模数的1.2–1.5倍；清洁辊齿轮与滑动架齿轮的模数为0.5–1.0，齿数比为3：1–5：1，且均为斜齿结构，齿面倾角为10°–20°，齿槽深度为模数的1.4–1.8倍，齿顶修缘量为0.02–0.05mm。

6、进一步地，滑动架的导向结构为燕尾槽结构，设于限位块内，槽宽与滑动架横杆凸缘匹配，槽深为滑动架高度的1.2倍，槽底设有缓冲橡胶垫；滑动架与导向槽接触面涂覆聚四氟乙烯滑动层，摩擦系数不大于0.15；滑动架上安装的两个红外线传感器为对射式光电传感器，波长为850–950nm，响应时间≤1ms，采样频率为1–5khz，且两传感器发射端与接收端的光轴中心线与铜带表面法向夹角为5°–15°。

7、进一步地，两个红外线传感器的安装高度差与镀锡铜带标称厚度匹配，其检测点对应铜带同一横向坐标；驱动辊轴端安装有编码器，其输出脉冲信号与铜带位移量成线性比例，分辨率不低于1000线/转；传感器输出信号接入数据采集模块，该模块包括16位模数转换器、fpga处理单元和存储单元，fpga实时执行滑动窗口中值滤波与一阶差分运算，生成铜带表面平整度特征向量。

8、进一步地，清洁辊外周设有清理毛，清理毛为束状结构，每束由5–15根耐磨尼龙或不锈钢纤维组成，纤维长度为2–5mm，密度为80–120根/cm²；清理毛根部嵌入聚氨酯基体中，基体硬度为邵氏a 70–85，基体表面与铜带接触时形成0.1–0.3mm的预压变形量；驱动辊表面设有微齿结构，微齿为三角形截面，齿尖角60°，齿高0.1–0.3mm，齿距0.5–1.0mm，表面涂覆碳化硅陶瓷涂层，涂层厚度为20–50μm。

9、进一步地，弹簧为压缩螺旋弹簧，刚度系数为5–15n/mm，预压缩量为3–8mm；定位块与固定块通槽之间设有直线轴承，轴向游隙小于0.05mm，径向跳动小于0.02mm；固定块与限位块为铝合金一体铸造成型，内部设有动力传递通道，通道内壁涂覆碳化钨耐磨层。

10、进一步地，平整度特征向量通过rs485接口传输至外部显示终端，显示终端运行可视化软件，实时生成镀锡铜带上下表面的三维高度图与缺陷热力图；连接杆上设有可调式卡箍结构作为安装件，内衬弹性橡胶垫，卡箍宽度为50–80mm，紧固螺栓扭矩范围为8–15n·m，用于将系统固定于钢卷放卷装置上。

11、应用本申请所述的一种镀锡铜带卷材矫直定位调控系统，通过在固定机构的两个移动端上分别设置清理机构，并使其中一个清理机构与驱动机构机械联动，从而在镀锡铜带牵引过程中实现清理机构的同步旋转，直接带动清洁辊对铜带表面附着物进行高效清理；同时，借助清洁辊两端与滑动架之间的齿轮组联动结构，使清洁辊在旋转过程中驱动滑动架沿垂直方向发生位移，并在其上配置两个高度不同的红外线传感器，实现在清理动作进行的同时，对镀锡铜带上下表面进行非接触式、实时同步的平整度检测；该结构设计将表面清理与平整度检测两个工艺环节有机融合于同一运动单元中，彻底解决了现有技术中清理与检测需分步进行、无法同步实施而导致的效率低下、检测滞后及工艺脱节的技术问题，达到在连续生产过程中实现清理与检测协同作业、实时反馈铜带表面状态、提升矫直定位调控精度与生产连续性的效果。

1.一种镀锡铜带卷材矫直定位调控系统，其特征在于，包括：固定机构、清理机构和驱动机构；所述固定机构的两个移动端上分别安装有所述清理机构，其中一个所述清理机构上安装有所述驱动机构；所述驱动机构的传动端与所述清理机构的驱动端机械联动，用于在镀锡铜带牵引过程中，带动所述清理机构同步旋转；所述清理机构包括清洁辊、齿轮组及滑动架，所述清洁辊两端通过齿轮组与所述滑动架联动；所述滑动架上安装有两个高度不同的红外线传感器，用于在滑动架运动过程中，对镀锡铜带上下表面进行非接触式实时平整度检测。

2.根据权利要求1所述的镀锡铜带卷材矫直定位调控系统，其特征在于，所述固定机构包括两个定位架、调整螺杆及移动块，所述定位架内滑动连接有两个所述移动块，所述调整螺杆贯穿所述定位架并设有两段旋向相反的螺纹，两段螺纹分别与两个所述移动块螺纹连接，通过旋转所述调整螺杆实现两个所述移动块同步相向或相背运动，从而调节所述清理机构与镀锡铜带的间距。

3.根据权利要求2所述的镀锡铜带卷材矫直定位调控系统，其特征在于，所述清理机构包括限位块、清洁辊、清洁辊齿轮、滑动架及滑动架齿轮；所述限位块固定于所述移动块上，所述清洁辊转动连接于左右两侧限位块之间，其辊轴端部固接所述清洁辊齿轮；所述滑动架为h型结构，滑动连接于上下两侧限位块之间，其横杆两端分别固接所述滑动架齿轮；所述清洁辊齿轮与所述滑动架齿轮相互啮合，构成垂直向位移传递链。

4.根据权利要求3所述的镀锡铜带卷材矫直定位调控系统，其特征在于，所述清洁辊齿轮设于上侧限位块上，其外周设有凹槽，凹槽内沿周向等距排列有同步轮齿；所述驱动机构包括固定块、驱动辊、定位块、弹簧、同步轮及同步带；所述固定块固定于其中一个限位块上，其内设有通槽，所述定位块滑动设于通槽内并通过所述弹簧与通槽壁弹性连接，两侧所述定位块之间转动连接所述驱动辊；所述驱动辊的辊轴端部固接所述同步轮，所述同步轮通过所述同步带与所述同步轮齿啮合传动，实现驱动辊转动时对清洁辊的同步驱动。

5.根据权利要求4所述的镀锡铜带卷材矫直定位调控系统，其特征在于，所述同步轮齿为渐开线齿廓，齿距与所述同步轮齿距一致，齿深为模数的1.2–1.5倍；所述清洁辊齿轮与滑动架齿轮的模数为0.5–1.0，齿数比为3：1–5：1，且均为斜齿结构，齿面倾角为10°–20°，齿槽深度为模数的1.4–1.8倍，齿顶修缘量为0.02–0.05mm。

6.根据权利要求3所述的镀锡铜带卷材矫直定位调控系统，其特征在于，所述滑动架的导向结构为燕尾槽结构，设于限位块内，槽宽与滑动架横杆凸缘匹配，槽深为滑动架高度的1.2倍，槽底设有缓冲橡胶垫；所述滑动架与导向槽接触面涂覆聚四氟乙烯滑动层，摩擦系数不大于0.15；所述滑动架上安装的两个红外线传感器为对射式光电传感器，波长为850–950nm，响应时间≤1ms，采样频率为1–5khz，且两传感器发射端与接收端的光轴中心线与铜带表面法向夹角为5°–15°。

7.根据权利要求4所述的镀锡铜带卷材矫直定位调控系统，其特征在于，所述两个红外线传感器的安装高度差与镀锡铜带标称厚度匹配，其检测点对应铜带同一横向坐标；所述驱动辊轴端安装有编码器，其输出脉冲信号与铜带位移量成线性比例，分辨率不低于1000线/转；传感器输出信号接入数据采集模块，该模块包括16位模数转换器、fpga处理单元和存储单元，fpga实时执行滑动窗口中值滤波与一阶差分运算，生成铜带表面平整度特征向量。

8. 根据权利要求4所述的镀锡铜带卷材矫直定位调控系统，其特征在于，所述清洁辊外周设有清理毛，清理毛为束状结构，每束由5–15根耐磨尼龙或不锈钢纤维组成，纤维长度为2–5mm，密度为80–120根/cm²；清理毛根部嵌入聚氨酯基体中，基体硬度为邵氏a 70–85，基体表面与铜带接触时形成0.1–0.3mm的预压变形量；所述驱动辊表面设有微齿结构，微齿为三角形截面，齿尖角60°，齿高0.1–0.3mm，齿距0.5–1.0mm，表面涂覆碳化硅陶瓷涂层，涂层厚度为20–50μm。

9.根据权利要求4所述的镀锡铜带卷材矫直定位调控系统，其特征在于，所述弹簧为压缩螺旋弹簧，刚度系数为5–15n/mm，预压缩量为3–8mm；所述定位块与固定块通槽之间设有直线轴承，轴向游隙小于0.05mm，径向跳动小于0.02mm；所述固定块与限位块为铝合金一体铸造成型，内部设有动力传递通道，通道内壁涂覆碳化钨耐磨层。

10.根据权利要求7所述的镀锡铜带卷材矫直定位调控系统，其特征在于，所述平整度特征向量通过rs485接口传输至外部显示终端，显示终端运行可视化软件，实时生成镀锡铜带上下表面的三维高度图与缺陷热力图。