一种板材厚度检测装置及方法与流程

1.本发明属于板材测量技术领域，尤其涉及一种板材厚度检测装置及方法。


背景技术：

2.多规格板材主要是指长800mm～3100mm，宽400mm～1300mm，厚0.5mm～15mm尺寸跨度较大的板材。对于这种多规格板材的厚度测量，目前国内普遍采用激光或红外探头为光源的摄像系统进行测厚。这种形式成本高，对于使用环境要求苛刻，安装和维修不易，且其精度也并不高于接触式位移传感器，且一般为静态测量，测量效率低。而位移传感器虽然具有成本低廉、维护容易和精度较高等优势，但在复杂工业现场情况下容易受振动等因素影响，造成测量误差。
3.也有采用悬浮结构的位移传感器式进行测量，但对于多规格板材的在线连续式测量，结构相对复杂且效率不高。
4.因此，亟需一种新的板材厚度检测装置及方法。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种板材厚度检测装置及方法，能够高精度、快速地获取板材的厚度数据。
6.第一方面，本发明实施例提供一种板材厚度检测装置，包括：第一厚度测量组件，包括第一支撑部和第一测量元件，所述第一支撑部具有第一中空部，所述第一测量元件设置于所述第一支撑部并朝向所述第一中空部；第二厚度测量组件，在第一方向上与所述第一厚度测量组件间隔设置并相对滑动设置，以使所述第一厚度测量组件与所述第二厚度测量组件在第一方向上相互靠近或分离，由待测板材两侧伸入检测，所述第二厚度测量组件包括第二支撑部和第二测量元件，所述第二支撑部具有第二中空部，所述第二测量元件设置于所述第二支撑部并朝向所述第二中空部；其中，所述第一中空部、所述第二中空部以及所述第一厚度测量组件和第二厚度测量组件之间的空隙一并构成测量通道，使待测板材穿过，所述第一测量元件和所述第二测量元件分别测量所述待测板材对应位置的厚度。
7.根据本发明实施例的一个方面，所述第一支撑部包括第一横梁、第一竖梁及第一开口，两个以上的所述第一横梁相互间隔设置并通过所述第一竖梁连接，所述第一开口与所述第一竖梁相对，所述第一测量元件设置于所述第一横梁靠近所述第一开口侧；所述第二支撑部包括第二横梁、第二竖梁及第二开口，两个以上的所述第二横梁相互间隔设置并通过所述第二竖梁连接，所述第二开口与所述第二竖梁相对，所述第二测量元件设置于所述第二横梁靠近所述第二开口侧；所述第一支撑部的所述第一开口与所述第二支撑部的所述第二开口相对。
8.根据本发明实施例的一个方面，进一步包括滑动组件及支架，所述第一厚度测量组件及所述第二厚度测量组件通过所述滑动组件均设置于所述支架；其中，所述滑动组件包括滑轨与滑块，所述滑轨与滑块的一者设置于所述支架，另一者设置于所述第一厚度测
量组件及所述第二厚度测量组件。
9.根据本发明实施例的一个方面，所述滑轨的个数为一个或两个以上；两个以上的所述滑轨平行排列，且各所述滑轨均沿所述第一方向延伸，各所述滑轨上设置有至少一个所述第一厚度测量组件及所述第二厚度测量组件。
10.根据本发明实施例的一个方面，所述第一厚度测量组件进一步包括第一支架，所述第一支撑部设置于所述第一支架上；所述第二厚度测量组件进一步包括第二支架，所述第二支撑部设置于所述第二支架上；所述第一支架与所述第二支架通过滑动组件滑动连接。
11.根据本发明实施例的一个方面，还包括垂直于所述第一方向、用于带动待测板材穿过所述测量通道的导引传动机构。
12.根据本发明实施例的一个方面，所述导引传动机构包括固定台以及设置于所述固定台上的滚筒式传送带，以通过所述滚筒式传送带的转动带动待测板材移动。
13.根据本发明实施例的一个方面，所述导引传动机构还包括设置于所述固定台上的、用于将待测板材抵靠至所述滚筒式传送带的限位边缘的位置纠偏机构。
14.根据本发明实施例的一个方面，所述第一测量元件和所述第二测量元件均为两两上下成对配合使用且设有预定间隙的激光三角法测距传感器。
15.第二方面，本发明实施例提供一种板材厚度检测方法，采用上述任一实施方式的板材厚度检测装置对待测板材厚度进行检测，所述检测方法包括步骤：将待测板材穿过所述测量通道；所述第一厚度测量组件与所述第二厚度测量组件在所述第一方向上分别从待测板材的两侧向待测板材相对滑动以使所述第一测量元件和所述第一测量元件分别测量待测板材对应位置的厚度，得到待测板材的厚度数据。
16.根据本发明实施例的一个方面，其特征在于，待测板材通过所述测量通道时，所述第一厚度测量组件与所述第二厚度测量组件分别从待测板材的两侧沿所述第一方向相对匀速滑动以获取待测板材对应位置的厚度。
17.还包括步骤：将所述第一测量元件与所述第二测量元件分别获取的同一个待测板材的厚度数据对应拟合。
18.与现有技术相比，本技术实施例提供的板材厚度检测装置，通过第一测量元件与第二测量元件可以测量待测板材对应位置的厚度，且由于第一厚度测量组件与第二厚度测量组件可以相对滑动，因而当待测板材通过测量通道时，第一厚度测量组件与第二厚度测量组件可以分别从待测板材的两侧向待测板材滑动，进而使第一测量元件与第二测量元件分别测量第一厚度测量组件与第二厚度测量组件的滑动轨迹所对应的待测板材位置的厚度，提高了测量速度、效率，并且当待测板材移动通过测量通道时，第一厚度测量组件与第二厚度测量组件相对滑动，测量元件对待测板材的测量轨迹为一连续轨迹线，厚度数据样本更多，测量精度更高，同时，针对不同规格的板材，可以滑动第一厚度测量组件与第二厚度测量组件，进而调整测量通道的宽度，以适应不同规格的板材，相比现有技术中对板材的厚度测量方式，本技术实施例提供的板材厚度检测装置能够对多规格的板材进行动态厚度测量，测量效率高。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
20.图1是根据本发明一个实施例的板材厚度检测装置的结构示意图；
21.图2是图1的正视图；
22.图3是根据本发明一个实施例的测量轨迹图；
23.图4是根据本发明一个实施例的板材厚度检测方法的流程图。
24.附图中：
25.1-导引传动机构，11-滚筒式传送带，12-固定台；
26.2-第一厚度测量组件，21-第一支撑部，211-第一横梁，212-第一竖梁，213-第一中空部，22-第一测量元件；
27.3-待测板材；4-位置纠偏机构；
28.5-第二厚度测量组件，51-第二支撑部，511-第二横梁，512-第二竖梁，513-第二中空部，52-第二测量元件；
29.6-滑动组件；
30.7-支架，71-水平梁，72-加强肋，73-减重孔、74-竖直梁；
31.8-轨迹线。
具体实施方式
32.下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。
33.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图对实施例进行详细描述。
34.如图1所示，为了解决现有技术问题，本发明实施例提供了一种板材厚度检测装置，包括：第一厚度测量组件2、第二厚度测量组件5，第一厚度测量组件包括第一支撑部21和第一测量元件22，第一支撑部21具有第一中空部213，第一测量元件22设置于第一支撑部21并朝向第一中空部213。
35.需要说明的是，第一支撑部21具有第一中空部213，是为了待测板材3的通过提供空间，使得第一测量元件22能够测量到待测板材3对应位置的厚度，同时，为了提高测量速度，将第二厚度测量组件5在第一方向上与第一厚度测量组件2间隔设置并相对滑动设置，以使第一厚度测量组件2与第二厚度测量组件5在第一方向上相互靠近或分离，由待测板材3两侧伸入检测，第二厚度测量组件5包括第二支撑部51和第二测量元件52，第二支撑部51具有第二中空部513，第二测量元件52设置于第二支撑部51并朝向第二中空部513，以便于对待测板材3进行测厚。与第一中空部213相同，第二中空部513的具体形状与尺寸需要根据待测板材3所需的空间而确定。
36.而第一厚度测量组件2与第二厚度测量组件5由待测板材3两侧伸入检测具体是指，第一厚度测量组件2与第二厚度测量组件5从待测板材3的两侧沿第一方向逐渐相互靠近，第一测量元件22和第二测量元件52一同工作，分别测量待测板材3的不同位置的厚度，提高了测量速度。
37.其中，第一中空部213、第二中空部513以及第一厚度测量组件2和第二厚度测量组件5之间的空隙一并构成测量通道，使待测板材穿过，第一测量元件22和第二测量元件52分别测量待测板材对应位置的厚度。
38.可以理解的是，第一厚度测量组件2与第二厚度测量组件5之间的间隔大小决定了测量通道的宽度，而不同规格的板材所需的测量通道的宽度不同，由于第一测量元件22与第二厚度测量组件5可以沿第一方向滑动，在测量前，用户可以根据所需测量的板材规格，调整第一厚度测量组件2与第二厚度测量组件5之间的间隔，即滑动第一厚度测量组件2与第二厚度测量组件5中的一者或者两者，以适应不同规格尺寸的待测板材3。
39.在一些可选的实施例中，第一测量元件22与第二测量元件52可以采用成对配合使用的激光三角法测厚传感器，激光三角法测厚传感器是采用激光位移传感器测量距离来实现厚度测量的仪器，一般通过距离测量的减法原理计算被测物的厚度。激光三角法属于激光反射法，其特点是精度高，结构简单，稳定性好，维护方便，受环境影响影响小，实现连续在线实时自动化测量，当然，第一测量元件22与第二测量元件52也还可以采用超声波测厚传感器、光学测厚法传感器等种类的测厚传感器。
40.需要说明的是，在待测板材3穿过测量通道时，待测板材3本身是处于移动状态的，而第一厚度测量组件2与第二厚度测量组件5相对待测板材3也是处于移动状态，且不会影响待测板材3的正常传送，即整个测量过程为动态测量，测量效率高。
41.本技术实施例提供的板材厚度检测装置在待测板材3通过测量通道时，第一厚度测量组件2与第二厚度测量组件5可以分别从待测板材3的两侧向待测板材3滑动，进而使第一测量元件22与第二测量元件52分别测量第一厚度测量组件2与第二厚度测量组件5的滑动轨迹所对应的待测板材3位置的厚度，提高了测量速度、效率，并且当待测板材3移动通过测量通道时，第一厚度测量组件2与第二厚度测量组件5相对滑动，测量元件对待测板材3的测量轨迹为一连续轨迹线，厚度数据样本更多，测量精度更高，同时，针对不同规格的板材，可以滑动第一厚度测量组件2与第二厚度测量组件5，进而调整测量通道的宽度，以适应不同规格的板材，相比现有技术中对板材的厚度测量方式，本技术实施例提供的板材厚度检测装置能够对多规格的板材进行动态厚度测量，测量效率高。
42.在一些可选的实施例中，如图2所示，第一支撑部21包括第一横梁211、第一竖梁212及第一开口，两个以上的第一横梁211相互间隔设置并通过第一竖梁212连接，第一开口与第一竖梁212相对，第一测量元件22设置于第一横梁211靠近第一开口侧；第二支撑部51包括第二横梁511、第二竖梁512及第二开口，两个以上的第二横梁511相互间隔设置并通过第二竖梁512连接，第二开口与第二竖梁512相对，第二测量元件52设置于第二横梁511靠近第二开口侧；为了使待测板材3顺利进入第一开口和第二开口，需要将第一支撑部21的第一开口与第二支撑部51的第二开口相对设置。
43.可以理解的是，第一支撑部21通过设置第一横梁211、第一竖梁212及第一开口，具体可以采用工字型结构或者倾倒设置的u型结构等类似结构形状，同理，第二支撑部51可以
设置为与第一支撑部21相同的结构，方便加工，且能保证测量精度，并且由于第一支撑部21和第二支撑部51在测量时需要移动，为了避免第一支撑部21和第二支撑部51在移动过程中发生变形，影响第一测量元件22与第二测量元件52的测量精度，优选的，第一支撑部21和第二支撑部51采用刚性梁，例如碳钢、不锈钢等硬度较好、不易变形的材料。
44.为了实现第一厚度测量组件2与第二厚度测量组件5的相对滑动，在本实施例中，板材厚度检测装置进一步包括滑动组件6及支架7，第一厚度测量组件2及第二厚度测量组件5通过滑动组件6设置于支架7；其中，滑动组件6包括滑轨与滑块，滑轨与滑块的一者设置于支架7，另一者设置于第一厚度测量组件2及第二厚度测量组件5。
45.可以理解的是，滑动组件6的滑轨与滑块可以相对滑动，因而，只需要将滑轨与滑块的一者设置于支架7，另一者设置于第一厚度测量组件2及第二厚度测量组件5，即可实现第一厚度测量组件2及第二厚度测量组件5在同一支架7上相对滑动，同时，为了避免第一厚度测量组件2及第二厚度测量组件5在滑动时相互影响，可以设置两个或者更多滑轨，在一实施例中，可以将两个以上的滑轨平行排列，且各滑轨均沿第一方向延伸，各滑轨上设置有至少一个第一厚度测量组件2及第二厚度测量组件5。
46.具体的，支架7可以为门型底座，门型底座的竖直梁74与水平梁71之间连接有加强肋72，加强肋72上设置有若干减重孔73。
47.如图4的轨迹线8所示，，第一厚度测量组件2及第二厚度测量组件5的数量并不局限于一个，用户可以根据实际需要设置更多，例如第一厚度测量组件2及第二厚度测量组件5各自设置两个，以提高测量效率。
48.为了方便对第一厚度测量组件2、第二厚度测量组件5进行维护以及布置，第一厚度测量组件2、第二厚度测量组件5还可以单独设置于不同的支架7上，在本实施例中，第一厚度测量组件2进一步包括第一支架，第一支撑部21设置于第一支架上；第二厚度测量组件5进一步包括第二支架，第二支撑部51设置于第二支架上；第一支架与第二支架通过滑动组件6滑动连接。
49.可以理解的是，第一厚度测量组件2与第二厚度测量组件5各自分别包括第一支架和第二支架，也不需要设置于同一支架上，第一厚度测量组件2与第二厚度测量组件5可以单独工作，方便用户使用，且避免了两者之间发生干涉，且第一支架和第二支架通过滑动组件6滑动连接，即通过第一支架和第二支架带动第一厚度测量组件2与第二厚度测量组件5的滑动。
50.在一种可选的实施方式中，本板材厚度检测装置还包括设置于垂直于第一方向上的、用于带动待测板材3穿过测量通道的导引传动机构1。
51.具体的，导引传动机构1将带动待测板材3沿垂直于第一方向的第二方向移动，第一方向与第二方向一般均位于水平面内，以方便布置待测板材3，测量时，第一测量元件22与第二测量元件52的测量方向垂直于待测板材3的待测面，导引传动机构1具体可以采用传送带、滚筒等形式的动力装置，只要能够带动待测板材3穿过测量通道即可，优选的，导引传动机构1包括固定台12以及设置于固定台12上的滚筒式传送带11，以通过滚筒式传送带11的转动带动待测板材3移动。传送带滚筒是驱动输送带或改变其运行方向的圆筒形组件，分驱动和从动辊，通常采用无缝钢管制成，可以将传送带滚筒包胶设置，能有效改善输送系统的运行状况，保护金属滚筒不被磨损，防止输送带的打滑，使滚筒与皮带同步运转，从而保
证皮带高效的、大运量的运转。滚筒的包胶还能有效的防止滚筒与皮带之间的滑动摩擦，减少滚筒表面的物料粘结，减小皮带的跑偏和磨损。
52.在上述实施例的基础上，导引传动机构1的数量为两个，两个导引传动机构1分别设置于测量通道的两侧，一个导引传动机构1用于将待测板材3穿过测量通道，另一个导引传动机构1用于将待测板材3带出测量通道。
53.需要说明的是，设置两个导引传动机构1是为了保证待测板材3通过测量通道的稳定性，且保证导引传动机构1不会与第一厚度测量组件2、第二厚度测量组件5产生干涉，同时，为了进一步避免待测板材3在导引传动机构1上发生移动，影响第一测量元件22与第二测量元件52的测量精度，导引传动机构1还包括设置于固定台12上的、用于将待测板材3抵靠至滚筒式传送带11的限位边缘的位置纠偏机构4。在一些可选的实施例中，位置纠偏机构4可以在测量前将待测板材3导动至滚筒式传送带11的限位边缘，在另一些可选的实施例中，位置纠偏机构4可以在测量时一直保证工作，确保待测板材3的位置不会发生变动，具体的，位置纠偏机构4可以采用例如拨轮或者导向板等导动机构。
54.本发明实施例提供的板材缺陷检测装置，在使用时，首先对第一厚度测量组件2与第二厚度测量组件5进行标定，之后上料，将待测板材3放置在一个导引传动机构1上，启动此导引传动机构1以及其上的位置纠偏机构4，将待测板材3送至测量通道，启动第一厚度测量组件2与第二厚度测量组件5对待测板材3进行测量，之后，启动另一个导引传动机构1以及其上的位置纠偏机构4将待测板材3送出，测量完成。
55.本发明实施例提供一种板材厚度检测方法，采用根据上述任一实施例的板材厚度检测装置对待测板材3厚度进行检测，待测板材3为不同规格的板材。如图3所示，本发明实施例提供的板材厚度检测方法包括步骤：
56.s01：将待测板材3穿过测量通道；
57.具体的，待测板材3可以通过人工或者导引传动机构1等方式穿过测量通道，优选的，待测板材3匀速通过测量通道，保证移动的稳定性以及测量的精度。
58.s02：第一厚度测量组件2与第二厚度测量组件5在第一方向上分别从待测板材3的两侧向待测板材3相对滑动以使第一测量元件22和第一测量元件22分别测量待测板材3对应位置的厚度，得到待测板材3的厚度数据。
59.具体的，第一厚度测量组件2与第二厚度测量组件5在第一方向上的移动速度可以与待测板材3通过测量通道的速度相关联，以保证测量范围，第一厚度测量组件2与第二厚度测量组件5的移动一般为同步的，保证测量精度，优选的，待测板材3通过测量通道时，第一厚度测量组件2与第二厚度测量组件5分别从待测板材3的两侧沿第一方向相对匀速滑动以获取待测板材3对应位置的厚度。可以理解的是，相对匀速滑动时，第一厚度测量组件2与第二厚度测量组件5上的第一测量元件22与第二测量元件52的运行更稳定，与待测板材3之间的相对距离不易发生变动，且测量轨迹更加规则，方便后续数据处理。
60.还包括步骤：将第一测量元件22与第二测量元件52分别获取的同一个待测板材3的厚度数据对应拟合。
61.具体的，测量数据处理流程如下，首先，对传感器上下两位置进行对准，对上下轮廓数据进行校正处理；其次，测量数据进行平滑处理(例如高斯平滑)消除数据噪声，然后根据数据变化的单调性(连续增大或减小)对测量数据进行分段；再次，对每段数据进行线性
拟合；最后，拟合得到直线方程计算板厚测量参数；对测量参数进行数据校正后输出测量结果。
62.另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
63.应理解，在本发明实施例中，“与a相应的b”表示b与a相关联，根据a可以确定b。但还应理解，根据a确定b并不意味着仅仅根据a确定b，还可以根据a和/或其它信息确定b。
64.以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。