[发明专利]高温锻件双镜测量设备

说明书

一种高温锻件双镜测量设备，在高温锻件的周围设置若干测站点，测站点之间的相互位置关系是确定的；每一测站点上布置一台测量装置，每台测量装置具有基座、水平回转平台、支架、竖轴以及主观测装置和副观测装置，主观测装置为内置共轴激光器的望远镜，副观测装置为一内置CCD数字相机的望远镜，主观测装置和副观测装置能同步水平回转和作同步俯仰，副观测装置能单独转动，主观测装置发出的绿色激光照射到高温锻件上某点，之后驱动副观测装置，在副观测装置的CCD数字相机上观察到绿色激光照射点出现在副观测线上，此时，主观测线和副观测线交会于该点；本发明结构相对简单，测量精确、操作方便，外界环境对于电子系统的不利影响大大减少。

本发明申请是专利申请号为201510523388.8、申请日为2015年8月24日、名称为“高温锻件测量设备”的发明专利的分案申请。

技术领域

本发明涉及高温锻件测量设备。

背景技术

锻件，一般指在10MN液压机或者50kN锻锤上用钢锭锻造的大锻件，轴类零件一般在5吨以上，盘类零件一般在2吨以上，采用自由锻工艺，是制造重大装备的核心部件。大锻件锻造时，材料和能源消耗巨大，控制锻件尺寸对于控制质量、降低成本有重大意义。高温锻件的测量难点在于其大尺寸、1000℃左右的高温、发光强烈、锻压车间环境极其恶劣等。

目前，国内外的锻压厂，普遍采用接触式测量。就是大锻件在高温状态离开锻压机，转移至测量工位，工人操作卡钳、量杆等直接接触高温锻件，肉眼读数。在高温状态下，如此测量，劳动条件已经不是恶劣，而是危险。而且测量数据太少，测量效率低、精度差。显然，接触式测量，对于高温锻件，并不适宜。

高温锻件的非接触式测量，是发展重点。包括激光束投射法（需要一个高精度的长导轨引导激光测量大锻件）、CCD图像测量法、激光扫描法。目前主要发展后两者。CCD图像检测，信息量大，测量效率高，但是容易被干扰，受CCD相机景深限制，图像匹配困难，需要现场标定。激光测距，则存在电子系统对环境要求较高，锻件高温直接影响测距精度等问题。有些公开报道的外国商品，其技术指标、环境适应性尚不明确，国内没有采用的报道。而且价格太高。根据聂绍珉、李树奎发表在《金属加工·热加工》2008年11期的《大锻件热态在线尺寸测量研究综述》，各企业基本采用人工方法测量，我国的大锻件测量基本处于空白，企业急需，愿意付出。上述技术问题，可见2013年华南理工大学李哲林博士论文《基于CCD的长轴类高温大锻件的三维尺寸测量的研究》，2010年上海交通大学田志松博士论文《大锻件在线检测系统的关键技术研究》，2011年大连理工大学王邦国博士论文《锻件热态几何参数视觉测量系统研究》。

测距在工业中具有重要作用。按照测距原理，可以分为三角法、脉冲法、相位法。三角法是一束激光照射到物体上，部分漫反射激光经过棱镜在光电探测设备上成像。三角法在应用上有很多定位参数要求，在测量设备标定上非常繁琐而且费时，实测时若系统中某项参数无法准确得到，将使得测量数据产生误差。当测量设备有微小变动时，系统中每项参数都必须重新标定。见许智钦孙长库编著，《3D逆向工程》（中国计量出版社2002年4月第1版）p16。