锻件变形测量的国内外研究现状
时间:2017-05-02 19:23 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 在锻件生产过程中，变形量的实时测量一直是难点之一。世界上很多国家在大锻件测量技术方面都进行了研究并取得一些的成果。针对锻件体积大、测量中高温度、强震动、在线的特点，美国、前苏联、日本以及欧洲的一些国家相继研究和开发了机械式和光学式的尺寸测量方法，实现了大锻件的直径或长度的一文尺寸测量。随着测量技术的进步和生产对形位精度与控制精度要求的不断提高，大锻件尺寸的一文尺寸测量已经不能满足日益精细的生产要求，期待更进一步的发展。下边对国外几种大锻件测量系统进行了介绍。7999 （1）日本的线性位移传感器 1988年，日本室兰工业大学学者横内弘宇首先将轴向位移转换法用于大型锻件的自动检测系统中[19]，该方法是将被测物相对于物镜前焦点的位移量转换为探测器上的轴向位移量，进而求出被测点与物镜焦点的相对距离。将这种方法加以改进，可以使接收器件全方位接收被测面的漫反射光，从而减小被测面倾斜对测量结果的影响[20] 图1.4是以轴向位移转换法为原理的线性位移传感器。半导体激光器发出的激光束经准直反射后，入射到被测表面上;接收物镜全方位地接收被测面的漫反射光照明环形狭缝，可以认为环形狭缝是一个圆形刻划板或特征环，经成像物镜后在其像面上形成这一特征环的光环像，该光环像的大小随被测面的离焦量变化。该光环像由摄像机接收图像处理后，再经多点最小二乘法即可求得光环大小，从而求出位移量。 图1.4 线性位移传感器 （2）美国基于Hot-Eye的坐标测量机[21] Hot-Eye三坐标测量机主要是采用激光三文扫描的方法，它针对小型锻件的在线尺寸测量，通过激光扫描和高温CCD成像，可10秒钟内测量100mm X 100mm范围内的锻件表面，精度达士O.lmm,测量锻件温度在1450℃左右，研究者们希望通过此装置将钢锭利用率由目前的85%提高到95.7%。该技术可以测量高温锻件的三文尺寸外形，实际应用中显示该系统能够很好的适应锻造车间恶劣的测量环境并有着稳定的测量精度，并且它对于高温锻件和常温锻件都能进行准确的测量;但是，其缺点是系统结构复杂，测量范围过小，不能满足大型锻件的三文尺寸测量要求。 图1.5 基于Hot-Eye的三坐标测量机 （3）德国的LaCam-Forge系统[22] 近年来，德国也研发了自己的大锻件检测系统--Das LaCam-Forge System(如图1.6)。该系统采用激光线扫描仪，测量锻件的尺寸，同时也能测出锻件的温度。该系统是将激光测量系统安装在某一固定位置，通过对大锻件的连续扫描，采集大量的锻件表面数据，最终通过图像处理完成锻件的尺寸测量。 图1.6 LaCam-Forge系统 1.5.2 国内研究现状 国内在这方面的研究起步较晚，而且还没有比较成熟的测量长子应用于现实生产，目前从事这方面研究的科研院校及企业主要有燕山大学、上海交通大学，大连理工大学以及中国第一重型机械集团等。 燕山大学的潘景升、刘福才教授等在上个世纪90年代研究了大锻件长度的激光测量系统，开发了单片机控制的大型构件和装备激光定尺系统，该系统借鉴了国外先进的测量与控制技术，采用激光束远距离定尺与基于8031单片机的闭环控制，已成功的应用于锻压厂，但是这种系统的机构较为复杂，而且只能测量一文长度信息。 燕山大学的聂绍珉教授等研究了CCD测量大锻件直径的方法，该方法采用图像灰度识别锻件边界并计算出锻件的直径。目前该测量系统已应用于水压机现场，但只能测量构件的直径，尚不能测量锻件的三文尺寸外形信息。 (责任编辑：qin) |