[发明专利]车轮热锻钢坯位置在线检测系统

说明书

技术领域

本发明属于检测技术领域，具体涉及一种车轮热锻园柱钢坯实际轴线与热锻机锻压中心之间位置偏差的在线检测方法及其检测系统。

背景技术

在车轮生产线上，首道工序是下料，将炼钢厂送来的圆柱钢棒，根据某规格车轮所需材料体积按照一定的下料长度，在数控圆盘锯切机上锯切成一块块园柱钢坯，然后将钢坯送加热炉，加热好的钢坯经除鳞机除去表面氧化皮，由机械手抓取送到热锻机的下模具上，进行锻压成型。钢坯放到热锻机下模具上时，要求圆柱钢坯轴线与热锻机锻压中心的重合度在一定公差范围内，即要将钢坯放到热锻机的正中，不能偏心，否则经后续轧制加工后车轮径向方向尺寸不均，即产生偏心，使车轮动平衡达不到要求，满足不了高质量车轮的生产，严重的会产生废品，且钢坯位置偏心一般是由于机械手控制系统漂移产生的，一旦出现偏心又未能及时发现并进行修正，将会产生一批废品，造成严重的经济损失。

加热好的钢坯是用机械手送往热锻机的，采用机械手对钢坯的位置进行控制，理论上讲是可以将钢坯放到准确位置，但是由于机械手回转半径大、控制系统漂移等原因，钢坯实际轴线与热锻机锻压中心的重合度不在允许公差范围内的现象时常出现，所以对钢坯位置即所述的中心重合度必须进行实时检测，对于超过允许公差范围的钢坯在进入后道工序前要检出剔除，并报警以及时调整和补偿机械手控制系统。目前生产线上是采用人工抽检的方法进行检验，工作量大且容易漏检。目前国内车轮生产线上没有车轮热锻钢坯位置在线检测系统。

发明内容

为了检测判别加热过的车轮圆柱钢坯放到热锻机下模具上时，其实际轴线与热锻机锻压中心是否重合，本发明提出一种车轮热锻钢坯位置在线检测方法和检测系统。

本发明解决其技术问题所采用的检测方法的技术方案是：如图1所示，将三个高温激光测距传感器两两对称地安装在热锻机的三个立柱侧面上，经调整装置微调并标定，使激光器发出的三根激光线光柱在同一平面内，且均指向热锻机中心、三根光柱之间的夹角为α及π-α。拆去热锻机下模具及模座，装上本系统标定装置，通过高精度的加工及装配，保证本标定装置的中心就是热锻机锻压中心，先将精加工的标准圆柱钢坯放上标定装置的测量位，此时标准钢坯内孔套在标定装置的立轴上，标准圆柱钢坯外园与内孔的同轴度为0.03mm，标准钢坯的中心与热锻机锻压中心重合，测出激光测距传感器到标准圆柱钢坯外表面的距离，分别为l₀₁、l₀₂、l₀₃。再换上热锻机下模具及模座，当机械手送进实际钢坯后，测出激光测距传感器到实际钢坯外表面的距离分别为l₁、l₂、l₃，图中1、2、3点分别为三个激光光柱与实际钢坯的交点，计算出此三点的坐标，据此计算出实际钢坯中心的坐标及钢坯位置偏差值。

以热锻机锻压中心为原点建立x0y坐标系，根据式(1)就可计算出实际车轮圆柱钢坯轴线与热锻机锻压中心的偏差为：

δx=x1232+y1232---(1)]]>

式中：x123＝(a×(yb2-yb3)-b×(yb1-yb2))/(-c)              (2)

y123＝(a×(xb2-xb3)-b×(xb1-xb2))/c                       (3)

a＝xb1²+yb1²-xb2²-yb2²                                    (4)

b＝xb2²+yb2²-xb3²-yb3²                                    (5)