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大型零件加工精度多傳感器融合在線檢測技術與裝備

2022-10-07 16:06:11 來源:本站 瀏覽:135

//?項目介紹

大型零件尺寸大、結構復雜,其加工精度非常重要,決定著現代高端裝備精度、使用壽命及可靠性等。

大型復雜零件加工精度檢測,采用目前的檢測理論和檢測設備難度較大,實現實時、在線、全尺寸檢測幾無可能。以重卡橋殼為例,重卡橋殼形狀復雜,面系、孔系、軸系呈空間交叉分布,加工精度檢測困難;重卡橋殼加工需在線檢測的精度參數眾多,不僅包含多達?6?個軸頸的圓度、同軸度、跳動度的公差要求,同時還有7~8?個平面度、平行度和垂直度的公差要求,以及孔系、面系、軸系相互之間位置精度要求,目前市場測量設備完全不能勝任;重卡橋殼總體?尺寸達?2?米、重達?200-300?公斤,用傳統設備實現精確快速在線測量幾無可能。 ??

中國重汽重卡橋殼生產線按工序集中設計,整線節拍?4?分鐘,目前市場上的設備及中國重汽在原生產線使用的測量方法均不能滿足本項目自動化和生產節拍的要求,如不研制專用自動化測?量系統,就會形成整線生產瓶頸,難于滿足項目指南中的重卡橋殼生產節拍及產量要求。

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大型零件加工機器

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本項目所研發的技術設備,可測量重卡橋殼的加工精度,而且能夠將測量的數據及時反饋給生產線,以根據誤差分析實時調整工藝參數,是滿足重卡橋殼生產加工質量的重要保證。

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零件加工檢測設備

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//?技術優勢

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本項目提出了一種大軸徑尺寸視覺測量方法、同軸度與跳動度誤差視覺測量方法及圓周分布孔的位置度視覺測量方法,大軸徑尺寸視覺測量方法通過改進像素當量標定能有效提高軸徑的測量精度,同軸度與跳動度誤差視覺測量通過算法優化實現,圓周分布孔的位置度視覺測量方法通過坐標轉換構造圓周分布孔位置關系,避免了圖像拼接,計算量小且能獲得較高精度。

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本項目提出了基于激光位移傳感器和高精度?CCD?傳感器融合的跳動非接觸檢測方法,根據大型軸類工件徑向圓同軸度、圓度、圓柱度等加工精度的要求,提出了多傳感器位置布點規劃優化方法。

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本項目提出了基于單只激光位移傳感器的多步測量方法。在多步法測量過程中,激光位移傳感器射線應通過橋殼軸線并與橋殼軸線垂直。實際檢測中因傳感器安裝誤差且檢測設備受加工精度影響,檢測儀難以保證傳感器與橋殼軸線定位的相對位置關系。傳感器射線不通過被測截面圓心會產生偏心誤差,射線不垂直橋殼輪廓表面會產生軸線傾斜誤差。存在偏心傾斜誤差的輪廓數據將融入工件的圓度誤差之中,無法反應被測截面的真實形貌,影響圓度、圓柱度誤差評定結果。

針對上述誤差干擾因素,提出了一種橋殼軸線定位偏心傾斜誤差補償方法,通過檢測兩個(及以上)橋殼截面數據,?擬合截面最小二乘圓心及空間軸線,求解出目標截面偏心量及軸線傾斜角度。構建空間變換矩陣,對檢測截面進行空間坐標變換,將具有偏心傾斜的原始截面平移旋轉至理想正截面,消除橋殼軸線定位偏心傾斜所引入的誤差,有效提升橋殼圓度、圓柱度誤差評定精度。

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本項目根據重卡橋殼的特點及檢測要求,研發了一種重卡橋殼加工精度在線自動檢測設備。該設備采用傳感器回轉檢測方案,避免橋殼因質量不均回轉時由動平衡引起?定位精度的損失。該設備采用激光位移傳感器和機器視覺多傳感器融合的方式采集截?面輪廓數據,通過記錄分析數據可以發現工件加工過程中存在的問題,采用誤差分離?算法提高了檢測精度,能夠實現多加工誤差的同時測量,滿足生產線加工節拍要求。

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//?項目特點

研發的檢測設備已成功應用至中國重汽集團濟南橋箱有限公司重卡橋殼柔性加工生產線上,填補國產裝備橋殼加工質量在線檢測系統的空白,提高了重卡橋殼生產線檢測效率與產品質量。

重卡橋殼加工質量智能檢測系統的進一步開發,可適應重卡橋殼MAN、AC16、HC16?三大系列12種規格的橋殼的柔性自動化在線測量,具有重要推廣應用價值。

同時,重卡橋殼加工智能智能檢測系統的成功研發及示范應用可提升國產檢測裝備技術水平,隨著系統功能的完善,可進一步推廣到其它復雜機械零件加工制造與檢測領域,市場潛力巨大。

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