一种棒材大弯曲变形快速测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110064680A(43)申请公布日2019.07.30(21)申请号201910294939.6(22)申请日2019.04.12(71)申请人太原科技大学地址030024山西省太原市万柏林区窊流路66号(72)发明人要志斌黄庆学马立峰田雅琴眭东亮崔泰毓马乐乐(74)专利代理机构山西五维专利事务所(有限公司)14105代理人雷立康(51)Int.Cl.B21C51/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种棒材大弯曲变形快速测量方法(57)摘要本发明涉及一种棒材大弯曲变形快速测量方法，它属于棒材矫直检测技术领域。本发明主要是解决现有棒材弯曲度的检测方法存在着检测误差大、精度低、工作量大和效率低的技术问题。本发明的技术方案是：一种棒材大弯曲变形快速测量方法，其利用激光扫描设备获取弯曲棒材各截面轮廓数据，经过数据滤波去噪，进行椭圆拟合，得到各截面椭圆中心坐标，同时以棒材两端的拟合椭圆中心建立基准轴线，再用极坐标处理各截面中心与理想轴线的差值，获取棒材在轴向上的偏离角度和偏离半径，实现棒材整个轴向的弯曲测量和分析。本发明具有能在矫直过程中快速、高效的实现高精度弯曲检测，同时还能分析棒材尺寸参数、表面质量，为棒材生产、加工提供依据等优点。CN110064680ACN110064680A权利要求书1/1页1.一种棒材大弯曲变形快速测量方法，其特征是：利用激光扫描设备获取弯曲棒材各截面轮廓数据，经过数据滤波去噪，进行椭圆拟合，得到各截面椭圆中心坐标，同时建立棒材理想轴线，用极坐标处理各截面中心与理想轴线的差值，获取棒材在轴向上的偏离角度和偏离半径即弯曲挠度，实现棒材整个轴向的弯曲测量和分析。2.根据权利要求1所述的一种棒材大弯曲变形快速测量方法，其特征是：具体步骤为：1)将弯曲棒材安置于测量平台支座上，并处于激光扫描设备的测量范围内；2)在激光扫描设备测量范围内，弯曲棒材与激光扫描设备做相对直线运动，获取被测棒材表面轮廓数据；3)对棒材各截面轮廓数据进行数据预处理，进行滤波去噪，剔除异常值；4)对预处理后的棒材各截面轮廓数据进行椭圆拟合；5)以棒材两端的扫描轮廓拟合的椭圆中心建立基准轴线；6)利用极坐标计算棒材的弯曲：在极坐标下，以理想轴线中心点为原点，计算实际测量中心与理想轴线中心的偏离情况；所获极坐标(θi,ri)中，θi表示偏离角度，ri表示偏离半径；7)将被测棒材各扫描截面的坐标(θi,ri)沿棒材轴向绘制出来，将棒材轴向各截面偏离角度和偏离半径进行完整描绘，从而获得棒材在轴向上的偏离角度和偏离半径，完成棒材整个轴向的弯曲测量。3.根据权利要求2所述的一种棒材大弯曲变形快速测量方法，其特征是：所述步骤2)中弯曲棒材与激光扫描设备做相对直线运动，获取被测棒材表面轮廓数据的方法为：a、单台激光扫描设备相对弯曲棒材运动做单次扫描，获取棒材局部轮廓数据；b、或使单台激光扫描设备相对于棒材截面垂直方向和水平方向做两次轴向扫描，获取棒材的截面轮廓数据；c、或利用两台甚至多台激光扫描设备呈不同角度布置，沿棒材轴向做一次扫描，获取棒材截面轮廓数据。2CN110064680A说明书1/3页一种棒材大弯曲变形快速测量方法技术领域[0001]本发明涉及一种棒材大弯曲变形快速测量方法，它属于棒材矫直检测技术领域。适用于管、轴等棒材零件矫直工艺过程中的弯曲测量，也适用于管、轴等棒材弯曲加工时的测量。背景技术[0002]管、轴等棒材零件在生产过程中，比如轧后、锻后以及热处理等环节中，由于各种因素的影响，往往会出现较大的弯曲变形，产生形状缺陷，为了减少弯曲变形、提高材料利用率、所以必须对该类零件进行矫直。针对管、轴等零件主要采用压力矫直工艺，即三点弯曲矫直理论实现矫直。[0003]压力矫直工艺在矫直过程中，必须对工件的弯曲变形情况进行检测，以确定支点和压点的位置，并确定压点行程。传统的检测方法，通常需要棒材旋转，打表检测各截面径向跳动，通过计算公式得出棒材的弯曲度，才能确定支点和压点的位置。由于安装位置、棒材弯曲等原因，这种方法检测位置有限，且检测出的并非是圆截面的径向变化，所以检测误差大、精度低、工作量大、效率低，无法提供更高的检测精度和控制精度，使得压力矫直精度低、质量稳定性差，制约了压力矫直工艺的发展。发明内容[0004]本发明的目的是解决现有棒材弯曲度的检测方法存在着检测误差大、精度低、工作量大和效率低的技术问题，提供一种高精度棒材大弯曲变形快速测量方法。[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：[0006]一种棒材大弯曲变形快速测量方法，其利用激光扫描设备获取弯曲棒材各截面轮廓数据，经过数据滤波去噪，进行椭圆拟合，得到各截面椭圆