結晶器多維坐標尺寸自動測量機的研制.pdf

1、工字鋼是截面為工字形的長條鋼材，以其優(yōu)越的性能廣泛應用于民用建筑鋼結構和工業(yè)構筑鋼結構中。工字鋼結晶器是連鑄生產(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，還對生產(chǎn)過程產(chǎn)生影響，嚴重的情況將造成鋼水脫缸，造成嚴重的生產(chǎn)事故。為了測量結晶器的內(nèi)外尺寸，我們受馬鋼公司委托研制了該測量機。 該測量機使用靠近工業(yè)現(xiàn)場，環(huán)境惡劣，要求測量機具有較強的抗干擾能力，必須采用可靠性好的傳動及導向機構；測量工件內(nèi)腔深寬比較大，形狀

2、特殊，故主機結構不能采用傳統(tǒng)坐標測量機常用的移動橋式結構。 鑒于該測量機的使用環(huán)境和測量工件的特殊形狀，主機采用L橋式結構，屬于直角正交坐標測量機，各軸均采用伺服電機驅(qū)動滾珠絲杠副帶動滑座沿滾珠導軌做直線運動，通過X、Y、Z三軸方向的直線運動實現(xiàn)測桿上的測頭在測量空間的三維運動。測頭采用TESA公司高精度觸發(fā)式測頭，三軸向位移由高精度光柵位移傳感器進行檢測。工控機通過伺服電機控制卡控制電機運轉(zhuǎn)實現(xiàn)三軸的移動。在vC++6.0環(huán)境

3、下對電機控制卡的函數(shù)庫進行2次開發(fā)以實現(xiàn)對測頭空間運動的復雜控制。 本文詳細分析了測量機運行過程中的21項幾何誤差，運用齊次坐標及其變換矩陣這一簡捷而有效的數(shù)學工具建立了測量機測頭中心相對于底座參考坐標系的測量模型。對測量精度影響較大的21項幾何誤差進行了實驗分離，采用誤差分離與修正技術保證測量精度，實現(xiàn)在不增加制造成本，以及不增加編程復雜性的前提下，提高了測量機的精度。在VC++6.0環(huán)境下編寫了自動測量示教、路徑規(guī)劃、數(shù)據(jù)處