一种厚度控制设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及厚度测量技术领域，具体为一种厚度控制设备及其控制方法。

背景技术

金属材料在加工过程中常常出现过厚和过薄的问题，造成成品质量缺陷进而导致了成品率不高的问题。因此需要测量成品的厚度以控制成品的质量，现有的技术方案，普遍采取的方式为人工在线测厚，并且若出现过厚和过薄的问题，需要停机调整或者人工输入对应调整量进行在线调整，难以满足自动化连续生产的需要；另外，由于人工测量精度差以及实现不了实时性，容易造成较大的误差，容易影响产品的加工质量。

发明内容

基于此，有必要提供一种厚度控制设备，解决上述至少一个问题。

本申请提供了一种厚度控制设备，其用于测量和联动控制材料加工设备调整工件的厚度，其特征在于，包括：

测量部件，所述测量部件包括测量台、测量台进给机构、测量头、夹紧机构和夹紧驱动机构，所述测量头安装于所述测量台，所述测量台包括目标测量位置，所述目标测量位置靠近所述工件，所述测量台进给机构可选择地驱动所述测量台进给至所述目标测量位置，所述夹紧驱动机构可选择地驱动所述夹紧机构夹紧所述工件，所述测量部件工作时，所述测量台进给机构驱动所述测量台进给至所述目标测量位置，所述夹紧驱动机构驱动所述夹紧机构夹紧所述工件；

控制器，所述控制器分别电连接所述测量台进给机构和所述夹紧驱动机构。

进一步地，所述测量台进给机构包括测量台进给驱动结构和测量台进给载体，所述测量台安装于所述测量台进给载体，所述测量台进给驱动结构连接所述测量台进给载体，所述测量台进给驱动结构驱动所述测量台进给载体进给至所述目标测量位置以带动所述测量台进给至所述目标测量位置。

进一步地，所述测量台进给机构还包括测量台进给导向结构，所述测量台进给导向结构连接于所述测量台进给载体的一侧以对所述测量台进给至所述目标测量位置导向。

进一步地，所述测量台进给机构还包括测量台进给限位结构，所述测量台进给限位结构设置于所述导向结构的一侧以避免所述测量台进给载体进给至和所述导向结构脱离连接。

进一步地，所述测量台进给驱动结构包括第一气缸，所述测量台进给载体包括第一滑块，所述测量台进给导向结构包括第一滑轨，测量台进给限位结构包括限位块，所述测量台包括载板和气缸连接块，所述第一气缸连接所述气缸连接块以驱动所述气缸连接块朝所述目标测量位置移动，所述气缸连接块固定于所述载板上，所述载板固定于所述第一滑块上，所述第一滑轨沿所述测量台进给至所述目标测量位置的方向布置，所述第一滑轨和所述第一滑块滑动连接以对所述第一滑块导向从而对所述测量台进给至所述目标测量位置导向，所述限位块设置于所述第一滑轨的一侧以避免所述第一滑块进给至和所述第一滑轨脱离连接。

进一步地，所述夹紧机构包括压辊和支撑辊，所述支撑辊抵接所述工件的一侧并固定于所述测量台上，所述压辊位于所述工件的背离所述支撑辊的一侧并朝向和背离所述工件可活动地连接于所述测量台上，所述压辊可选择地抵接所述工件，所述夹紧机构工作时，所述压辊抵接所述工件以夹紧所述工件。

进一步地，所述夹紧驱动机构包括第二气缸和压辊进给载体，所述压辊安装于所述压辊进给载体，所述压辊进给载体朝向和背离所述工件可活动地连接于所述测量台上，所述第二气缸连接所述压辊进给载体以驱动所述压辊进给载体及所述压辊朝向或背离所述工件进给。

进一步地，所述夹紧驱动机构还包括压辊进给导向结构，所述压辊进给导向结构连接于所述压辊进给载体的一侧以对所述压辊进给载体及所述压辊朝向或背离所述工件的进给导向。

进一步地，所诉测量部件还包括测量头位置调节机构，所述测量头位置调节机构包括测量头进给驱动结构和测量头进给载体，所述测量头安装于所述测量头进给载体上，所述测量头进给载体朝向和背离所述工件可活动地连接于所述测量台，所述测量头进给驱动结构连接所述测量头进给载体以驱动所述测量头朝向或背离所述工件进给。

上述厚度控制设备，由于测量台、测量台进给机构、测量头、夹紧机构、夹紧驱动机构以及控制器和轧机，因而测厚时无需采用人工进行厚度测量移位和夹紧，并且能够在线联动控制材料加工设备调整加工厚度，因此能够满足厚度测量移位和夹紧自动化及在线联动控制材料加工设备调整加工厚度的需求，无需停机而能够连续自动化生产，缩短了生产时间，提高了生产效率，并且自动化调节的精度高，能够避免造成加工误差和成品率下降。

第二方面，本申请还提供了一种厚度控制设备的控制方法，其用于测量和联动控制材料加工设备调整工件的厚度，其特征在于，所述方法包括：

控制器读取目标测量位置和目标厚度；

控制器控制测量台进给机构工作使测量台进给至目标测量位置；

控制器控制夹紧驱动机构工作夹紧所述工件；

控制器控制测量头测量所述工件的实测厚度；

控制器比较所述实测厚度和目标厚度；

若实测厚度大于目标厚度，则控制器控制增大所述轧机的压下量；

若实测厚度小于目标厚度，则控制器控制减小所述轧机的压下量。

上述厚度控制设备的控制方法，由于使用了彼此之间相互联动配合的测量台、测量台进给机构、测量头、夹紧机构、夹紧驱动机构以及控制器和轧机，因而测厚时无需人工操作，并且能够在线联动控制材料加工设备调整加工厚度。因此，能够满足厚度自动测量及在线联动控制材料加工设备调整加工厚度的需求，无需停机而能够连续自动化生产，缩短了生产时间，提高了生产效率，并且自动化调节的精度高，能够避免造成加工误差和成品率下降。

附图说明

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；相同的附图标记用于结构相同和功能相同的构件。其中：

图1为本申请实施例提供的一种厚度控制设备的的整体结构示意图；

图2为图1所示测量台的驱动方式的原理示意图；

图3为图1所示压辊调节架竖向进给的原理示意图；

图4为图1所示上测量头竖向进给的原理示意图；

图5为本申请实施例提供的一种厚度控制设备的控制方法的流程图；

附图标记说明：1-安装平台；2-测量部件；201-测量台；202-第一气缸；203-第一滑块；204-第一滑轨；205-限位块；206-上测量头；207-下测量头；208-第一螺杆；209-连接块；210-测量头安装架；211-第二滑块；212-第一滑槽；213-压辊；214-压辊安装架；215-第二气缸；216-第二气缸活塞杆；217-第三滑块；218-压辊调节架；219-第二滑轨；220-支撑辊；221-水平导向结构；222-竖直导向结构；2011-载板；2012-安装板；2013-气缸连接块；3-控制器；4-工件。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连；可以是有线电连接、无线电连接，也可以是无线通信信号连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

所附附图中示出了本发明的一个或多个示例。详细描述使用了数字和字母标记来指代附图中的特征。附图和描述中的相似或类似标记的已经用于指代本发明的相似或类似的部分。如本文所用的那样，用语“第一”、“第二”和“第三”等可互换地使用，以将一个构件与另一个区分开，且不旨在表示单独构件的位置或重要性。

本申请实施例提供一种厚度控制设备100，其用于测量和联动控制材料加工设备调整工件4的厚度，厚度控制设备可以是集成化的设备，也可以是分散布置的生产线，在本实施例中，以厚度控制设备为集成化的设备为例进行说明。

其中，为了便于方便后文对厚度控制设备的描述，定义工件4的送料方向为按照送料次序由前至后的方向，定义竖向为重力方向，定义横向为同时垂直于工件4的送料方向和竖向的方向。

请参考图1至图4，在本实施例中，示例性地，厚度控制设备100包括安装平台1、测量部件2和控制器3，测量部件2和控制器3均安装于安装平台1。

测量部件包括测量台201、测量台进给机构、测量头、测量头位置调节机构、夹紧机构、夹紧驱动机构和限位机构，测量台安装于安装平台1，测量头安装于测量台，测量台包括目标测量位置，目标测量位置靠近工件4，测量台进给机构可选择地驱动测量台进给至目标测量位置，夹紧驱动机构可选择地驱动夹紧机构夹紧工件4，测量头位置调节机构可选择地驱动测量头抵接工件4，测量部件工作时，测量台进给机构驱动测量台进给至目标测量位置，夹紧驱动机构驱动夹紧机构夹紧工件4，测量头位置调节机构驱动测量头抵接工件4。

具体地，测量台201包括载板2011、安装板2012和气缸连接块2013，气缸连接块2013固定于载板2011。

具体地，测量台进给机构包括测量台进给驱动结构和测量台进给载体，测量台进给载体可活动地连接于安装平台1，测量台安装于测量台进给载体，测量台进给驱动结构连接测量台进给载体，测量台进给驱动结构驱动测量台进给载体进给至目标测量位置以带动测量台201进给至目标测量位置。

具体地，测量台进给机构还包括测量台进给导向结构，测量台进给导向结构连接于测量台进给载体以对测量台进给至目标测量位置导向。

具体地，测量台进给机构还包括测量台进给限位结构，测量台进给限位结构设置于导向结构的一侧以避免测量台进给载体进给至和导向结构脱离连接。

具体地，测量台进给驱动结构包括第一气缸202，测量台进给载体包括第一滑块203，测量台进给导向结构包括第一滑轨204，测量台进给限位结构包括限位块205，第一气缸202连接气缸连接块2013以驱动气缸连接块2013朝目标测量位置移动从而带动载板2011朝目标测量位置移动，载板2011固定于第一滑块203上，第一滑轨204沿测量台201进给至目标测量位置的方向布置，第一滑轨204和第一滑块203滑动连接以对第一滑块203地移动导向从而对测量台201进给至目标测量位置导向，限位块205设置于第一滑轨204的一侧以避免所述第一滑块203进给至和所述第一滑轨204脱离连接；如此，由于设置了测量台进给机构，因而能够满足多方向位置调节的需求，能够匹配不同类型的轧制工件4，当需要更换形状不同的轧制工件4时，无需人工手动调节，自动调节且调节精度高，能够避免造成加工误差和成品率下降，从而降低了整体加工成本，极大地提高了加工效率，避免出现不良，提高了成品率。

具体地，夹紧机构包括压辊213和支撑辊220，支撑辊220抵接工件4的一侧并固定于测量台201上，压辊213位于工件4的背离支撑辊220的一侧并朝向和背离工件4可活动地连接于测量台201上，压辊213可选择地抵接工件4，夹紧机构工作时，压辊抵接工件4以夹紧所述工件4。

具体地，夹紧驱动机构包括第二气缸215、第二气缸活塞杆216和压辊进给载体，压辊213安装于压辊进给载体，压辊进给载体朝向和背离工件4可活动地连接于测量台201上，第二气缸215连接压辊进给载体以驱动压辊进给载体及压辊213朝向或背离工件4进给。

具体地，夹紧驱动机构还包括压辊进给导向结构，压辊进给导向结构连接压辊进给载体的一侧以对压辊进给载体及压辊朝向或背离工件4的进给导向。

具体地，压辊进给载体包括压辊调节架218和第三滑块217，压辊进给导向结构包括第二滑轨219，压辊213安装于压辊调节架218上，压辊调节架218固定于第三滑块217上，第三滑块217滑动连接于第二滑轨219上以对第三滑块217、压辊调节架218及压辊213朝向或背离工件4的进给导向，第二滑轨219固定于安装板2012上，第二气缸215通过第二气缸活塞杆216连接压辊调节架21以驱动第三滑块217、压辊调节架218及压辊213朝向或背离工件4进给；如此，由于设置了夹紧驱动机构，因而无需采用人工装夹的方式，能够实现自动装夹，因而无需停机能够满足自动化连续生产的需要，同时由于使用气缸夹紧，夹持力具有一定的柔性，不容易损伤工件表面，能够有效提高加工质量。

具体地，压辊213固定于压辊安装架214上，压辊安装架214通过调节螺杆安装在压辊调节架218上以通过调整调节螺杆的安装位置调节压辊安装架214及压辊213在竖向上相对于工件4的位置，如此，由于设置了调节螺杆，因此能够灵活调整压辊213在竖向上相对于工件4的位置，因而能够适配更多类型的工件4。

具体地，测量头位置调节机构包括测量头进给驱动结构和测量头进给载体，测量头安装于测量头进给载体上，测量头进给载体朝向和背离工件4可活动地连接于测量台，测量头进给驱动结构连接测量头进给载体以驱动测量头朝向或背离工件4进给。

具体地，测量头位置调节机构还包括测量头进给传动结构，测量头进给驱动结构连接测量头进给传动结构，测量头进给传动结构连接测量头进给载体,测量头进给驱动结构驱动测量头进给传动结构移动以带动测量头朝向或背离工件4进给。

具体地，测量头位置调节机构还包括测量头进给导向结构，测量头进给导向结构连接测量头进给载体的一侧以对测量头进给载体及测量头朝向或背离工件4的进给导向。

具体地，测量头包括上测量头206和下测量头207，上测量头206和下测量头207分别设置在工件4的上下两侧以检测工件4上表面的位置和下表面的位置，从而计算获得实测厚度。

具体地，测量头进给驱动结构包括第一螺杆208，测量头进给传动结构包括连接块209，测量头进给载体包括第二滑块211，测量头进给导向结构包括测量头安装架210,测量头安装架210上具有第一滑槽212，上测量头206和下测量头207均固定于各自对应设置的第二滑块211上，测量头安装架210的第一滑槽212滑动连接第二滑块211以对上测量头206及其对应的第二滑块211和下测量头207及其对应的第二滑块211朝向或背离工件4的进给导向，第一螺杆208连接于连接块209，连接块209具有螺纹孔，第一螺杆208在螺纹孔内旋转以移动连接块209，连接块209固定在第二滑块211上,第一螺杆208转动驱动连接块209移动以带动上测量头206和下测量头207朝向或背离工件4进给；如此，由于设置测量头进给驱动结构，因而能够根据工件4类型灵活调整上测量头206和下测量头207的位置，因而能够适配更多类型的工件4。

请参考图5，本申请实施例还提出了一种厚度控制设备的控制方法，控制器3用于执行该控制方法，方法包括：

S1：控制器读取目标测量位置和目标厚度；

S2：控制器控制测量台进给机构工作使测量台进给至目标测量位置；

S3：控制器控制夹紧驱动机构工作夹紧工件4；

S4：控制器控制测量头测量工件4的实测厚度；

S5：控制器比较实测厚度和目标厚度；

S6：若实测厚度大于目标厚度，则控制器控制增大轧机的压下量；

S7：若实测厚度小于目标厚度，则控制器控制减小轧机的压下量。

如此，由于使用了彼此之间相互联动配合的测量台、测量台进给机构、测量头、夹紧机构、夹紧驱动机构以及控制器和轧机，因而测厚时无需人工操作，并且能够在线联动控制材料加工设备调整加工厚度。因此，能够满足厚度自动测量及在线联动控制材料加工设备调整加工厚度的需求，无需停机而能够连续自动化生产，缩短了生产时间，提高了生产效率，并且自动化调节的精度高，能够避免造成加工误差和成品率下降。

在本实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。以上内容，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。