大型筒节热态锻件外径在线测量技术研究

提出了一种新的大型筒节热态锻件外径在线测量方法.该方法首先通过二维激光扫描仪扫描锻件表面的信息,将扫描仪到锻件表面的距离信息转化为坐标信息,然后进行数据拼接和曲线重构,显示锻件外形轮廓曲线,测量其尺寸信息,实现了大型筒节热态锻件外径的在线测量,并利用Matlab进行仿真,验证了该方法的可行性.     

大型锻件热态三维结构光在线测量技术

针对大型锻件尺寸的在线测量问题,提出一种基于结构光的立体视觉测量方法.该方法针对红热态高温条件下结构光条纹难以获取的问题,采用物理滤色和数字滤色相结合的办法克服热态表面辐射的影响,同时采用多频相移技术以显著提升抗噪能力;针对大型物体测量提出了基于标记球的多视测量自动拼接方案.现场实验验证表明,基于结构光立体视觉的三维测量实验系统可以在15 m远距离实现在线大型锻件非接触测量,具有测量速度快、测量精度高、方便快捷、简单可靠的特点,能满足大型铸锻件热态在线测量的要求.     

大型锻件几何尺寸非接触在线测量系统研究

针对我国大多数锻件生产厂测量锻件技术落后,测量环境恶劣,人工测量误差较大的现状,分析了基于CCD器件尺寸测量的原理,提出了一种运用数字图像处理的非接触在线测量锻件尺寸的方案,同时运用高级语言编写系统软件,并分析了该方案测量误差的计算方法.实验结果表明该方案价格低廉,操作简单,适应性广且测量结果能达到实际要求.     

异形热态锻件几何尺寸测量方法的研究

提出一种异形热态锻件几何尺寸测量方法。基于线激光器、CCD和伺服系统构建线激光扫描测量系统,通过提取图像上被锻件表面轮廓调制的激光条纹二维信息,经过坐标变换及点云三维重构得到锻件三维尺寸信息。针对被测异形锻件形貌特征,建立基于摄像机运动的扫描测量模型,并提出一种基于棋盘参考平面的摄像机光心轨迹求解方法。根据平面上特征点在CCD图像不同帧中的坐标拟合摄像机的运动轨迹,结合扫描测量模型实现对异形锻件完整轮廓尺寸的测量。通过实验对封头进行扫描测量,得到球冠部分截面测量直径误差小于4 mm,满足热态锻件测量要求,验证了该方法的可行性。     

大型高温锻件热态在位测量中三相机结构参数现场标定方法

目前国内大型高温锻件在位检测条件落后,测量精度低,锻造车间现场无法有效建立测量控制场.本文提出三相机测量系统结构参数的现场标定方法,现场测量实践表明该标定方法操作简便实用,可以满足高温锻件热态在位高精度检测的应用需求.     

大锻件热态在线尺寸测量关键技术研究

根据大锻件制造工艺要求,开发出一套新型的大锻件尺寸测量系统,实现对高温热态发光锻件在线或离线情况下的长度和直径(或高度)尺寸测量、轮廓测量,并可在锻件不旋转的情况下获得锻件在轴向或径向截面内的完整几何轮廓,同锻件工艺尺寸图对比;还能实现锻造过程中的到位尺寸预警功能。提出一种新的用比色温度传感器进行尺寸测量的边缘检测法。     

机器人-三维扫描系统联合扫描及其工业应用

一种由便携式三维激光扫描仪和六自由度工业机器人组成的机器人-三维扫描系统可以多角度多方位的获取物体表面的三维信息.针对激光扫描系统和机器人的两种不同组合方式,提出了一种新的确定机器人和激光扫描系统位姿关系的标定方法.该方法使用半径已知的球体作为参照工具,利用扫描系统投射出的线激光与球体的相交线拟合圆来恢复球心以及扫描整个球面拟合球心分别标定了扫描仪与机器人的旋转和平移关系,从而使机器人能够与扫描仪一起完成扫描任务.同时,将该机器人-三维扫描系统应用于工业加工中,可以实现在线测量、加工一体化.使用此系统成功地进行了吉他扫描,并利用得到的扫描数据对吉他进行了精确的边缘加工.实验结果证明,该机器人-三维扫描系统具有测量精度高及稳定性好的特点.     

基于绿激光图像识别的热态大型锻件长度尺寸测量

设计了一种热态大锻件长度尺寸测量系统,通过对绿激光扫描锻件过程中各时刻图像进行分析,确定锻件的边缘进而测量锻件的尺寸。首先,由伺服电机带动CCD相机和绿激光器在导轨上移动并实时获得锻件的图像和绿激光线的位置信息,运用图像处理判断绿激光线是否在锻件边缘,确定绿激光线移动到锻件两侧边缘的时刻。然后,记录锻件两侧边缘的位置信息,通过两侧的位置信息得出锻件的尺寸。实验结果表明:该系统最大测量误差小于±2 mm,可以满足锻件尺寸测量的需求。     

基于激光测距原理的锻件倾斜度测量

提出了一种基于激光测距原理的倾斜度测量方法。首先,利用激光位移传感器采集锻件表面信息, 并采用基于回归分析的异常值判别方法剔除测量数据中的异常值; 然后,将获得的距离信息经坐标变换转换为坐标信息,用直接最小二乘法对离散点进行椭圆曲线拟合; 最后,拟合竖直方向的多个椭圆长轴中心点得到锻件中轴线的三维直线方程,根据直线方程计算锻件的倾斜角度。实验结果表明:该方法的测量误差<0.1°。     

基于非接触测量的大型锻件测控一体化方案

针对目前我国多数大型锻什生产现场环境恶劣,多采用手工测量、人工控制的现状,研究了基于非接触测量的大型锻件测控一体化方案.系统采用嵌套式双闭环控制模式实现锻压过程的自动控制,外闭环用上位机对CCD拍摄锻件的实时图像进行处理,测得实时尺寸后,指示下位机控制步进电机,驱动液压机各机构手柄以控制锻压进程;内闭环引入磁致伸缩位移传感器检测锻压机锤头和工作台的位移,实时控制锻压量.实现了锻压过程的实时测量及自动控制的一体化,方案具有一定的实用性,适宜推广.