[发明专利]大型自由锻件尺寸在线测量装置及方法

摘要

本发明公开了一种大型自由锻件尺寸在线测量装置及方法，本装置在锻压机两侧设置水平和垂直运动单元、激光投线法长度测量单元、测温寻边法直径在线测量单元、激光对射测距法直径在线测量单元、激光对射测距法直径离线测量单元、激光束投线法直径目测及预警单元，以及安装于操作机上的操作机位置测量单元，各测量单元安装于水平或垂直运动单元上，可水平或上下运动，本方法分别采用投射激光束法、红外测温自动寻边法和激光对射测距法得到锻件直径、长度尺寸及水平截面内的锻件轮廓；本装置和方法实现了锻件在线和离线尺寸测量，增强了测量功能，提高了测量的实时性、精度和效率。

主权项

一种大型自由锻件尺寸在线测量装置，本装置安装于自由锻造车间的锻压机、带夹钳的操作机两侧，所述锻压机包括四根立柱、活动横梁、锻锤、走台和锻砧，所述操作机位于所述锻压机一端并沿轨道通过夹钳向所述锻压机进给锻件，所述自由锻造车间配有操作室，所述操作室位于所述锻压机一侧并控制所述锻压机和操作机；其特征在于：本装置包括两处支撑钢架、水平运动单元、第一垂直运动单元、第二垂直运动单元、第三垂直运动单元、第四垂直运动单元、激光投线法长度测量单元、测温寻边法直径在线测量单元、激光对射测距法直径在线测量单元、激光对射测距法直径离线测量单元、激光束投线法直径目测及预警单元和操作机位置测量单元，所述两处支撑钢架分别设于所述操作室两侧，所述水平运动单元架设于所述两处支撑钢架顶端并位于所述操作室上方或前上方，所述第一垂直运动单元和第二垂直运动单元分别相向设于所述锻压机两侧并正对锻压机靠近操作机侧的立柱和锻砧之间的空隙，所述第三垂直运动单元和第四垂直运动单元分别相向设于所述锻压机和操作机两侧并靠近操作机一侧；其中，所述激光投线法长度测量单元包括第一安装箱、第二安装箱、两台激光束投线器和两台带有电动变倍变焦镜头的工业摄像机，所述两台激光束投线器和两台带有电动变倍变焦镜头的工业摄像机分别设于所述第一安装箱和第二安装箱内，所述第一安装箱和第二安装箱分别间隔设于所述水平运动单元并沿水平运动单元移动，所述两台激光束投线器向锻件表面投射激光线并由工业摄像机成像；所述测温寻边法直径在线测量单元包括第三安装箱、第四安装箱、第五安装箱、第六安装箱和四个带电动转台的高温红外测温传感器，所述四个带电动转台的高温红外测温传感器分别设于所述第三安装箱、第四安装箱、第五安装箱和第六安装箱内，所述第三安装箱和第四安装箱分别间隔设于所述第一垂直运动单元并沿第一垂直运动单元上下运动，所述第五安装箱和第六安装箱分别间隔设于所述第三垂直运动单元并沿第三垂直运动单元上下运动，所述设于第三安装箱和第四安装箱内的高温红外测温传感器自动测温并在线寻找锻砧和锻压机立柱之间空隙处的锻件上下边缘，所述设于第五安装箱和第六安装箱内的高温红外测温传感器斜向自动测温并在线寻找在锻砧内正在锻造处的锻件上下边缘，所述四个高温红外测温传感器通过电动转台调整水平转角；所述激光对射测距法直径在线测量单元包括第三安装箱、第七安装箱和两个带电动转台的高温激光测距传感器，所述第七安装箱设于所述第二垂直运动单元并沿第二垂直运动单元上下移动，所述两个带电动转台的高温激光测距传感器分别设于所述第三安装箱和第七安装箱内，所述两个高温激光测距传感器自动对向测量到锻件的距离并在线测量锻件直径，所述两个高温激光测距传感器通过电动转台调整水平转角指向锻件需要测量的截面，获得该截面位置处的锻件直径；所述激光对射测距法直径离线测量单元包括第五安装箱、第八安装箱和两个高温激光测距传感器，所述第八安装箱设于所述第四垂直运动单元并沿第四垂直运动单元上下移动，所述两个高温激光测距传感器分别设于所述第五安装箱和第八安装箱内，所述两个高温激光测距传感器自动对向测量到锻件的距离并离线测量锻件直径；所述激光束投线法直径目测及预警单元包括四台一字激光束发射器和四台带电动变倍变焦镜头的工业摄像机，所述四台一字激光束发射器和四台带电动变倍变焦镜头的工业摄像机分别设于所述第三安装箱、第四安装箱、第五安装箱和第六安装箱内，所述四台一字激光束发射器分别向锻件投射激光线,对准锻件上下边缘并由工业摄像机成像，或将激光线移动到最终锻造的直径尺寸位置，得到锻造工艺尺寸预警线；所述操作机位置测量单元包括第九安装箱和激光测距传感器，所述第九安装箱设于所述操作机上并随同操作机移动，所述激光测距传感器设于所述第九安装箱内并实时检测操作机与锻压机之间的距离。