大锻件是重大基础装备的关键部件,是国家发展和国民经济建设的重要基础,全面提高大型锻件的制造能力和技术水平具有重大的社会意义和经济价值。大型锻件的外形尺寸和内在质量需要在锻造过程中通过在线测量加以保证。本文密切结合国家重大产业对高质量大锻件的迫切需求及其测量技术现状,在国家重点基础研究发展计划(973计划)的资助下,对大锻件尺寸测量的关键技术进行了比较全面的探索研究工作,以期为提高国内的大锻件的质量做贡献。本文的研究工作涉及以下几个方面:1.采用激光扫描测距的方法实现锻件尺寸测量。该方法通过二自由度的并联机构带动激光测距传感器运动,获取锻件表面的点的距离信息以及两个驱动电机的转角信息。使用坐标变换得出这些点在固定坐标系下的坐标,再把这些点使用逆向工程软件得出三维外形,然后进行尺寸测量。2.通过在测量机构上安装摄像头,实时掌握测量位置。建立被测量点和图像上点的对应关系,使用图像引导的方法标示出被测点位置;根据当前点与待到达点之间的转角差,实现电机带动测距传感器对指定点的测量。3.使用边界搜索检测的方法,快速确定被测锻件的边界,提高扫描效率。根据扫描采集的点的信息,导入逆向工程软件生成锻件的三维外形,可以据生成的外形来测量尺寸和纠正锻压过程中产生的形状偏差。4.分析了测量轴类锻件的理论模型。针对常见的轴类锻件,通过实验室实际测量,把测量所得的点运用数学模型,求解出其关键尺寸。对于规则形状的锻件把测量所得的点导入逆向工程软件,重构其三维外形,再测量其尺寸。5.对造成测量误差的原因和影响程度进行了分析,提出了减小误差的对应方法。并通过实验室的试验验证激光测距法测量大锻件尺寸方法及误差控制措施的可靠性和精度。本文的研究工作为激光测距法测量热态大锻件尺寸应用于锻压现场生产实际奠定了基础。