锻件在线非接触测量系统[实用新型专利]

[12]实用新型专利说明书专利号 ZL

200620168580.6

[51]Int.CI.

B21J 5/00 (2006.01)G01B 11/02 (2006.01)

[45]授权公告日2008年1月9日[22]申请日2006.12.21[21]申请号200620168580.6

[73]专利权人一重集团大连设计研究院

地址116600辽宁省大连市经济技术开发区东北

大街96号[72]设计人常怀德 王光儒 王建新 杨庆光

[11]授权公告号CN 201002124Y

[74]专利代理机构大连东方专利代理有限责任公司

代理人李洪福

权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页

[54]实用新型名称

锻件在线非接触测量系统

[57]摘要

本实用新型公开了一种锻件在线非接触测量系统，其特征在于包括测量装置架构、工业摄像头、移动伺服电机、22℃恒增温压系统和人机交互系统；工业摄像头为水平和竖直方向各一对，并且每对分别安装在两个光杠上，并由移动伺服电机所驱动的丝杠带动；工业摄像头、丝杠、光杠和移动伺服电机装在密封罩内；22℃恒温增压系统由导气管将其与密封罩的内部相通；人机交互系统包括电脑和控制面板，人机交互系统通过传输线与工业摄像头、移动伺服电机和光电位移传感器相连接；密封罩上有同步气孔；该锻件在线非接触测量系统具有降低成本、减少工人劳动强度、增加工作人员安全等功能适于在锻件等危险测量中广泛使用。

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权 利 要 求 书

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1、一种锻件在线非接触测量系统，其特征在于包括测量装置架构(1)、工业摄像头(2)、移动伺服电机(3)、22℃恒增温压系统(5)和人机交互系统；所述的移动伺服电机(3)安装在测量基座(7)内，并联有丝杠(4)；所述的丝杠(4)由测量装置构架(1)和测量装置基座(7)上的轴承(18)固定；所述的工业摄像头(2)为水平和竖直方向各一对，并且每对分别安装在两个光杠(17)上，并由移动伺服电机(3)所驱动的丝杠(4)带动；所述的光杆(17)固定在测量装置构架(1)和测量装置基座(7)之间；所述的工业摄像头(2)、丝杠(4)、光杠(17)和移动伺服电机(3)装在密封罩(10)内；所述的密封罩(10)通过测量装置架构(1)和测量装置基座(7)固定；所述的22℃恒温增压系统(5)由导气管(11)将其与密封罩(10)的内部相通；所述的人机交互系统包括电脑(6)和控制面板(13)，人机交互系统通过传输线与工业摄像头(2)、移动伺服电机(3)和光电位移传感器(12)相连接；所述的工业摄像头(2)通过传输线将图像信息传给人机交互系统；所述的人机交互系统通过传输线将控制信号传给移动伺服电机(3)；所述的移动伺服电机(3)安装在丝杠(4)的下端；所述移动伺服电机(3)上安有光电位移传感器(12)，光电位移传感器(12)由传输线连接到人机交互系统上；所述的密封罩(10)上有同步气孔(9)。

2、根据权利要求1所述的锻件在线非接触测量系统，其特征在于所述的同步气孔(9)位于工业摄像头(2)的视口处，由移动伺服电机(3)所驱动的丝杠(4)同步带动，使之同工业摄像头(2)同步移动。

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说 明 书

锻件在线非接触测量系统

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技术领域

本实用新型涉及一种测量系统，尤其涉及一种锻件在线非接触测量系统。 背景技术

长期以来，在水压机锻造中灰尘密布、噪声过高等等，造成环境极其恶劣。由于没有有效的测量手段，操作人员只能先通过目测估计，再用如下方式进行测量：对于尺寸较小的锻件用卡钳、样板等间接测量炽热的锻件，为避免灼伤，匆忙测量的结果极不准确；对于尺寸较大的锻件则采用观察指针在标尺上的位置来判断锻件尺寸的方法，但是由于指针太粗，刻线与刻度都很宽，再加上与操作者距离又远，要观察抖动的指针非常困难，所以测量精度极低，一般误差都在20mm以上。以上情况不仅不利于安全生产，而且由于无法做到连续监测，为提高成品率，锻件尺寸都要留出比设计尺寸大一些的防废余量，这样不仅增加了后序机加工成本，并且费工费时，浪费原材料等等。这种现象在大中型水压机锻造中更为突出。 发明内容

本实用新型的目的旨在研究一种安全、使用方便又节约原材料的锻件在线非接触测量系统。本实用新型的技术解决方案是这样实现的：

一种锻件在线非接触测量系统，其特征在于包括测量装置架构、工业摄像头、移动伺服电机、22℃恒增温压系统和人机交互系统；所述的移动伺服电机安装在测量基座内，并联有丝杠；所述的丝杠由测量装置构架和测量装置基座上的轴承固定；所述的工业摄像头为水平和竖直方向各一对，并且每对分别安装在两个光杠上，并由移动伺服电机所驱动的丝杠带动；所述的光杆固定在测量装置构架和测量装置基座之间；所述的工业摄像头、丝杠、光杠和移动伺服电机装在密封罩内；所述的密封罩通过测量装置架构和测量装置基座固定；所述的22℃恒温增压系统由导气管将其与密封罩的内部相通；所述的人机交互系统包括电脑和控制面板，人机交互系统通过传输线与工业摄像头、移动伺服电机和光电位移传感器相连接；所述的工业摄像头通过传输线将图像信息传给人机

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交互系统；所述的人机交互系统通过传输线将控制信号传给移动伺服电机；所述的移动伺服电机安装在丝杠的下端；所述移动伺服电机上安有光电位移传感器，光电位移传感器由传输线连接到人机交互系统上；所述的密封罩上有同步气孔；所述的同步气孔位于工业摄像头的视口处，由移动伺服电机所驱动的丝杠同步带动，使之同工业摄像头同步移动。

由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的锻件在线非接触测量系统的优点是显而易见的，通过一种巧妙的结构实现了既可以降低成本、减少工人劳动强度、增加工作人员安全又减少机加工余量提高制造加工效率，节约原材料和贵重金属等优点。 附图说明

图1为本实用新型的结构示意图； 图2为本实用新型的安装位置示意图。

图中：1、测量装置架构，2、工业摄像头，3、移动伺服电机，4、丝杠，5、22℃恒湿增压系统，6、电脑，7、测量装置基座，8、被测锻件，9、同步气孔，10、密封罩，11、导气管，12、光电位移传感器，13、控制面板，14、测量系统，15、水压机，16、操作室，17、光杠，18、轴承。 具体实施方式

如图2所示本测量系统14位于水压机操作室16旁，距离被测锻件8约为8-10M，占地面积小，操作简单方便。图1所示测量系统通过在水平和竖直方向分别各安装两个工业摄像头2，工业摄像头2分别安装在水平和竖直方向的两根光杠17上，并由移动伺服电机3所驱动的丝杠4带动；在移动伺服电机3上设有光电位移传感器12；移动伺服电机3由移动伺服系统驱动控制沿水平和竖直方向移动，分别捕捉锻件的左右和上下边缘，通过光电位移传感器12将左右和上下两摄像头之间的距离传回到人机交互系统后，经电脑6计算即可得到被测锻件8的长度和径向高度的数值，并时时显示在人机交互系统界面上；操作人员可根据需要控制工业摄像头的移动和摆动方向及放缩观察锻件表面和整体质量，也可让系统自动跟踪锻件的边缘，当锻件要达到成品时系统会做出报警提示；为降低测量系统受外界温度和噪声(电、磁等等)的影响，测量系统的关键部件被封闭在一个独立的22℃恒温增压系统5内，同步气孔9位于工业摄像头的视口处并且出气口和工业摄像头同步移动，溢出的空气可清洁摄像头的光路，以

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保证获得清晰的图像，免受现场粉尘干扰。

使用时以测量锻件径向高度为例说明测量系统的测量过程，在测量之前，应先开动22℃恒温增压系统5，当系统温度稳定在22℃左右，确认将测量系统恢复零位置，排出红光现象后再进行测量。

1.手动测量如图1所示，操作人员通过人机交互系统的控制面板13，控制上下两个移动伺服电机3带动工业摄像头2，跟踪被测锻件8的上下两个边缘，而在人机交互系统的电脑6上会出现两个摄像头所“看”到的图像，且图像上附有刻度标尺，时时显示两摄像头3的中心距离，即锻件此时的径向高度。当锻件很小时可通过移动一个摄像头进行测量.

2.自动测量首先，在人机交互系统的电脑6上显示的图像上，操作人员应分别指定需要跟踪的锻件的上下边缘，然后启用自动测量；当锻件的径向高度缩小时，测量系统会根据所获图像的变化来判断锻件边缘的运动方向，并驱动移动伺服系统4做相应的移动，使两个摄像头中心分别对准锻件的上下边缘，时时显示锻件的径向高度值，当尺寸接近预先设定值时，系统会自动报警提醒操作者。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

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说 明 书 附 图

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