CN202420439U

CN202420439U - 一种高温锻件在位测量装置

Info

Publication number: CN202420439U
Application number: CN2012200522953U
Authority: CN
Inventors: 黄桂平; 陈铮; 范亚兵; 钦桂勤; 孟俊贞; 马开锋
Original assignee: North China University of Water Resources and Electric Power
Current assignee: North China University of Water Resources and Electric Power
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2022-02-17

Abstract

本实用新型涉及一种高温锻件在位测量装置，可有效解决现有测量方法测量信息采集数据量大、费时费力、处理速度较慢、精度较低，不能满足工业锻压生产在位实时测量的问题，其解决的技术方案是，导轨上安装有第一探头、第二探头，第一探头外侧在导轨处装有第一步进电机，第一探头、第二探头同侧分别装有第一激光器、第二激光器，第二探头外侧在导轨处装有第二步进电机，第一探头内侧装有激光测距仪，第二探头内侧装有与激光测距仪相配合的激光测距仪合作目标体，第一探头、第二探头上分别有与控制器相连的数据控制线，本实用新型结构简单，新颖独特，可快速得知当前锻件的基本尺寸，精确度高，减少了锻件余量的损耗，完全满足在线检测的要求。

Description

一种高温锻件在位测量装置

技术领域

本实用新型涉及测量装置，特别是一种高温锻件在位测量装置。

背景技术

高温锻压是轧钢装备、水电机组、核电机组等重型装备核心部件的主要生产方式，大锻件的生产水平也是衡量一个国家机械制造业水平的基本标志之一。因此，如何有效提高高温锻件尺寸检测的精确程度，成为“十二五”规划发展中的重中之重。目前，国内万吨级以上水压机设备上的尺寸与定位一直是采用最原始的“卡钳”与“量杆”进行测量，操作工人采用钳测量工件尺寸时，由于锻件温度高，只能短时靠近工件，加上卡钳有较大的回弹量，且不易掌握，测量误差大，准确测量截面尺寸达到2000mm以上的工件几乎不可能实现。在实际工作中，多数情况下是采用其它间接比较方式推算工件尺寸的大小，误差达到50mm-100mm，不仅测量误差大，而且工作效率非常低；另一方面，由于测量精度差，在实际操作中常采取保守的操作方法，造成工件“肥大”情况严重。此外在部分测量情况下，锻件必须离线，并从部分辅具上卸下，致使测量时间大大增长，并且对生产效率和锻件质量均有一定影响。所以解决大型热态规则锻件的精确测量对于我国锻造行业的发展和技术进步有着十分重要的意义。

目前对高温锻件尺寸检测的，有人提出采用光学原理对大锻件热态在线尺寸测量，通过标定CCD单个像素所对应的实际尺寸，测量锻件所对应的实际像素个数进而转化成为锻件的尺寸。此方法的缺点在于仅可以测量锻件部分几何量，并且精度较低。有人提出大型锻件的激光雷达在线三维测量装置与方法（专利号ZL200710171878.1）采用激光测距原理，通过激光扫描大型锻件，采集锻件表面的信息，对锻件进行整体三维重建，进而对重建结构分析完成大型锻件的尺寸测量。大型锻件三位外形尺寸和温度检测装置（公开号CN 101216294A）公开了一种高温锻件的尺寸测量系统，该系统主要包括高温型激光测距仪、计算机和而自由度并联转动扫描架。测量时，该系统由两个电机带动扫描架在两个相互垂直的方向旋转，从而带动固定在平台上的高温锻件激光测距仪扫描待测锻件，同时获取锻件表面各点距离以及测距仪的相对旋转角度，获得锻件表面的三位坐标信息，进而进行三维重建分析锻件尺寸。上述两种方法均为逐点扫描，完成整个锻件的检测后再进行三维重建分析，但是采集的数据量较大，且计算处理较慢，所以不能满足锻件的实时测量。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型的目的就是提供一种高温锻件在位测量装置，可有效解决现有测量方法测量信息采集数据量大、费时费力、处理速度较慢、精度较低，不能满足工业锻压生产在位实时测量的问题。

本实用新型的技术方案是，包括探头、导轨和激光测距仪，导轨上安装有第一探头、第二探头，第一探头外侧在导轨处装有第一步进电机，第一探头、第二探头同侧分别装有第一激光器、第二激光器，第二探头外侧在导轨处装有第二步进电机，第一探头内侧装有激光测距仪，第二探头内侧装有与激光测距仪相配合的激光测距仪合作目标体，第一探头、第二探头上分别有与控制器（图中未显示）相连的数据控制线。

本实用新型结构简单，新颖独特，可快速得知当前锻件的基本尺寸，精确度高，避免了手工测量耗时长、误差大的缺点，提高了锻造的速度和精度；有效地避免了需要根据经验预留较大的冷加工余量的缺陷，减少了锻件余量的损耗，最大程度实现了节能降耗，完全满足在线检测的要求，为下一步的锻压提供尺寸参考。

附图说明

图1为本实用新型的结构主视图。

图2为本实用新型的横向（长度）测量使用状态图。

图3为本实用新型的纵向（宽度）测量使用状态图。

图4为本实用新型两套结构相同的装置安装使用状态图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型具体实施方式作详细说明。

由图1所示，本实用新型包括探头、导轨和激光测距仪，导轨8上安装有第一探头7a、第二探头7b，第一探头7a外侧在导轨处装有第一步进电机9a，第一探头7a、第二探头7b同侧分别装有第一激光器1a、第二激光器1b，第二探头7b外侧在导轨处装有第二步进电机9b，第一探头7a内侧装有激光测距仪3，第二探头7b内侧装有与激光测距仪相配合的激光测距仪合作目标体4，第一探头7a、第二探头7b上分别有与控制器（图中未显示）相连的数据控制线6a、6b。

图中附图标记2为激光测距仪中心到线激光器中心的距离，附图标记5为激光测距仪合作目标到线激光器中心的距离。

为了保证使用效果，所述的激光测距仪3、激光测距仪合作目标体4和导轨8在同一水平直线上；所述的第一激光器1a的中心与第二探头7b的中心在同一垂直线上，第一激光器1a、第二激光器1b的中心线相互平行，并垂直于激光测距仪3、激光测距仪合作目标体4的中心线；所述的导轨还可以是互相垂直的两条组成，分别用于纵向和横向（即长度和宽度）的测量（见图2、3所示），该设备也可以是相同的两套，分别置于纵向和横向的导轨上，用于长度和宽度的测量（如图4所示）。

本实用新型使用时，当测量锻件11的长度时，将导轨平行于生产线，固定在车间墙壁上，当测量锻件宽度或高度时，将导轨垂直于生产线，固定在车间墙壁上；当是两套相同的装置配合使用时，可将互相垂直的两根导轨其中的一根平行于生产线，固定在车间墙壁上，具体安装操作步骤如下：

步骤1、在生产线附近的墙上安装两条相互垂直的直线式导轨，其中一条平行于生产线，分别在两条导轨上各安装一对探头；

步骤2、标定两个探头：先标定水平方向导轨的探头，将两个探头发射的线激光分别与基准件两端相切，通过测距仪测出的距离为D′，基准件的实际长度为D，二者之差d=D-D′为探头内部参数，同法标定垂直导轨的探头内部参数d′，在后续使用激光测距仪测量过程中分别加上两个探头内部参数即为探头之间线绿色激光线10之间的真实距离；

步骤3、锻件轴向尺寸测量：通过控制终端将水平导轨上两个探头之间的激光器之间的距离预设为待测锻件的轴向设计尺寸，将其中一个探头发出的绿色激光线与待测锻件一端相切，步进电机驱动另一探头，使其投射到锻件表面上的绿色激光线指示的位置即为锻件的轴向设计尺寸位置；

步骤4、锻件轴截面径向高度（或宽度）测量：通过控制终端将垂直方向导轨上两个探头之间的线激光器之间的距离预设为待测锻件的轴截面径向设计尺寸，将其中一个探头发出的绿色激光线与待测锻件轴截面的一侧相切，由另一个探头投射到锻件轴截面上的绿色激光线指示的位置即为锻件的轴截面径向设计尺寸位置。

由上述情况可以看出，本实用新型是包括一对安装于锻件一侧水平直线式导轨上的探头，其特征是两个探头均安装有线激光器，在一个探头上安装激光发射装置，另一个探头上安装激光器合作目标，两个探头通过步进机驱动可以在导轨上任意滑行，通过激光测距可以测量出两个探头发出的线激光之间的距离，从而转化成锻件的轴向尺寸；还有一对安装于锻件一端铅垂方向直线式导轨上的探头，其特征是两个探头均安装有线激光器，在一个探头上安装激光发射装置，另一个探头上安装激光器合作目标，两个探头通过步进电机驱动可以在导轨上任意滑行，通过激光测距可以测量出两个探头发出的线激光之间的距离，从而转化成锻件轴截面的径向尺寸。由于采用两个相互独立的直线导轨，只要选择合适的导轨长度，就可以测量更大范围内的规则锻件几何量，如核电半速转子等；测量人员不用直接接触高温环境，不用手工测量，可快速得知当前锻件的基本尺寸，精确度高，避免了手工测量耗时长、误差大的缺点，提高了锻造的速度和精度；有效地避免了需要根据经验预留较大的冷加工余量的缺陷，减少了锻件余量的损耗，最大程度实现了节能降耗。

总之，本实用新型结构简单，新颖独特，由于采用直线式的导轨，只要选择合适的导轨长度，就可以测量更大范围内的规则锻件几何量，如核电半速转子等；测量人员不用直接接触高温环境，不用手工测量，可快速得知当前锻件的基本尺寸，精确度高，避免了手工测量耗时长、误差大的缺点，提高了锻造的速度和精度；有效地避免了需要根据经验预留较大的冷加工余量的缺陷，减少了锻件余量的损耗，最大程度实现了节能降耗，完全满足在线检测的要求，为下一步的锻压提供尺寸参考，是高温锻件在位测量上的创新。

Claims

1.一种高温锻件在位测量装置，包括探头、导轨和激光测距仪，其特征在于，导轨（8）上安装有第一探头（7a）、第二探头（7b），第一探头（7a）外侧在导轨处装有第一步进电机（9a），第一探头（7a）、第二探头（7b）同侧分别装有第一激光器（1a）、第二激光器（1b），第二探头（7b）外侧在导轨处装有第二步进电机（9b），第一探头（7a）内侧装有激光测距仪（3），第二探头（7b）内侧装有与激光测距仪相配合的激光测距仪合作目标体（4），第一探头（7a）、第二探头（7b）上分别有与控制器相连的数据控制线（6a、6b）。

2.根据权利要求1所述的高温锻件在位测量装置，其特征在于，所述的激光测距仪（3）、激光测距仪合作目标体（4）和导轨（8）在同一水平直线上。

3.根据权利要求1所述的高温锻件在位测量装置，其特征在于，所述的第一激光器（1a）的中心与第二探头（7b）的中心在同一垂直线上，第一激光器（1a）、第二激光器（1b）的中心线相互平行，并垂直于激光测距仪（3）、激光测距仪合作目标体（4）的中心线。

4.根据权利要求1所述的高温锻件在位测量装置，其特征在于，所述的导轨是互相垂直的两条组成。