[發(fā)明專利]一種工件質量損失檢測設備及工件質量損失檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410735986.7
• 申請日: 2014-12-05
• 公開（公告）號: CN104535577A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設計）人: 張玉燕;溫銀堂;王振春;戰(zhàn)再吉;呂坤坤;王大正;周陽
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產(chǎn)權代理有限公司 11315
• 代理人: 許志勇

1.一種工件質量損失檢測設備，其特征在于，包括：

載荷平臺，固定在所述載荷平臺上的型材構架，安裝在所述型材構架上且能夠在所述型材構架上移動的定位裝置，以及固定安裝在所述定位裝置上的激光掃描傳感器；

所述檢測設備還包括與所述激光掃描傳感器相連的計算機控制模塊；

所述激光掃描傳感器，用于由所述定位裝置帶動沿位于所述載荷平臺上的細長形狀的被測工件平滑移動，在移動的過程中對所述被測工件的輪廓線進行掃描，得到檢測數(shù)據(jù)，并將所述檢測數(shù)據(jù)傳輸給所述計算機控制模塊；

所述計算機控制模塊，用于基于接收的所述檢測數(shù)據(jù)確定所述被測工件的質量損失。

2.如權利要求1所述的檢測設備，其特征在于，所述計算機控制模塊還與所述定位裝置相連，用于在對所述被測工件進行檢測時，控制所述定位裝置帶動所述激光掃描傳感器沿所述被測工件平滑移動。

3.如權利要求2所述的檢測設備，其特征在于，所述計算機控制模塊，具體用于控制所述定位裝置帶動所述激光掃描傳感器沿所述被測工件勻速平滑移動；

所述激光掃描傳感器，具體用于按照預設掃描周期對所述被測工件的輪廓線進行掃描。

4.如權利要求2所述的檢測設備，其特征在于，所述計算機控制模塊，具體用于控制所述定位裝置帶動所述激光掃描傳感器沿所述被測工件按照預設步長平滑移動；

所述激光掃描傳感器，具體用于在所述定位裝置按照所述預設步長每移動一次，對所述被測工件的輪廓線掃描一次。

5.如權利要求1-4任一所述的檢測設備，其特征在于，所述型材構架具有同步帶導軌；

所述定位裝置包括滑塊，用于在所述同步帶導軌上平滑移動；

所述激光掃描傳感器固定安裝在所述滑塊上。

6.一種基于權利要求1所述的檢測設備的工件質量損失檢測方法，其特征在于，包括：

所述計算機控制模塊獲取接收的所述檢測數(shù)據(jù)，所述檢測數(shù)據(jù)包括所述激光掃描傳感器沿所述被測工件平滑移動過程中，每次掃描得到的表示所述被測工件橫截面的輪廓線上各掃描點橫向位置的橫向檢測數(shù)據(jù)和縱向位置的縱向檢測數(shù)據(jù)；

基于每次掃描得到的所述各掃描點的所述橫向檢測數(shù)據(jù)和縱向檢測數(shù)據(jù)，以及每次掃描時所述定位裝置當前所在位置表示的所述被測工件橫截面的輪廓線上各掃描點沿所述被測工件方向的長度數(shù)據(jù)，確定所述被測工件表面的所述各掃描點的三維坐標；

根據(jù)所述被測工件表面的所述各掃描點的三維坐標，確定所述被測工件的表面損失體積；

基于所述被測工件的所述表面損失體積和所述被測工件的材料密度，確定所述被測工件的質量損失。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述被測工件表面的所述各掃描點的三維坐標，確定所述被測工件的表面損失體積，具體包括：

根據(jù)表示所述被測工件表面的所述各掃描點的高度的Z坐標，構建Z坐標的m*n階的數(shù)據(jù)矩陣，其中，m為每次掃描的掃描點的數(shù)量，n為掃描的次數(shù)；

使用邊緣檢測算法，對構建的所述數(shù)據(jù)矩陣表示的灰度圖像進行邊緣檢測，確定所述被測工件的損傷區(qū)域；

根據(jù)所述被測工件表面的所述損傷區(qū)域內的各掃描點的三維坐標，確定所述被測工件的表面損失體積。

8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述被測工件表面的所述損傷區(qū)域內的各掃描點的三維坐標，確定所述被測工件的表面損失體積，具體包括：

采用如下公式確定所述被測工件表面的所述損傷區(qū)域中第j列的基準：

其中，u為所述損傷區(qū)域中的第j列的基準，所述損傷區(qū)域中第j列的邊緣點坐標為(p,j)和(q,j)，Z_ij為所述損傷區(qū)域中第i行第j列的Z坐標；

采用如下公式確定所述被測工件的表面損失體積：

其中，V為所述被測工件的表面損失體積，u_j為所述損傷區(qū)域中的第j列的基準，s為單個掃描點所對應的微元面積。

9.如權利要求6-8任一所述的方法，其特征在于，所述檢測數(shù)據(jù)為多次檢測得到的檢測結果的平均值。

10.如權利要求6-8任一所述的方法，其特征在于，在確定所述被測工件表面的所述各掃描點的三維坐標之后，還包括：

使用逆向工程算法對所述各掃描點的三維坐標進行三維重建，創(chuàng)建所述被測工件表面的可視化模型；

展現(xiàn)所述可視化模型。