[發明專利]一種回轉體壁厚檢測方法

在審

• 申請號: 201810394620.6
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108645359A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 向華;劉小延;張敬宇;李波;陳庚
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;武漢華中數控股份有限公司;湖北文理學院
• 主分類號: G01B17/02
• 分類號: G01B17/02;G06T17/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 梁鵬;曹葆青

本發明屬于工件壁厚檢測領域，并公開了一種回轉體壁厚檢測方法。該方法包括：S1：測量待檢測回轉體多個截面上的多個測量點，獲得待檢測回轉體的點云集；S2：構建待檢測回轉體的三維理想模型，獲得三維理想模型的點云集，將待檢測回轉體與三維理想模型的點云集統一到同一個坐標系中；S3：通過待檢測回轉體的點云集構建成待檢測回轉體的三維四面體網格模型，將獲得的三維四面體網格模型與三維理想模型進行對齊比對，由此獲得待檢測回轉體各處與所述三維理想模型的壁厚差，由此完成待檢測回轉體壁厚的檢測。通過本發明，可以實現對工件壁厚自動化測量，且測量精度高，尤其適用于高精度的航空航天件的壁厚測量。

技術領域

本發明屬于工件壁厚檢測領域，更具體地，涉及一種回轉體壁厚檢測方法。

背景技術

工件厚度的測量是精密制造和加工中非常重要的一環。特別是對于艙段件的制造和加工，工件厚度測量的重要性尤為突出。艙段件厚度的均勻度必須保持在一個很小的范圍內。如果超出了該范圍，后續補救的環節會非常復雜。

目前，主要以劃線做標記的方式采用人工手持測厚儀來測量艙段件的壁厚和壁厚差。這樣必然存在工裝夾具更換慢、精度一致性難于保證、需要較多的人力等多個問題。

近期，為了減少人力的參與，有人提出了一種自動化測量工件厚度的技術方案。該方案利用車床車削的工序對工件的厚度進行自動化的測量。在車削完成后，將刀具卸掉，將測厚探頭安裝在刀具的位置，車床以設定的旋轉速度帶動工件旋轉，安裝在刀具處的超聲探頭以設定的速度沿工件軸向移動，可以螺旋線的軌跡對工件外表面測厚。測厚儀主機在測量過程中實時檢測零點標記、起始開關、結束開關，并根據工件旋轉速度和探頭軸向移動速度，將每個測厚值與工件上的測厚點位置一一對應。將工件旋轉速度、探頭移動速度等參數輸入測厚儀，即可給出測厚點的坐標位置。

目前測量回轉體的壁厚的方法多選擇人工手持超聲波檢測儀，劃線做標記的方式，易產生工裝夾具更換慢、精度一致性難于保證、人工強度大等多個問題。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種回轉體壁厚檢測方法，該方法通過采用逐點插入的Delaunay四面體剖分法獲取待檢測回轉體的三維四面體網格模型，其目的在于獲得的模型與實際模型更為接近，通過與三維理性模型進行比對獲得壁厚差，由此解決回轉體壁厚檢測精度一致性難于保證的問題及實現回轉體壁厚在線自動檢測。

為實現上述目的，按照本發明，提供了一種回轉體壁厚檢測方法，其特征在于，該方法包括下列步驟：

S1：將待檢測回轉體沿其軸向方向劃分為多個待檢測截面，且在每個截面上包括多個測量點，采用測量儀對每個待測截面上的每個測量點進行掃描，獲得所有測量點的坐標，即獲得待檢測回轉體的點云集；

S2：根據待檢測回轉體的三維結構構建該回轉體的三維理想模型，并獲得該三維理想模型中每個點的坐標，即獲得該三維理想模型的點云集，將所述待檢測回轉體的點云集與三維理想模型的點云集統一到同一個坐標系中；

S3：在所述坐標系中，分別將所述待檢測回轉體的點云集和所述三維理想模型的點云集構建成待檢測回轉體和三維理想模型的三維四面體網格模型，將獲得的待檢測回轉體三維四面體網格模型與所述三維理想模型的三維四面體網格模型在所述坐標系中進行對齊比對，由此獲得待檢測回轉體各處與所述三維理想模型的壁厚差，由此完成待檢測回轉體壁厚的檢測。

進一步優選地，在步驟S3中，所述在該坐標系中將所述待檢測回轉體的點云集構建成待檢測回轉體的三維四面體網格模型，優選采用逐點插入的Delaunay四面體剖分法，具體包括下列步驟：