[發明專利]一種基于三維掃描的鑄件狹小深腔內表面測量方法

有效

• 申請號: 201810698866.2
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN108917667B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 張博;邊毅;劉新超;武增臣;陳鑫;楊鋅;王目孔
• 申請（專利權）人: 北京航星機器制造有限公司
• 主分類號: G01B17/02
• 分類號: G01B17/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

1.一種基于三維掃描的鑄件狹小深腔內表面測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、為所述鑄件設計一個理論模型，利用三維掃描測量設備將所述理論模型構建成與所述鑄件尺寸關聯的理論表面；

步驟二、根據所述鑄件的內表面結構，在所述鑄件的內表面選取典型點；

步驟三、將標記環設置在所述鑄件的外表面上，并且使所述標記環的圓心位于一條與所述鑄件的旋轉對稱軸垂直相交且經過所述典型點的直線上；其中，所述標記環的厚度為6～12mm，內環直徑為8～12mm，外環半徑比內環半徑大4～6mm；

步驟四、利用所述三維掃描測量設備對所述鑄件進行三維掃描，從而得到包含有所述鑄件的內表面的可掃描區域和所述鑄件的外表面的三維掃描點云；

步驟五、利用所述鑄件的內表面的可掃描區域進行對齊分析，使所述鑄件的內表面的可掃描區域的三維掃描點云與所述理論表面同軸；調整所述三維掃描測量設備的對比色帶，使所述標記環與所述標記環的環內區域在所述鑄件的外表面的三維掃描點云中存在明顯區別；標定所述標記環的圓心到所述理論表面的距離；

步驟六、測量所述鑄件在所述標記環的圓心的位置的壁厚；

步驟七、利用所述標記環的圓心到所述理論表面的距離和所述標記環的圓心的位置的壁厚計算出所述典型點到所述理論表面的距離，以所述典型點到所述理論表面的距離作為所述典型點的尺寸數據；

所述步驟三中，所述標記環為柔性標記環，貼附于所述鑄件的外表面。

2.如權利要求1所述的基于三維掃描的鑄件狹小深腔內表面測量方法，其特征在于，所述步驟五中，所述明顯區別為，通過肉眼可從所述鑄件的外表面的三維點云中分辨出所述標記環與所述標記環的環內區域。

3.如權利要求1或2所述的基于三維掃描的鑄件狹小深腔內表面測量方法，其特征在于，所述步驟二中，采用多條縱向和周向延伸的直線切分所述鑄件的內表面，從而在將所述鑄件的內表面切分成規則排列的格網，以所述格網的所有交點均作為典型點；所述步驟七中，利用所有的典型點到所述理論表面的距離，得出所述鑄件的內表面的尺寸數據。

4.如權利要求1或2所述的基于三維掃描的鑄件狹小深腔內表面測量方法，其特征在于，所述步驟二中，在所述鑄件的內表面選取典型點時，從所述三維掃描測量設備的掃描盲區選擇典型點。

5.如權利要求1所述的基于三維掃描的鑄件狹小深腔內表面測量方法，其特征在于，所述步驟五中，采用超聲波測厚儀測量所述鑄件在所述標記環的圓心的位置的壁厚。

6.如權利要求1所述的基于三維掃描的鑄件狹小深腔內表面測量方法，其特征在于，所述步驟七中，當所述理論表面的半徑小于所述鑄件的內表面的半徑，則所述典型點到所述理論表面的距離的計算方法為：利用所述標記環的圓心到所述理論表面的距離減去所述標記環的圓心的位置的壁厚；當所述理論表面的半徑大于所述鑄件的外表面的半徑，則所述典型點到所述理論表面的距離的計算過程為：利用所述標記環的圓心到所述理論表面的距離加上所述標記環的圓心的位置的壁厚。