基于精密测距的红态圆柱钢坯轴心在线检测系统 - 重庆理工大学学报.PDF

第２９卷　第４期 重 庆 理 工 大 学 学报（自然科学） ２０１５年４月 Ｖｏｌ．２９　　Ｎｏ．４ ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ） Ａｐｒ．２０１５  ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８４２５（ｚ）．２０１５．０４．００６ 基于精密测距的红态圆柱钢坯 轴心在线检测系统 刘庆运，朱任之，景甜甜，刘　涛 （安徽工业大学 机械工程学院，安徽 马鞍山　２４３００２） 摘　　　要：红态圆柱钢坯的轴心线相对于模具中心线的偏差对动车组车轮的模压成型具有重 要影响。为提高车轮的模压质量和原料成材率，基于高精度激光测距的方法，构建了可用于高 温红态圆柱钢坯轴线检测的在线测量系统。首先通过测量位于同一水平截面上的圆柱表面不 同４点到相应激光测距传感器的距离，分别得出模具中心线和钢坯轴心线相对于轧机中心线的 坐标；然后利用坐标变换方法，计算出钢坯轴心线位置相对于模具中心线的偏差值；最后基于 ＣＡＮｏｐｅｎ协议和通信转换模块构建多传感器检测网络，实现数据的传输与轴心偏差方位的直观 显示。通过实际检测实验验证了检测系统与测量算法的有效性。 关　键　词：激光测距；红态圆柱钢坯 ；轴心线 ；检测系统 中图分类号：ＴＰ２４２　　　　文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４－８４２５（２０１５）０４－００２９－０８ ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＨｏｔＣｙｌｉｎｄｒｉｃａｌＢｉｌｌｅｔＡｘｉａｌＬｅａｄＰｏｓｉｔｉｏｎ ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＰｒｅｃｉｓｅＲａｎｇｅｆｉｎｄｅｒ ＬＩＵＱｉｎｇｙｕｎ，ＺＨＵＲｅｎｚｈｉ，ＪＩＮＧＴｉａｎｔｉａｎ，ＬＩＵＴａｏ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＡｎｈｕｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍａａｎｓｈａｎ２４３００２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｖａｒｉａｎｃｅｏｆｈｏｔｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｂｉｌｌｅｔａｘｉａｌｌｅａｄｒｅｌａｔｉｖｅｔｏｔｈｅｍｏｌｄｃｅｎｔｅｒｌｉｎｅｈａｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｂｕｌｌｅｔｔｒａｉｎｓｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇ．Ｂａｓｅｄｏｎｐｒｅｃｉｓｅｒａｎｇｅｆｉｎｄｅｒ，ａｍｅａｓ ｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｗｈｉｃｈｕｓｅｄｔｏｍｅａｓｕｒｉｎｇｈｏｔｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｂｉｌｌｅｔａｘｉａｌｌｅａｄｗａｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ．Ｂｙｍｅａｓｕｒ ｉｎｇｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｂｉｌｌｅｔａｎｄｌａｓｅｒｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓｅｎｓｏｒｓｗｈｉｃｈｆｉｘｅｄｏｎｔｈｅｍｉｌｌ， ｔｈｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｏｆｍｏｌｄｃｅｎｔｅｒａｎｄｔｈｅｂｉｌｌｅｔａｘｉａｌｌｅａｄｃａｎｂｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｖａｒｉａｎｃｅｏｆｈｏｔｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｂｉｌｌｅｔａｘｉａｌｌｅａｄｒｅｌａｔｉｖｅｔｏｔｈｅｍｏｌｄｃｅｎｔｅｒｌｉｎｅ ｗａｓｗｏｒｋｅｄｏｕｔ．ＢａｓｅｄｏｎＣＡＮｏｐｅｎｐｒｏｔｏｃｏｌａｎｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｍｏｄｕｌｅ，ｔｈｅｍｕｌｔｉｓｅｎｓｏｒ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｖｉｓｕａｌｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ．Ｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌ 　　收稿日期：２０１４－１１－２６ 基金项目：安徽省２０１２年度科研攻关项目（１２０７０２０３００３）；安徽高校省级自然科学研究重点项目（ＫＪ２０１４Ａ０２８） 作者简介：刘庆运（１９７３—），男，博士，教授，主要从事机器人学、多指灵巧手的协调操作