大型压力容器封头几何形状检测技术研究

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1、浙江工业大学硕士学位论文大型压力容器封头几何形状检测技术研究作者姓名-林静焕指导教师：戴勇／盛水平教授浙江工业大学机械工程学院2013年12月DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnology硒rmeDegreeofMasterIlllllIIlllllllUIIHllllllY2498067ResearchofheadgeometryDetectionTechnologyOilLargepressurevesselCandidate：LinJinghuanAdvisor：DaiYong／ShengShuip

2、ingCollegeofMechanicalEngineeringZhejiangUniversityofTechnologyDec．2013浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中己经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个入或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作者签名：俐日期：哆引硼鲫学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学

3、校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在——年解密后适用本授权书。2．不保密酬(请在以上相应方框内打“、『”)作者繇耩勰剔醛轹兹锡，h‘、厦，7'巩魄r，r，吖计吹嘛姚哆磺浙江工业大学硕士学位论文大型压力容器封头几何形状检测技术研究摘要基于大型压力容器不同尺寸封头满足快速、高效、高精度检测的需求，主要针对封头的内表面几何尺寸进行测量与

4、管控，在对前人探索的基础上，总结经验与优势，设计了一种用激光测距技术对封头内表面进行二维回转扫描的通用便捷式检测仪。封头激光检测仪主要采用激光测距原理，再加之步进电机、计算机技术辅助并控制，实现扫描拟合曲线与标准曲线之间的误差测量。根据本检测系统的特点，基于相位激光测距原理，设计并加工检测装置，配置相应设备形成一个完整的测量系统。以VisualBasic6．0为开发工具，对测量系统进行MFC界面的创建，激光传感器和步进电机以两个不同的串口分别与电脑外设连接，利用计算机技术完成对激光测距仪扫描点数据通信、无线模块数据通信、扫描电机的驱动与定位、激光器的开启及信息的传

5、输、扫描点云数据拟合等功能，完成封头通用激光检测仪机械结构与软件结构的整体布局。1．本论文主要目的是利用激光检测仪实现封头二维平面内物体表面形状的测量，根据测量系统读数为距离和角度关系将其控制在极坐标平面内，实现极坐标与XY二维直角坐标系的转换，对各扫描点云数据进行最小二乘拟合计算，求取相应特征数据平均值和标准差，从而实现大尺寸二维形貌拟合。2．主要论述了系统的设计思路、组成和总体结构，对封头内表面几何形状的检测方法、系统检测原理进行了理论分析和可行性评估，以及建立相应的数学模型并分析。3．对激光检测系统在测量和运算过程中的误差进行研究，如测量延迟时间、不同反射率

6、材料、激光扫描中心一致性等因素对激光测距的误差影响进行相应的分析处理。4．针对激光传感器测量系统、三脚架结构设计、电机伺服控制、光电编码器、无线模块数据通信等原理与技术作了详细的介绍。其中，利用PRO／E三维软件模拟实现主体机械系统的结构布局以及各零部件的设计；同时以VisualBasic6．0为开发工具建立MFC界面，对激光传感器无线模块实现串口通信和伺服系统控制等，解决并初步完成不同尺寸封头内表面几何形状偏差的非接触式检测。5．通过对内径大小为800mm的封头进行试验，对实验所得的结果进行分析完善，同时，也是对激光封头检测装置精度和可行性进行验证。关键词：封头

7、，激光测距，几何形状，轮廓扫描，最d'--乘拟合浙江工业大学硕士学位论文RESEARCHoFHEADGEOMETRYDETECToNTECHNOLOGYONLARGEPRESSUREVESSELABSTRACTBasedondifferentsizelargepressurevesselheadofthedemandoftherapid，efficient，highprecisiondetection，mainlyaimedattheinnersurfaceoftheheadgeometrysizemeasurementandcontrol，onthebasiso

8、fpred