收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

大型锻件热态几何参数视觉测量技术研究

王邦国  
【摘要】:大型构件是电力、船舶、航空航天等重大工程核心装备中的关键结构件,其特点是大重量和大尺寸,多用于承载力大、性能要求高的场合,通常先由锻造方法将坯料锻成所需形状、尺寸的锻件,再经切削加工制造而成。加热后的钢锭在锻造过程中需要对其尺寸进行测量,以保证锻件的锻后尺寸,由于锻造条件极为恶劣,锻造温度通常高达一千余摄氏度,导致在线测量大型锻件的热态几何参数十分困难。视觉测量具有非接触、速度快、精度高的特点,研究如何将视觉测量技术应用于大型锻件热态几何参数测量对提高锻件材料利用率、降低生产成本具有十分重要的意义。本文在相关项目的资助下,较系统的研究了大型锻件视觉测量的方法,主要针对以下几个关键问题开展了研究: (1)针对热态锻件图像采集的难题,在分析锻件热辐射性质和反射性质的基础上提出了热态锻件光谱选择性图像采集方法,该方法借助照明光源照射热态锻件,并用黑白CCD摄像机接收锻件反射的照明光线成像,光谱范围由照明光源辐射出射度与热态锻件辐射出射度差值最大的波长位置确定;该方法可有效消除高温锻件辐射光线的影响,为测量大型锻件热态尺寸提供了基础。 (2)根据大型锻件尺寸测量现场条件,以热态锻件光谱选择性图像采集方法为基础,构建了基于双目视觉的大型锻件热态尺寸测量系统,系统中使用照明设备投射结构光到锻件表面,以增加锻件表面特征信息;分析了系统结构参数及结构光条中心线提取精度对系统测量精度的影响规律,根据分析结果并结合测量现场情况对两摄像机的间距、摄像机焦距以及测量系统到被测锻件距离等参数进行了调整。 (3)针对锻件加工车间复杂环境下测量系统难以标定的问题,研究了大型锻件热态尺寸测量系统的标定方法;该方法以主动视觉标定技术为基础,通过对正交运动前后所拍摄图像中投影标识的识别及对应点提取计算摄像机内参数;标定摄像机外参数时,先由基本矩阵求解相差一个尺度的旋转和平移矩阵,再根据内参数及旋转、平移矩阵三维重建两特定标识点,用双经纬仪系统测量两标识点间的实际间距,最后由两标识点测量间距与重建间距的比值得到尺度因子,从而实现外参数标定。 (4)针对大型锻件热态尺寸在线测量的难题,提出了由投影特征线所反映的锻件形状特征求锻件热态尺寸的方法。测量圆柱形及方形锻件热态尺寸时分别向锻件投影编码特征线和等间距特征线;对于圆柱形锻件,使用椭圆拟合在线测量其尺寸,并通过圆柱拟合检测其锻后尺寸;测量方形锻件时,根据重建特征线拟合曲线,搜索曲率大于阈值的位置,进而可求锻件长度。在锻件加工厂进行了大型锻件热态尺寸测量实验,并对该检测方法的测量精度进行了检验,实验结果表明该方法可在线测量锻件热态尺寸。 本文中热态锻件光谱选择性图像采集方法、通过重建的投影特征线反映锻件几何形状并测量其尺寸方法及研制的大型热态锻件几何参数测量系统等研究工作为大型锻件热态几何参数提供了一种有效的测量手段。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 马庆贤,张国伟,钟约先,曹起骧;大型锻件内部夹杂性缺陷产生机理研究[J];中国机械工程;2001年08期
2 黄永强,刘定坤,李进,汤晶晶;大型船轴的热处理[J];大型铸锻件;2001年03期
3 傅耆寿;独联体国家大型锻件生产情况[J];大型铸锻件;1994年03期
4 马晓兵;毛雪芹;那涛;刘国平;;亚温淬火在大型锻件中的有效应用[J];大型铸锻件;2009年04期
5 姜克云;关于大型锻件产业结构调整的设想[J];大型铸锻件;1999年04期
6 曲宗实;大型铸锻件重点产品近期市场情况分析[J];重型机械;1999年01期
7 伍权;王智勇;王欣琳;;大型锻件CAPP系统开发及应用研究[J];新技术新工艺;2009年01期
8 康洪涛;米林;薛显光;马亚洲;;大型锻件的超声检测技术[J];四川兵工学报;2010年05期
9 项程云;;综述消除大锻件白点的热处理[J];钢铁;1958年05期
10 白德忠;大型锻件冶金技术的转折对身管设计提出的要求[J];兵器材料科学与工程;1987年03期
11 童正明;大型锻件冷却过程温度计算及实验测定[J];能源研究与信息;1996年02期
12 孙海燕;大型锻件内部缺陷的修复研究[J];大型铸锻件;2003年03期
13 贺俊光;孙海新;周旭东;张景超;张孟昆;;大型精锻件CAPP系统的开发和应用[J];南方金属;2010年02期
14 曲宗实;对大型铸锻件骨干企业“九五”技术改造的一些看法[J];重型机械;1995年05期
15 万妮丽;崔晓龙;;大型锻件热处理过程的数值模拟研究[J];浙江冶金;2003年04期
16 冢田尚史;岛崎正英;竹之内朋夫;石坂淳二;董苏中;;A286铁基合金大型锻件的开发和制造[J];大型铸锻件;1989年04期
17 郭会光;;目前我国大锻件科技发展的策略[J];重型机械;1990年06期
18 孟宪玲;刘笑连;常青;王季;;40Cr钢大型锻件调质组织探讨[J];黑龙江冶金;2001年01期
19 左传付;谢爱芬;;异型、大型锻件磁力探伤工艺试验研究[J];机械工人(热加工);2007年12期
20 阚玉琦;陈晓青;梁书华;;反应堆压力容器大型锻件热加工质量控制研究[J];热加工工艺;2009年23期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李志栋;;起落架产品中优质钛合金大型锻件的高效铣削加工[A];探索 创新 交流(第4集)——第四届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2010年
2 金泉林;;大型锻件锻造与工艺数值模拟[A];塑性力学新进展——2011年全国塑性力学会议论文集[C];2011年
3 张琦;朱洪洋;;165MN油压机大型锻件技术研究(摘要)[A];2010全国机电企业工艺年会《上海电气杯》征文论文集[C];2010年
4 刘攀;王仕全;;模拟技术在大型锻件锻造工艺研发中的应用[A];2010年重庆市机械工程学会学术年会论文集[C];2010年
5 韩静涛;许树森;陈钢;陶钢;李柏松;陈志平;李锦科;曹起骧;;大型锻件的夹杂性裂纹与控制锻造工艺[A];2007轧钢与锻造过程中的裂纹控制技术学术研讨会论文集[C];2007年
6 郭会光;;大型锻造的技术研究与质量控制[A];2008年中国机械工程学会年会暨甘肃省学术年会文集[C];2008年
7 陈慧琴;刘建生;郭会光;;大型锻件锻造过程晶粒度的模拟预测[A];2008年中国机械工程学会年会暨甘肃省学术年会文集[C];2008年
8 胡春海;刘斌;郑龙江;;基于双CCD的锻件尺寸测量的研究[A];高精度几何量光电测量与校准技术研讨会论文集[C];2008年
9 韩静涛;赵中里;张永军;;大型锻件内裂纹的无塑性变形热修复技术研究[A];2007轧钢与锻造过程中的裂纹控制技术学术研讨会论文集[C];2007年
10 解艳花;;环件制坯柔性锻造系统[A];第六届华北(扩大)塑性加工学术年会文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范俊锴;大型锻件白点萌生机理及预控研究[D];燕山大学;2013年
2 孟凡莹;大型锻件内裂纹愈合的理论和实验研究[D];燕山大学;2011年
3 袁朝龙;大型锻件内裂纹缺陷修复的物理模拟研究[D];清华大学;2002年
4 任运来;大型锻件内部缺陷修复条件和修复方法研究[D];燕山大学;2003年
5 刘鑫刚;大型锻件高温扩散的理论与实验研究[D];燕山大学;2004年
6 王邦国;大型锻件热态几何参数视觉测量技术研究[D];大连理工大学;2011年
7 陈睿恺;30Cr2Ni4MoV钢低压转子热处理工艺的研究[D];上海交通大学;2012年
8 张立文;数值模拟技术在金属材料固态加工中的应用[D];大连理工大学;2004年
9 吴生富;150MN锻造液压机本体组合结构研究[D];燕山大学;2006年
10 林洪彬;基于三维点云无网格处理的大型锻件尺寸特征曲线重建[D];燕山大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 康洪涛;大型锻件的超声波检测[D];重庆理工大学;2010年
2 王珉;大型锻件氢脆机理及其残余应力场研究[D];燕山大学;2012年
3 杨莎莎;大型锻件热处理过程中温度场的检测方法[D];燕山大学;2013年
4 韩俊霞;基于绿激光扫描的大型锻件热态尺寸在线测量方法研究[D];燕山大学;2013年
5 黄超伟;大型锻件热成形过程混晶试验及仿真研究[D];燕山大学;2013年
6 齐艳德;基于三级滤光的大型锻件红外测温技术的研究[D];燕山大学;2012年
7 连增迪;大型锻件辅助测量与质量控制系统研究[D];华东理工大学;2013年
8 李建光;基于晶体塑性有限元法的大锻件氢脆损伤机理研究[D];燕山大学;2013年
9 谢风;大型锻件锻后热处理CAPP系统开发[D];南京理工大学;2009年
10 高艳涛;大型锻件孔隙性缺陷修复的力学条件及冷却自愈合研究[D];燕山大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 薛伟堂;中信重机大型锻件研发取得四项突破[N];中国冶金报;2006年
2 陆洲;国内企业有望成全球主要供货商[N];中国证券报;2008年
3 王平;一航锻铸某新型发动机锻件顺利交付[N];中国航空报;2005年
4 ;双相不锈钢大型锻件的制造[N];世界金属导报;2002年
5 邓金科 王志成;我国首套航空大型锻件自控加热系统制成[N];中国电子报;2000年
6 方新;我国研制成功15000吨水压机[N];中国船舶报;2007年
7 证券时报记者 李彦;大型锻件行业方兴未艾 中原特钢技术领先[N];证券时报;2010年
8 王进;宝钢启动国内首台6000吨快锻机建设[N];中国证券报;2008年
9 记者 贺云鹏;担起共和国发展的使命[N];齐齐哈尔日报;2010年
10 常志鹏;15000吨水压机的三大启示[N];人民日报;2008年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978