高温构件几何参数测量方法及实验研究

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核电系统用大型转子、大型船用柴油机曲轴、潜水艇专用甲板等大型机电装备的关键结构件，在锻造加工的过程中，准确、及时地对其几何参数进行在线测量对于提高材料的利用率、节约能源、提高制造质量和生产效率具有重要的现实意义。然而，目前我国许多生产厂仍采用落后的人工接触式测量方法，测量误差大、时间长，导致加工余量增大，资源浪费严重，生产效率低下。本文以实现高温构件的在线测量为目标，针对构件的三维测量和高温构件的图像采集等问题展开研究，旨在探索高温构件几何参数测量的新思路和方法。针对高温构件由人工直接接触测量误差大，工作环境条件恶劣的缺点，提出利用立体视觉方法对其进行测量。立体视觉方法具有非接触性、测量信息丰富及可测量三维尺寸等优点，满足对高温构件在线测量的要求。针对高温构件发出的在摄像机感光范围内的强辐射对成像的影响，研究了光谱选择性图像采集方法，避免直接采用高温构件的强辐射成像，在照明光源的配合下，选择性的利用其在弱辐射波段的某狭窄波段范围的反射光成像。实验证明，采用光谱选择性图像采集方法成功消除了高温对图像质量的影响，获得的图像接近高温构件在常温时的图像。此方法不仅能为后续的测量奠定基础，而且可以作为高温构件表面缺陷检测的观测手段。在以上测量方法的基础上，搭建了由照明光源、CCD摄像机、带通滤光片、非接触式测温仪和工作站等组成的测量系统。在对各类摄像机标定方法充分研究分析的基础上，利用基于二维标定板的标定方法对CCD摄像机进行了标定，并通过测量实验对标定的结果进行了验证。实验结果表明，所提出的几何参数测量方法和标定方法满足高温构件测量实验的要求。

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作者
王宁;
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作者单位

大连理工大学;

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授予单位大连理工大学;
学科机械制造及其自动化
授予学位硕士
导师姓名贾振元;
年度 2008
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 TH811.2;
关键词
高温构件; 几何参数测量; 大型机电装备; 机器视觉; 非接触式测量系统;

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