本项目来源于马鞍山钢铁股份有限公司,是为了实现工字钢结晶器内腔尺寸的自动测量而研制开发的一台适用于钢铁生产车间的专用三坐标测量机。相对于过去的手工测量,测量效率和测量精度都得到了大大提高,从而可以定期对结晶器内腔磨损情况进行高精度检测以保证工字钢毛坯的精度。 结晶器内腔尺寸自动测量机是以多坐标测量原理为基础的,本论文介绍了该测量机的研制与开发情况,主要包括:主机机械结构的设计及其零部件的选型,测头系统,电气系统及测量机误差源分析。其中,测头系统包括测头的选型,测头信号电路的设计;电气系统包括电气控制系统以及软件系统。电气控制系统主要包括运动控制卡对单轴与多轴联动的控制,通信控制,限位保护控制、测头触发中断控制以及手动测量控制等;软件系统主要包括测量控制软件与数据处理软件,而且软件系统除了结晶器内腔专用测量软件外,还包含基本几何量与形位误差的测量程序。此外,本文还从机构误差,测量系统误差,测量方法误差,测头误差、软件误差、力变形、热变形等方面进行了分析并对部分主要误差项进行修正。本文也对部分已获得的测量结果进行了分析。