自动跟踪测量纸张三维变形的纸张张力与变形分析仪制造技术

一种自动跟踪测量纸张三维变形的纸张张力与变形分析仪，包括：机架、拉伸机构、宽度检测机构和厚度检测机构，其中，拉伸机构设置在机架一侧，用于对纸张进行拉伸并实时测量纸张变形过程中的拉伸长度值；宽度检测机构设置在拉伸机构上方与机架连接，用于动态跟踪检测纸张变形过程中的宽度变化量；厚度检测机构与机架连接，其设置在宽度检测机构下方且与拉伸机构相对应，用于动态跟踪检测纸张变形过程中的厚度变化量。本发明专利技术的自动跟踪测量纸张三维变形的纸张张力与变形分析仪实现了纸张三维变形量的动态跟踪测量，且测量精度高，有助于提高纸张质量保证套印质量。另外，本发明专利技术还具有结构简单、安装使用方便的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纸张检测领域，尤其涉及一种能够动态检测纸张三维变形的自动跟踪 测量纸张三维变形的纸张张力与变形分析仪。
技术介绍
纸张印刷使用的胶印机除了印刷系统外，还配有纸张张力调节系统和防缠纸装置 等辅助部件，在走纸过程中，胶印机的每部分都有张力控制单元，而且胶印机结构紧密，稳 定性强，目的是保证纸张走纸时的位置准确并减少变形。由此可见，纸张变形对套准的影响 非常大，套印准确是所有印刷品共同的质量要求，也是调好墨色的前提条件，对纸张生产厂 家而言，纸张变形小，确保套印准确是纸张非常需要重视的品质。基于对套印准确度的重视，在纸张检测时，除了关心纸张变形过程中的张力变化 及测出相应的弹性模量等量化数据，也需要测量纸张在变形过程中的纵横方向及纸张厚度 的变化，以提高检测精度，进一步在纸张生产的过程中解决纸张变形过大的问题，降低印刷 的难度和成本。目前，工业上测量纸张张力与变形的主要设备采用立式纸张抗张强度试验机，此 类试验机一般为单丝立式结构，因其占地面积较小容易放置而得到广泛使用。但是，该种试 验机只能在拉伸完成后得到测量值，而无法在变形过程中进行跟踪测量。并且，该种试验机 只能测量纸张长度的变形，而对于宽度变形和厚度变形无法测量。现有技术中一般采用纸 张测厚仪测量纸张的厚度，但是，纸张测厚仪在测量时需要两边压紧测量，而纸张在拉伸过 程中无法压紧。因此，现有技术无法对纸张进行动态测量，且不能在纸张变形过程中对纸张 的厚度与宽度的变化进行测量，存在纸张变形测量精度低，不能满足套印要求的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种自动跟踪测量纸张三维变形的纸张张力与变形分析 仪，以解决现有技术中纸张变形测量精度低，不能检测纸张的厚度变形与宽度变形，不能满 足套印要求的技术问题。为达到上述目的，本专利技术提供一种自动跟踪测量纸张三维变形的纸张张力与变形 分析仪，包括机架、拉伸机构、宽度检测机构和厚度检测机构，其中，拉伸机构设置在机架一侧，其进一步包括固定夹紧座、移动夹紧座、拉伸电机、滚 珠丝杆副、齿轮和齿轮测速传感器，固定夹紧座、移动夹紧座上设置有夹紧槽，用于夹紧纸 张；拉伸电机与齿轮连接，滚珠丝杆副分别与齿轮和移动夹紧座连接，齿轮测速传感器与齿 轮连接，用于测量齿轮的转速，得到拉伸长度值；宽度检测机构设置在拉伸机构上方与机架连接，其进一步包括第一跟踪电机、凸 轮机构、宽度摄像头调焦架、第一调焦电机、宽度摄像头、宽度显微镜和环形光源，第一跟踪 电机通过一联轴器连接至凸轮机构的一端，宽度摄像头调焦架连接至凸轮机构另一端，宽 度摄像头调焦架上设置有滚珠丝杆副和摄像头固定座，第一调焦电机设置在宽度摄像头调焦架上部通过一联轴器与宽度摄像头调焦架连接；滚珠丝杆副设置在宽度摄像头调焦架内 侧，摄像头固定座一端与滚珠丝杆副连接；联轴器与摄像头固定座通过螺杆连接，宽度摄像 头、宽度显微镜和环形光源依次连接且宽度显微镜连接至摄像头固定座另一端；厚度检测机构与机架连接，其设置在宽度检测机构下方且与拉伸机构相对应，厚 度检测机构进一步包括第二跟踪电机、厚度摄像头跟踪架、厚度摄像头调焦架、第二调焦 电机、厚度摄像头、厚度显微镜和环形光源，厚度摄像头跟踪架上设置有滚珠导轨副和厚度 摄像头跟踪安装座，第二跟踪电机设置在厚度摄像头跟踪架上部通过一联轴器与厚度摄像 头跟踪架连接；滚珠导轨副设置在厚度摄像头跟踪架内侧，厚度摄像头跟踪安装座一端与 滚珠导轨副连接；联轴器与厚度摄像头跟踪安装座通过螺杆连接；厚度摄像头调焦架连接 至厚度摄像头跟踪安装座另一端，厚度摄像头调焦架上设置有滚珠导轨副和厚度摄像头固 定座，第二调焦电机设置在厚度摄像头调焦架上部通过一联轴器与厚度摄像头调焦架连 接；滚珠导轨副设置在厚度摄像头调焦架内侧，厚度摄像头固定座一端与滚珠导轨副连接； 联轴器与厚度摄像头固定座通过螺杆连接，厚度摄像头、厚度显微镜和环形光源依次连接 且厚度显微镜连接至厚度摄像头固定座另一端。依照本专利技术较佳实施例所述的自动跟踪测量纸张三维变形的纸张张力与变形分 析仪，其还包括一第三跟踪电机，第三跟踪电机分别与宽度检测机构和厚度检测机构连接， 用以带动宽度检测机构和厚度检测机构沿纸张长度方向平移，跟踪测量纸张变形。依照本专利技术较佳实施例所述的自动跟踪测量纸张三维变形的纸张张力与变形分 析仪，其凸轮机构为一偏心转盘。依照本专利技术较佳实施例所述的自动跟踪测量纸张三维变形的纸张张力与变形分 析仪，其宽度显微镜采用0. 7倍-4. 5倍显微镜头。依照本专利技术较佳实施例所述的自动跟踪测量纸张三维变形的纸张张力与变形分 析仪，其厚度显微镜采用0. 63X3.5倍-5X3. 5倍连续变倍显微镜头。依照本专利技术较佳实施例所述的自动跟踪测量纸张三维变形的纸张张力与变形分 析仪，上述的宽度摄像头和厚度摄像头的像素值均为300万像素。依照本专利技术较佳实施例所述的自动跟踪测量纸张三维变形的纸张张力与变形分 析仪，上述的各电机均为57系列两相混合式步进电机，且该步进电机的最小步距为1. 8/16度。依照本专利技术较佳实施例所述的自动跟踪测量纸张三维变形的纸张张力与变形分 析仪，还包括控制器和显示装置，控制器分别与拉伸机构、宽度检测机构、厚度检测机构和 显示装置连接，用于控制拉伸机构、宽度检测机构和厚度检测机构的运动，接收各机构的测 量结果，并将测量结果发送至显示装置进行显示。依照本专利技术较佳实施例所述的自动跟踪测量纸张三维变形的纸张张力与变形分 析仪，上述的显示装置为液晶显示器。依照本专利技术较佳实施例所述的自动跟踪测量纸张三维变形的纸张张力与变形分 析仪，上述的控制器与上位机连接，接收上位机的控制信号。本专利技术的自动跟踪测量纸张三维变形的纸张张力与变形分析仪结构简单，安装方 便。该分析仪通过二维显微系统对试样拉伸过程中纸张厚度与宽度的变化进行实时测量， 同时通过齿轮测速传感器采集齿轮转速信号，再通过计算获取纸张拉伸长度的实时变形5量，实现了实时跟踪检测纸张在拉伸过程中的长度变形、宽度变形和厚度变形。并且，其通 过摄像头来检测纸张的变形，只需改变显微镜头的放大倍数就能实现测量精度的调整。装 置采用300万像素的摄像机和5X3. 5倍的放大镜头，检测精度可达到0. 2um，测量精度高。 因此，本专利技术实现了纸张变形过程中对纸张的三维变形量的动态跟踪测量，并且测量精度 高，提高了检测精度，有助于在纸张生产的过程中解决纸张变形过大的问题，有效保证纸张 套印质量。另外，该系统还能够实现连续调焦，其设定好步进电机的控制信号，就可以通过 步进电机驱动滚珠丝杆副实现对显微镜头的连续调焦，操作简单，使用非常方便。附图说明 图1为本专利技术自动跟踪测量纸张三维变形的纸张张力与变形分析仪的正视图；图2为本专利技术实施例的拉伸机构的结构示意图；图3为本专利技术实施例的宽度检测机构与厚度检测机构的结构示意图。具体实施例方式以下结合附图，具体说明本专利技术。请参阅图1，一种自动跟踪测量纸张三维变形的纸张张力与变形分析仪，包括机 架10、拉伸机构20、宽度检测机构30、厚度检测机构40和第三跟踪电机50。拉伸机构20 设置在机架10 —侧，宽度检测机构30设置在拉伸机构20上方与机架10连接，厚度检测机 构40与机架10连接，其设置在宽度检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动跟踪测量纸张三维变形的纸张张力与变形分析仪，其特征在于，包括：机架、拉伸机构、宽度检测机构和厚度检测机构，其中，　　所述拉伸机构设置在所述机架一侧，其进一步包括：固定夹紧座、移动夹紧座、拉伸电机、滚珠丝杆副、齿轮和齿轮测速传感器，所述固定夹紧座、移动夹紧座上设置有夹紧槽，用于夹紧纸张；所述拉伸电机与所述齿轮连接，所述滚珠丝杆副分别与所述齿轮和移动夹紧座连接，所述齿轮测速传感器与所述齿轮连接，用于测量齿轮的转速，得到拉伸长度值；　　所述宽度检测机构设置在所述拉伸机构上方与所述机架连接，其进一步包括：第一跟踪电机、凸轮机构、宽度摄像头调焦架、第一调焦电机、宽度摄像头、宽度显微镜和环形光源，所述第一跟踪电机通过一联轴器连接至所述凸轮机构的一端，所述宽度摄像头调焦架连接至所述凸轮机构另一端，所述宽度摄像头调焦架上设置有滚珠丝杆副和摄像头固定座，所述第一调焦电机设置在所述宽度摄像头调焦架上部通过一联轴器与所述宽度摄像头调焦架连接；所述滚珠丝杆副设置在所述宽度摄像头调焦架内侧，所述摄像头固定座一端与所述滚珠丝杆副连接；所述联轴器与所述摄像头固定座通过螺杆连接，所述宽度摄像头、宽度显微镜和环形光源依次连接且所述宽度显微镜连接至所述摄像头固定座另一端；　　所述厚度检测机构与所述机架连接，其设置在所述宽度检测机构下方且与所述拉伸机构相对应，所述厚度检测机构进一步包括：第二跟踪电机、厚度摄像头跟踪架、厚度摄像头调焦架、第二调焦电机、厚度摄像头、厚度显微镜和环形光源，所述厚度摄像头跟踪架上设置有滚珠导轨副和厚度摄像头跟踪安装座，所述第二跟踪电机设置在所述厚度摄像头跟踪架上部通过一联轴器与所述厚度摄像头跟踪架连接；所述滚珠导轨副设置在所述厚度摄像头跟踪架内侧，所述厚度摄像头跟踪安装座一端与所述滚珠导轨副连接；所述联轴器与所述厚度摄像头跟踪安装座通过螺杆连接；所述厚度摄像头调焦架连接至所述厚度摄像头跟踪安装座另一端，所述厚度摄像头调焦架上设置有滚珠导轨副和厚度摄像头固定座，所述第二调焦电机设置在所述厚度摄像头调焦架上部通过一联轴器与所述厚度摄像头调焦架连接；所述滚珠导轨副设置在所述厚度摄像头调焦架内侧，所述厚度摄像头固定座一端与所述滚珠导轨副连接；所述联轴器与所述厚度摄像头固定座通过螺杆连接，所述厚度摄像头、厚度显微镜和环形光源依次连接且所述厚度显微镜连接至所述厚度摄像头固定座另一端。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱金辉，李自明，
申请(专利权)人：上海伦恩通用技术有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]