薄壁衝壓件厚度變化雷射檢測方法
2023-05-24 01:06:21 2
專利名稱：薄壁衝壓件厚度變化雷射檢測方法
技術領域：
本發明涉及薄壁衝壓產品質量檢測領域，尤其涉及薄壁衝壓件厚度變化雷射檢測方法。
背景技術：
隨著對產品結構輕量化以及外形美觀的日趨要求，越來越多的複雜曲面在覆蓋件、薄壁件等衝壓件的生產中湧現。由於該類零件的幾何形狀較為複雜，除了對其精度要求較高外，厚度應保持均勻，因此，需要對成型後的衝壓零件進行全面的厚度變化檢測。目前該類零件的檢測技術尚在發展中，主要是因為以下幾點エ件外形輪廓為複雜的自由曲面、不規則，定位、支承、檢測較困難；薄壁エ件剛性一般較差，運用接觸式測量，容易因變形引起誤差。
發明內容
本發明的目的在於提供一種薄壁衝壓件厚度變化雷射檢測方法，以解決對薄壁衝壓件的厚度測量易引起其變形的問題。為了解決上述問題，本發明的薄壁衝壓件厚度變化雷射檢測方法採用以下技術方案薄壁衝壓件厚度變化雷射檢測方法，包括以下步驟包括以下步驟1)將薄壁衝壓件固定立設於一水平測量臺上，在測量臺上於薄壁衝壓件的內、外兩側分設三個球心不共線的基準球以作為定位基準；2)通過雷射測量系統掃描薄壁衝壓件的內、外表面並得到對應的點雲數據；3)去除步驟2)得到的各點雲數據中的噪音點首先通過肉眼識別去除可見異常點和散亂點，然後運用弦高差連接檢查點和前後兩點，計算檢查點到連線，即弦的距離，若該距離大於允許值，則視為噪音點並去除，所述允許值根據測量對象的精度要求設定；4)對各個經過除噪音點的點雲數據進行坐標系融合利用CATIA中的點雲對齊功能，以三個基準球點云為匹配基準，通過將三個基準球點雲移動對齊，求出它們之間的平移矩陣和旋轉矩陣，將所有的點雲數據用統一的坐標系來描述，從而實現坐標系的融合及對應於薄壁衝壓件的內、外表面的兩個點雲數據的對齊，進而構成整個薄壁衝壓件的點雲數據模型；5)通過CATIA根據步驟4)中得到的點雲數據模型檢測薄壁衝壓件的厚度選取薄壁衝壓件點雲的外表面上一點為參考點，在參考點處沿薄壁衝壓件點雲的外表面的法線方向做平面，計算出做出的平面和薄壁衝壓件的內、外表面雲點之間的交線，沿薄壁衝壓件點雲外表面在參考點處的法線方向將參考點投影到以上計算出的與內表面的交線上，投影點與參考點間的距離即薄壁件上該點的厚度大小。步驟2)中對薄壁衝壓件進行掃描時著色滲透探傷劑對其表面進行噴塗著色處理。由於本發明的薄壁衝壓件厚度變化雷射檢測方法是採用雷射測量系統及CATIA軟體對薄壁衝壓件的厚度進行檢測，因此整個檢測過程無需接觸薄壁衝壓件，由此便從根本上避免了傳統接觸式檢測中出現了引起薄壁衝壓件變形的問題的發生，解決了對薄壁衝壓件的厚度測量易引起其變形的問題；另外，對於複雜的大型薄壁衝壓件，運用非接觸式雷射掃描測量，能精確和清晰測量複雜薄壁衝壓件的特徵，從多個角度測量複雜薄壁衝壓件，解決了測量死角問題。
圖I是本發明的薄壁衝壓件厚度變化雷射檢測方法的實施例I中的基準球安裝示意 圖2是本發明的薄壁衝壓件厚度變化雷射檢測方法的實施例I中的坐標系融合的原理
圖3是圖I中的薄壁衝壓件的結構示意圖。
具體實施方式
本發明的薄壁衝壓件厚度變化雷射檢測方法的實施例1，包括以下步驟1)將薄壁衝壓件I固定立設於一水平測量臺上，在測量臺上於薄壁衝壓件的內、外兩側分設三個球心不共線的基準球以作為定位基準；三個基準球3通過對應的立柱固定在測量臺2上，如圖I所示；2)通過雷射測量系統從不同視角下掃描薄壁衝壓件並得到對應的點雲數據，由於本實施例中測量的薄壁衝壓件外形尺寸較大，不能夠一次完成掃描，需分多次掃描，測量過程中各基準球3與薄壁衝壓件I的相對位置不變，本實施例中，對薄壁衝壓件I的掃描通過Iecia雷射掃描系統完成,掃描時,周圍環境中的光照應均勻，薄壁衝壓件I的顔色與周圍環境中的其它物體之間應有反差，且保證薄壁衝壓件I的表面不反光，不能滿足上述要求吋，採用著色滲透探傷劑對薄壁衝壓件的表面進行噴塗著色處理，噴塗時應保證塗層的均勻；3)去除步驟2)得到的各點雲數據中的噪音點掃描過程中由於掃描設備精度、操作者經驗、被測薄壁衝壓件表面質量、環境因素等的影響，容易產生ー些噪音點(測量誤差點)，應將其剔除，本實施例中採用以下方法對噪點進行判斷首先通過肉眼識別去除可見異常點和散亂點，然後運用弦高差連接檢查點和前後兩點，計算檢查點到連線，即弦的距離，若該距離大於允許值，則視為噪音點並去除，所述允許值根據測量對象的精度要求設定；4)對各個不同視角下的點雲數據進行坐標系融合利用CATIA中的點雲對齊功能，以三個基準球點云為匹配基準，通過將三個基準球點雲移動對齊，求出它們之間的平移矩陣和旋轉矩陣，將所有的點雲數據用統一的坐標系來描述，從而實現坐標系的融合及對應於薄壁衝壓件的內、外表面的兩個點雲數據的對齊，進而構成整個薄壁衝壓件的點雲數據模型；坐標系融合的具體過程如下如圖2所示，①變換pi到ρΓ ;②變換p2-pl到ρ2』-ρΓ (只考慮方向)；③變換包含三點pl、p2與ρ3的平面到包含pl』、p2』與ρ3』的平面；5)通過CATIA根據步驟4)中得到的點雲數據模型檢測薄壁衝壓件的厚度選取薄壁衝壓件點雲的外表面上一點為參考點，在參考點處沿薄壁衝壓件點雲的外表面的法線方向做平面，計算出做出的平面和薄壁衝壓件的內、外表面雲點之間的交線，沿薄壁衝壓件點雲外表面在參考點處的法線方向將參考點投影到以上計算出的與內表面的交線上，投影點與參考點間的距離即薄壁件上該點的厚度大小b，兩條交線之間的距離變化即薄壁衝壓件厚度變化情況，如圖3所示。
權利要求
1.薄壁衝壓件厚度變化雷射檢測方法，其特徵在於，包括以下步驟1)將薄壁衝壓件固定立設於一水平測量臺上，在測量臺上於薄壁衝壓件的內、外兩側分設三個球心不共線的基準球以作為定位基準；2)通過雷射測量系統掃描薄壁衝壓件的內、外表面並得到對應的點雲數據；3)去除步驟2)得到的各點雲數據中的噪音點首先通過肉眼識別去除可見異常點和散亂點，然後運用弦高差連接檢查點和前後兩點，計算檢查點到連線，即弦的距離，若該距離大於允許值，則視為噪音點並去除，所述允許值根據測量對象的精度要求設定；4)對各個經過除噪音點的點雲數據進行坐標系融合利用CATIA中的點雲對齊功能，以三個基準球點云為匹配基準，通過將三個基準球點雲移動對齊，求出它們之間的平移矩陣和旋轉矩陣，將所有的點雲數據用統一的坐標系來描述，從而實現坐標系的融合及對應於薄壁衝壓件的內、外表面的兩個點雲數據的對齊，進而構成整個薄壁衝壓件的點雲數據模型；5)通過CATIA根據步驟4)中得到的點雲數據模型檢測薄壁衝壓件的厚度選取薄壁衝壓件點雲的外表面上一點為參考點，在參考點處沿薄壁衝壓件點雲的外表面的法線方向做平面，計算出做出的平面和薄壁衝壓件的內、外表面雲點之間的交線，沿薄壁衝壓件點雲外表面在參考點處的法線方向將參考點投影到以上計算出的與內表面的交線上，投影點與參考點間的距離即薄壁件上該點的厚度大小。
2.根據權利要求I所述的薄壁衝壓件厚度變化雷射檢測方法，其特徵在於，步驟2)中對薄壁衝壓件進行掃描時著色滲透探傷劑對其表面進行噴塗著色處理。
全文摘要
本發明涉及薄壁衝壓件厚度變化雷射檢測方法，包括以下步驟1)將薄壁衝壓件固定立設於一水平測量臺上，在測量臺上於薄壁衝壓件的內、外兩側分設三個球心不共線的基準球以作為定位基準；2)通過雷射測量系統掃描薄壁衝壓件的內、外表面並得到對應的點雲數據；3)去除步驟2)得到的各點雲數據中的噪音點；4)對各個點雲數據進行坐標系融合；5)通過CATIA根據步驟4)中得到的點雲數據模型檢測薄壁衝壓件的厚度；整個檢測過程無需接觸薄壁衝壓件，由此便從根本上避免了傳統接觸式檢測中出現了引起薄壁衝壓件變形的問題的發生，解決了對薄壁衝壓件的厚度測量易引起其變形的問題。
文檔編號G01B11/06GK102679891SQ20121001064
公開日2012年9月19日 申請日期2012年1月15日 優先權日2012年1月15日
發明者張武果, 李波音, 梁國利, 段明德, 胡偉齊 申請人:河南科技大學