环形锻件是一种重要的锻造工件,在航空航天、石油化工、核电等领域有着广泛的应用。随着科学技术的发展和环形锻件复杂度的提高,对环形锻件的锻造质量和测量精度提出了更高要求。环形锻件外径尺寸的测量是保证环形锻件达到工艺要求的关键技术,因此,环形锻件外径尺寸的测量精度问题一直以来都受到研究者们的大量关注,如何高效准确的测量环形锻件外径尺寸成为研究的热点。本文针对环形锻件外径尺寸测量精度问题提出两种测量方法,主要创新性工作如下:首先,基于二维点云数据特征和标准差理论提出一种点云数据重采样的环形锻件外径尺寸测量方法。该方法从激光扫描数据中提取密集分布的点云数据作为重采样的结果,并运用均值滤波方法对提取的点云数据进行光滑处理,得到具有良好圆弧特性的点云数据。利用最小二乘法原理对处理后的数据作椭圆拟合,从而得出待测环形锻件的外径尺寸信息。其次,在上述测量方法的基础上提出一种测量精度更高的方法,该方法主要将激光扫描与CCD相结合对环形锻件进行测量。在测量过程中,将点云数据依次以3个为一组,利用直线拟合的位置判别法对点云数据进行精简,其中在拟合直线下方的点保留,反之剔除。同时利用CCD图像边缘检测技术得到环形锻件两侧边缘点并转换到实际空间。将精简后的激光点云数据与环形锻件两侧边缘点的实际空间点放到同一个直角坐标系下。通过基于最小二乘原理的圆拟合得到环形锻件的外径尺寸信息。另外,利用旋转公式将处理后的数据旋转得到完整截面的数据点,对环形锻件各个截面做同样的处理,得到环形锻件的三维点云数据并构建三维立体模型。最后,搭建环形锻件外径尺寸测量平台。以标准环形锻件、一阶环形锻件和三阶环形锻件作为测量对象进行实验。将测量结果与标准值进行对比,并对测量的结果作误差分析,验证本文提出的环形锻件外径尺寸测量方法的可行性与准确性。