A measurement system based on laser triangulation for hot workpieces in open die forging

The laser triangulation measurements are a group of non-destructive techniques made with profilometers and displacement laser sensors growing in the field of open die forging. The most important advantage of this technology is the possibility to perform real time measurements, without stopping the ongoing mechanical process and avoiding manual measurements performed by an operator close to the hot workpiece which can result less precise and even dangerous. The objective of the study is to characterize and validate an innovative system for dimensional measurements of hot polygonal workpieces. The system is based on a standalone laser scanner placed in a steel case, which aims at protecting it from the high temperatures; the acquired data are transferred to a computer station, used to elaborate the data by means of an algorithm for geometry reconstruction. The system was tested and validated in the laboratory and results showed an estimation error on the side dimensions lower than 1 mm. Then the test performed in the forging factory, registered an error lower than 2.5 mm, improving the performances of the competitive technology currently used in this context.

Le misurazioni con triangolazione laser fanno parte del gruppo di tecniche non distruttive e sono effettuate con profilometri e sensori di spostamento laser, il cui utilizzo sta aumentando nel settore della forgiatura a stampo aperto. Il più importante vantaggio di questa tecnologia è la possibilità di realizzare misure in tempo reale, senza interrompere il processo meccanico in corso e non esponendo gli operatori a misure con strumenti manuali a stretto contatto con i forgiati incandescenti che possono risultare meno precise e più pericolose. L’obiettivo dello studio è quello di caratterizzare e validare un innovativo sistema per misure dimensionali di poligoni incandescenti. Il sistema prevede un profilometro laser con una base fissa inserito in una cassa di alluminio per la protezione dalle alte temperature; i dati acquisiti vengono trasferiti a una stazione computer adibita all’elaborazione dei dati dove è stato creato ed implementato un algoritmo di ricostruzione della geometria. Il sistema è stato testato e validato in laboratorio e i risultati hanno mostrato un errori di stima sulla misura del lato inferiore a 1 mm. Successivamente i test sono proseguiti in un’applicazione di forgiatura registrando un errore inferiore ai 2.5 mm, migliorando le prestazioni delle tecnologie attualmente in questo contesto.