基于绿激光器的大型锻件外形尺寸在线测量.pdf

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1、NO．1《大型铸锻件》January2012HEAVYCASTINGANDF0RGING基于绿激光器的大型锻件外形尺寸在线测量刘海澜张玉存付献斌(1．中国第一重型机械集团公司，黑龙江161042；2．燕山大学，河北066004)摘要：提出一种运用一字线绿激光标记的方法来实现大锻件热态尺寸的在线测量，能对大锻件锻造过程的热态坯料和锻件尺寸实现远距离、快速、精确测量，并通过温度补偿使得尺寸精度控制在3mm。关键词：绿激光器；外形尺寸；大型锻件；在线测量中图分类号：TB92文献标识码：ATheOnlineMeasuremento

2、fLargeForgingsContourSizeBasedonGreenLaserLiuHailan，ZhangYucun，FuXianbinAbstract：Inordertoon—linemeasurethehot—statesizeofthelargeforgings．anewmeasurementmethodispro—posedbasedonthemethodoflineargreenlasermarkingtechnology．Thehot—stateblankandforgingssizecanbemeas

3、-uredremotely，rapidlyandpreciselybythismethodduringforgingprocess．TheaccuracyCanbecontrolledin3mmbytemperaturecompensation．Keywords：greenlaser；contoursize；largeforgings；onlinemeasurement我国的重型机械制造业，通常把在10MN以钳、量杆以钢板尺为准测量锻件尺寸。落后的在上锻造液压机上自由锻造的重型锻件成为大锻线热态坯料和锻件的尺寸测量，已严重

4、影响和制件。在锻造过程中对热态坯料和锻件尺寸的测量约了我国大锻件生产的发展。是否准确、便捷，是确保大锻件成形质量的主要技对此，中国一重与燕山大学检测和锻压专业术关键。国内外锻造行业对此先后做了大量的技合作，对大锻件生产的在线测量进行技术攻关。术开发工作。日本制钢采用悬丝法测量直径；通过对激光测量技术的突破，现已研制成功符合韩国用两条激光束代替绳索进行测量；神户制我国国情的锻件热态尺寸在线激光测量装置。钢采用可动的摄像头检测锻件断面棱边；韩国斗1测量系统与原理山重工也采用类似的方法测量直径；斗山重工1．1锻件热态尺寸i贝0量

5、系统还用装在同一导轨上的两只激光器投射光束测量长度；意大利、瑞士、美国采用脉冲扫描的方法测该测量系统主要由绿激光器，水平移动装置，量直径j。燕山大学和上海交通大学在锻件尺垂直移动装置和数据处理单元构成。系统结构示意图如图1所示。系统各部分功能如下：寸测量方面进行了大量的研究，曾进行过用激光测(1)绿激光器量长度和用CCD测量直径的研究，但是环境系统采用波长为532nm的绿激光器。由于光与锻件发出光产生的耦合干扰严重影响测量结测量时要用线激光束进行测量，所以需将激光器果，另外CCD热噪声处理目前有待于进一步研究。发出的圆形光

6、束进行变束处理，变束光路如图2随着我国机械制造业的快速发展，我国的大所示，经变束光路处理后成为2／lqm宽的线光束。锻件企业从新世纪以来获得了迅速发展，已成为激光器发出的圆形光束首先经过线性棱镜变世界大锻件生产大国。但是和工业发达国家相成具有一定张角的线性光束，本文研制的测量装比，除了关键锻件工艺¨I。。落后之外，主要还反映置激光器的张角为30。，然后经过偏振片使得线在锻造过程中，坯料和锻件尺寸的测量仍依靠锻性光束的方向性变强，接着经过两个光阑后变成工到炽热的大锻件旁进行人工测量，即用大型卡宽度合适的线性光束。本文研制的测

7、量系统发出收稿日期：201l—07—-25的线性激光照在物体上的宽度为2．0mm。作者简介：刘海澜(1965一)，男，高级工程师，从事钢铁冶炼工作。32《大型铸锻件》No．1HEAVYCASTINGANDF0RGINGJanua~,20121．2锻件热态尺寸测量原理该测量系统可以实现对锻件的长度、厚度和直径的测量，主要采用激光标记的方法。操作工人只需在操作室操作手柄就可实现对热态工件进行尺寸测量，不仅操作方法简单，而且可以保证工作人员的安全。具体测量过程如下：(1)长度测量图1测量系统结构图Figure1Thesketch

8、ofmeasuringdevice长度测量示意图如图4所示。长度的测量通过水平移动装置来实现。首先垂直激光器发出垂直一字线激光束，然后电机驱动水平移动装置，使激光束正好移动到待测锻件的边缘，记下此时的位置信息，接着电机驱动滑块使激光束移动到待测锻件的另一边缘，再记下此时位置的刻度，两个位置信息相减即为所