[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于三維掃描的鑄件狹小深腔內(nèi)表面測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810698866.2
• 申請(qǐng)日: 2018-06-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108917667B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張博;邊毅;劉新超;武增臣;陳鑫;楊鋅;王目孔
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京航星機(jī)器制造有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01B17/02
• 分類(lèi)號(hào): G01B17/02
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專(zhuān)利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

一種基于三維掃描的鑄件狹小深腔內(nèi)表面測(cè)量方法，包括：利用三維掃描測(cè)量設(shè)備將理論模型構(gòu)建成與鑄件尺寸關(guān)聯(lián)的理論表面；在鑄件的內(nèi)表面選取典型點(diǎn)；將標(biāo)記環(huán)設(shè)置在鑄件的外表面上，并且使標(biāo)記環(huán)的圓心位于一條與鑄件的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)軸垂直相交且經(jīng)過(guò)典型點(diǎn)的直線上；對(duì)鑄件進(jìn)行三維掃描；調(diào)整對(duì)比色帶，使標(biāo)記環(huán)與標(biāo)記環(huán)的環(huán)內(nèi)區(qū)域在鑄件的外表面的三維掃描點(diǎn)云中存在明顯區(qū)別；標(biāo)定標(biāo)記環(huán)的圓心到理論表面的距離；測(cè)量鑄件在標(biāo)記環(huán)的圓心的位置的壁厚；利用標(biāo)記環(huán)的圓心到理論表面的距離和壁厚，計(jì)算出典型點(diǎn)到理論表面的距離。本發(fā)明利用標(biāo)記環(huán)將鑄件狹小深腔內(nèi)表面典型點(diǎn)與外表面準(zhǔn)確結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)鑄件內(nèi)表面尺寸地高效快速測(cè)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于三維掃描的鑄件狹小深腔內(nèi)表面測(cè)量方法，屬于鑄件檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著三維掃描技術(shù)的不斷推廣和應(yīng)用，零件尺寸檢驗(yàn)越來(lái)越快捷和全面，特別是針對(duì)復(fù)雜空間曲面的檢測(cè)具有其他檢測(cè)方法不可比擬的優(yōu)勢(shì)。但是受限于三維掃描技術(shù)的原理，其在狹小深腔內(nèi)表面部位存在掃描的盲區(qū)，無(wú)法采集到這些部位的表面尺寸數(shù)據(jù)。三維掃描在狹小深腔內(nèi)表面的測(cè)量方面一直無(wú)法突破。

傳統(tǒng)鑄件狹小深腔內(nèi)表面測(cè)量主要分為破壞性直接測(cè)量和外表面整體加工后間接測(cè)量。直接測(cè)量，需破壞鑄件本體，將狹小深腔轉(zhuǎn)換為敞開(kāi)表面或小分段腔體后測(cè)量，其無(wú)法直接反應(yīng)其他鑄件的尺寸情況和尺寸變化規(guī)律；間接測(cè)量，由于鑄件表面尺寸精度小，無(wú)規(guī)則的光滑表面做參考，需要將外表面整體加工后測(cè)量，其測(cè)量周期長(zhǎng)，反饋滯后，不能及時(shí)指導(dǎo)鑄件生產(chǎn)。

針對(duì)三維掃描在狹小深腔內(nèi)表面的掃描盲區(qū)，特別是鑄件狹小深腔內(nèi)表面，提出一種快速測(cè)量方法，解決鑄件狹小深腔零件內(nèi)表面的周向尺寸的快速檢測(cè)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于三維掃描的鑄件狹小深腔內(nèi)表面測(cè)量方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種基于三維掃描的鑄件狹小深腔內(nèi)表面測(cè)量方法，包括以下步驟：

步驟一、為所述鑄件設(shè)計(jì)一個(gè)理論模型，利用三維掃描測(cè)量設(shè)備將所述理論模型構(gòu)建成與所述鑄件尺寸關(guān)聯(lián)的理論表面；

步驟二、根據(jù)所述鑄件的內(nèi)表面結(jié)構(gòu)，在所述鑄件的內(nèi)表面選取典型點(diǎn)；

步驟三、將標(biāo)記環(huán)設(shè)置在所述鑄件的外表面上，并且使所述標(biāo)記環(huán)的圓心位于一條與所述鑄件的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)軸垂直相交且經(jīng)過(guò)所述典型點(diǎn)的直線上；其中，所述標(biāo)記環(huán)的厚度為6～12mm，內(nèi)環(huán)直徑為8～12mm，外環(huán)半徑比內(nèi)環(huán)半徑大4～6mm；

步驟四、利用所述三維掃描測(cè)量設(shè)備對(duì)所述鑄件進(jìn)行三維掃描，從而得到包含有所述鑄件的內(nèi)表面的可掃描區(qū)域和所述鑄件的外表面的三維掃描點(diǎn)云；

步驟五、利用所述鑄件的內(nèi)表面的可掃描區(qū)域進(jìn)行對(duì)齊分析，使所述鑄件的內(nèi)表面的可掃描區(qū)域的三維掃描點(diǎn)云與所述理論表面同軸；調(diào)整所述三維掃描測(cè)量設(shè)備的對(duì)比色帶，使所述標(biāo)記環(huán)與所述標(biāo)記環(huán)的環(huán)內(nèi)區(qū)域在所述鑄件的外表面的三維掃描點(diǎn)云中存在明顯區(qū)別；標(biāo)定所述標(biāo)記環(huán)的圓心到所述理論表面的距離；

步驟六、測(cè)量所述鑄件在所述標(biāo)記環(huán)的圓心的位置的壁厚；

步驟七、利用所述標(biāo)記環(huán)的圓心到所述理論表面的距離和所述標(biāo)記環(huán)的圓心的位置的壁厚計(jì)算出所述典型點(diǎn)到所述理論表面的距離，以所述典型點(diǎn)到所述理論表面的距離作為所述典型點(diǎn)的尺寸數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，所述步驟三中，所述標(biāo)記環(huán)為柔性標(biāo)記環(huán)，貼附于所述鑄件的外表面。

進(jìn)一步地，所述步驟五中，所述明顯區(qū)別為，通過(guò)肉眼可從所述鑄件的外表面的三維點(diǎn)云中分辨出所述標(biāo)記環(huán)與所述標(biāo)記環(huán)的環(huán)內(nèi)區(qū)域。