新型大鍛件尺寸測量系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、大鍛件是重大基礎(chǔ)裝備的關(guān)鍵部件，隨著我國電力、船舶、石油和化工行業(yè)的發(fā)展，對大鍛件的需求越來越大。大鍛件多采用自由鍛造方法制造，先進的大鍛件在線尺寸測量技術(shù)對提高自由鍛造系統(tǒng)的性能具有重要作用。本文結(jié)合國家重大產(chǎn)業(yè)對高質(zhì)量大鍛件的迫切需求，在國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃的支持下，對大鍛件尺寸測量技術(shù)進行了比較全面的探索性研究。主要包括以下內(nèi)容： ⑴提出采用脈沖激光測距傳感器配合球面二自由度并聯(lián)機構(gòu)實現(xiàn)大鍛件尺寸測量的新方法?；舅枷?/p>

2、是利用球面二自由度并聯(lián)機構(gòu)的高靈巧度和高精度實現(xiàn)激光傳感器對鍛件表面快速穩(wěn)定的掃描，通過掃描點云的三維信息確定鍛件外形尺寸。通過直接測量球面并聯(lián)機構(gòu)的兩輸入角度和傳感器的距離信息，基于球面并聯(lián)機構(gòu)的坐標變換原理確定鍛件表面被測點在固定坐標系下的坐標。 ⑵將球面保角理論應用到球面二自由度并聯(lián)機構(gòu)的工作空間分析中。即用平面上的點集來表示球面二自由度并聯(lián)機構(gòu)可達工作空間，通過分析動點投影圓半徑的大小來研究球面并聯(lián)機構(gòu)工作空間的大小，為

3、考察本測量系統(tǒng)的測量空間提供了理論基礎(chǔ)。推算出機械系統(tǒng)的雅克比矩陣，根據(jù)雅克比矩陣分析測量系統(tǒng)的奇異位形，以此考察測量系統(tǒng)的可靠性并分析系統(tǒng)的解耦性與各向同性，考察機械驅(qū)動裝置的可控性。 ⑶按照機械系統(tǒng)工作性能分析確定了機械系統(tǒng)的工作方式。采用精密無刷直流電機和模塊化電機運動控制器完成控制系統(tǒng)的搭建。研究無刷直流電機控制方式，完成電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)三閉環(huán)控制器的PID參數(shù)整定。 ⑷設(shè)計測量系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集的流程，通過W