基于振動點云補償鍛件尺寸在線測量系統研究

卞紹順，單德彬，張彬，郭卜瑞，徐文臣，徐佳煒

技術創新

基于振動點云補償鍛件尺寸在線測量系統研究

卞紹順1,2，單德彬1，張彬2，郭卜瑞1，徐文臣1，徐佳煒1

（1.哈爾濱工業大學 金屬精密熱加工國家級重點實驗室，哈爾濱 150001；2.連云港杰瑞自動化有限公司，江蘇 連云港 222006）

針對高溫鍛造生產線檢測任務中機械振動造成鍛件熱態尺寸測量誤差較大的問題，提出基于加速度傳感器的振動點云補償方法。振動點云補償方法是在激光相機中內置加速度傳感器獲取振動信號，在檢測出相機振動的加速度后，通過二次積分求解出相機在3個方向上的位移量，并通過旋轉矩陣變換得到對應點的坐標值，從而對相機振動帶來的點云偏差進行補償和校正。在完成對點云偏差的修正之后，利用Halcon中的模板匹配算法對鍛件點云進行匹配。搭建了具有加熱、鐓粗、預鍛等工序的汽車輪轂機器人自動化鍛造生產線，根據鍛造工藝要求，使用所研制方法對高溫鍛件產品進行了關鍵尺寸的在線測量。經補償后，鍛件點云尺寸平均測量誤差由±0.9 mm降低至±0.1 mm，標準差由0.52 mm降低至0.056 mm。采用二氧化硅氣凝膠隔層降噪、增加防振結構件及隔熱恒溫等措施，使用藍紫線激光3D相機，并通過基于加速度傳感器的振動點云補償算法，可以滿足鍛造自動化生產線的在線檢測要求，能夠提高鍛造生產線高溫鍛件尺寸的檢測精度、降低尺寸檢測的不穩定性。

熱態尺寸檢測；點云振動補償；模板匹配算法；……