結(jié)晶器多維坐標(biāo)尺寸自動(dòng)測(cè)量機(jī)的研制.pdf

1、工字鋼是截面為工字形的長(zhǎng)條鋼材，以其優(yōu)越的性能廣泛應(yīng)用于民用建筑鋼結(jié)構(gòu)和工業(yè)構(gòu)筑鋼結(jié)構(gòu)中。工字鋼結(jié)晶器是連鑄生產(chǎn)工字鋼毛坯的模具，其內(nèi)外尺寸的精度不但影響工字鋼毛坯的精度，還對(duì)生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生影響，嚴(yán)重的情況將造成鋼水脫缸，造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。為了測(cè)量結(jié)晶器的內(nèi)外尺寸，我們受馬鋼公司委托研制了該測(cè)量機(jī)。 該測(cè)量機(jī)使用靠近工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，環(huán)境惡劣，要求測(cè)量機(jī)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，必須采用可靠性好的傳動(dòng)及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；測(cè)量工件內(nèi)腔深寬比較大，形狀

2、特殊，故主機(jī)結(jié)構(gòu)不能采用傳統(tǒng)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)常用的移動(dòng)橋式結(jié)構(gòu)。 鑒于該測(cè)量機(jī)的使用環(huán)境和測(cè)量工件的特殊形狀，主機(jī)采用L橋式結(jié)構(gòu)，屬于直角正交坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，各軸均采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠副帶動(dòng)滑座沿滾珠導(dǎo)軌做直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)X、Y、Z三軸方向的直線運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)測(cè)桿上的測(cè)頭在測(cè)量空間的三維運(yùn)動(dòng)。測(cè)頭采用TESA公司高精度觸發(fā)式測(cè)頭，三軸向位移由高精度光柵位移傳感器進(jìn)行檢測(cè)。工控機(jī)通過(guò)伺服電機(jī)控制卡控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)三軸的移動(dòng)。在vC++6.0環(huán)境

3、下對(duì)電機(jī)控制卡的函數(shù)庫(kù)進(jìn)行2次開發(fā)以實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)頭空間運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜控制。 本文詳細(xì)分析了測(cè)量機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的21項(xiàng)幾何誤差，運(yùn)用齊次坐標(biāo)及其變換矩陣這一簡(jiǎn)捷而有效的數(shù)學(xué)工具建立了測(cè)量機(jī)測(cè)頭中心相對(duì)于底座參考坐標(biāo)系的測(cè)量模型。對(duì)測(cè)量精度影響較大的21項(xiàng)幾何誤差進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分離，采用誤差分離與修正技術(shù)保證測(cè)量精度，實(shí)現(xiàn)在不增加制造成本，以及不增加編程復(fù)雜性的前提下，提高了測(cè)量機(jī)的精度。在VC++6.0環(huán)境下編寫了自動(dòng)測(cè)量示教、路徑規(guī)劃、數(shù)據(jù)處