腔體內(nèi)腔結構三維掃描檢測法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種腔體內(nèi)腔結構三維掃描檢測法。該檢測法包括：第一步，在腔體外壁固定定位球體；第二步，通過測量軟件在腔體上建立與產(chǎn)品數(shù)模同樣的工件坐標系，并對各個定位球體進行測量并記錄下工件坐標值；第三步，通過機器坐標系測量片體上的定位球體的球體坐標值；第四步，把片體上定位球體的機器坐標值手動更改為缸蓋解剖之前測量的工件坐標值；第五步，對片體的內(nèi)部輪廓進行掃描構建三維模型，并與導入的產(chǎn)品數(shù)模進行3D比對。該檢測法通過將解剖后的片體與產(chǎn)品數(shù)模進行3D比對，以觀察到內(nèi)部輪廓的彩色偏差圖，能夠通過圖中的色差帶以及鑄件表面的顏色直觀地看出它的尺寸偏差情況。
【專利說明】腔體內(nèi)腔結構三維掃描檢測法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及三維掃描領域，特別涉及一種腔體內(nèi)腔結構三維掃描檢測法。
【背景技術】
[0002]三維掃描是集光、機、電和計算機技術于一體的高新技術，主要用于對物體空間外形和結構進行掃描，以獲得物體表面的空間坐標。它的重要意義在于能夠?qū)嵨锏牧Ⅲw信息轉換為計算機能直接處理的數(shù)字信號，為實物數(shù)字化提供了相當方便快捷的手段。
[0003]三維掃描儀作為一種快速的立體測量設備，彌補了三坐標測量機存在的易于損傷測頭、劃傷被測零件的表面、測量速度慢、不易獲得連續(xù)的坐標點和無法對易碎、易變形的物體進行測量的缺點。因其測量速度快、精度高、非接觸、使用方便等優(yōu)點而得到越來越多的應用。
[0004]通常掃描后得到的測量數(shù)據(jù)是由大量的三維坐標點所組成，根據(jù)掃描儀的性質(zhì)、掃描參數(shù)和被測物體的大小，由幾百點到幾百萬點不等，這些大量的三維數(shù)據(jù)點稱為“點云”。使用三維掃描儀對產(chǎn)品進行掃描，可以將點云數(shù)據(jù)采集到計算機中創(chuàng)建實際物體的數(shù)字模型(這個過程稱做三維重建)。
[0005]目前三維掃描在的應用，首先是使用三維掃描儀對產(chǎn)品進行掃描，通過采集到的點云數(shù)據(jù)構建成面，然后用掃描數(shù)據(jù)(掃描構建的三維模型)與產(chǎn)品數(shù)模(產(chǎn)品設計三維模型)進行擬合對齊，擬合完成后進行3D比較，生成彩色偏差圖，通過圖中的色差帶以及鑄件表面的顏色就可以很直觀地看出它的尺寸偏差情況，從而更容易幫助我們對零件尺寸情況進行分析。
[0006]對于一些想要具體尺寸偏差的位置可以創(chuàng)建注釋，這樣可以顯示此處偏差的具體數(shù)值，通過數(shù)值我們可以檢查某些需要加工的位置加工余量否足夠?？梢酝ㄟ^形位公差標注檢查某些平面的平面度，檢查某些搭子的位置度等一些形位公差。同時，還可對尺寸偏差較大位置，進行多點注釋，根據(jù)注釋的尺寸偏差平查找尺寸變化規(guī)律。
[0007]目前使用三維掃描來進行3D比對分析，主要是對產(chǎn)品的外表面輪廓進行掃描分析，對于內(nèi)腔結構部分，只能通過解剖后再對其進行掃描，但由于解剖后的片體沒有與產(chǎn)品數(shù)模(設計三維模型)同樣的坐標系，所以很難對其進行3D比對。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明是為了克服上述現(xiàn)有技術中缺陷，提供了一種簡單快捷，能夠?qū)⒔馄屎蟮钠w與產(chǎn)品數(shù)模進行3D比對，以觀察到內(nèi)部輪廓的彩色偏差圖，通過圖中的色差帶以及鑄件表面的顏色直觀地看出它的尺寸偏差情況的腔體內(nèi)腔結構三維掃描檢測法。
[0009]為達到上述目的，根據(jù)本發(fā)明提供了一種腔體內(nèi)腔結構三維掃描檢測法，具體步驟包括:
[0010]第一步，在腔體外壁固定定位球體，并保證多片解剖后腔體的每個片體上至少有三個定位球體；[0011]第二步，通過測量軟件在腔體上建立與產(chǎn)品數(shù)模同樣的工件坐標系，并對各個定位球體進行測量并記錄下工件坐標值；
[0012]第三步，用線切割將腔體解剖成片體，并通過機器坐標系測量片體上的定位球體的球體坐標值；
[0013]第四步，把片體上定位球體的機器坐標值手動更改為缸蓋解剖之前測量的工件坐標值，并通過定位球體的工件坐標值利用三維比對軟件上的最佳擬合功能創(chuàng)建工件坐標系;
[0014]第五步，在掃描軟件上導入片體新創(chuàng)建的工件坐標系，然后對片體的內(nèi)部輪廓進行掃描構建三維模型，并與導入的產(chǎn)品數(shù)模進行3D比對。
[0015]上述技術方案中，腔體為缸蓋。
[0016]上述技術方案中，多片解剖后腔體的每個片體上固定有三個定位球體。
[0017]上述技術方案中，定位球體焊接固定在腔體外壁。
[0018]上述技術方案中，第二步的測量軟件采用PC-DMIS2010。
[0019]上述技術方案中，第四步的三維比對軟件采用Geomagic Qualify2012。
[0020]上述技術方案中，第五步的掃描軟件為采用ScanWorks V5.5。
[0021]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果:該腔體內(nèi)腔結構三維掃描檢測法簡單快捷，通過將解剖后的片體與產(chǎn)品數(shù)模進行3D比對，以觀察到內(nèi)部輪廓的彩色偏差圖，能夠通過圖中的色差帶以及鑄件表面的顏色直觀地看出它的尺寸偏差情況。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的腔體內(nèi)腔結構三維掃描檢測法的焊接定位球體的示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明的腔體內(nèi)腔結構三維掃描檢測法的通過機器坐標系測量球體坐標值的示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明的腔體內(nèi)腔結構三維掃描檢測法的流程圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖，對本發(fā)明的一個【具體實施方式】進行詳細描述，但應當理解本發(fā)明的保護范圍并不受【具體實施方式】的限制。需要理解的是，本發(fā)明的以下實施方式中所提及的“上”、“下”、“左”、“右”、“正面”和“反面”均以各圖所示的方向為基準，這些用來限制方向的詞語僅僅是為了便于說明，并不代表對本發(fā)明具體技術方案的限制。
[0026]本發(fā)明的腔體內(nèi)腔結構三維掃描檢測法簡單快捷，通過將解剖后的片體與產(chǎn)品數(shù)模進行3D比對，以觀察到內(nèi)部輪廓的彩色偏差圖，能夠通過圖中的色差帶以及鑄件表面的顏色直觀地看出它的尺寸偏差情況。
[0027]以下詳細的描述通過舉例但非限制的方式說明了本公開，應該明白的是本公開的各種方面可被單獨的實現(xiàn)或者與其他方面結合的實現(xiàn)。本說明書清楚的使本領域的技術人員能夠制造并使用我們相信為新的且非顯而易見的改進，描述了若干實施例、變通方法、變型、備選方案以及系統(tǒng)應用，包括當前被認為是執(zhí)行本說明書中描述的發(fā)明原理的最好模式。當描述元件或特征和/或?qū)嵤├龝r，冠以“一” “一個” “該”和“所述”旨在表示具有元件或特征中的一個或多個。術語“包括” “包含”和“具有”旨在為包括性的，并表示在那些具體描述的元件或特征以外還具有額外的元件或特征。
[0028]該腔體內(nèi)腔結構三維掃描檢測法提出了一種新的建立工作坐標的方法來完成產(chǎn)品內(nèi)腔結構的三維掃描比對，下面以一種缸蓋來舉例說明，如圖3所示，其具體步驟包括:
[0029]第一步，首先在缸蓋外壁焊接定位球體，并保證多片解剖后缸蓋的每個片體上至少有三個定位球體；
[0030]例如在缸蓋的四周規(guī)劃好的位置上焊接上球體1、球體2、球體3 (如圖1所示)，如果缸蓋要進行多片解剖，貼球體時要保證解剖后每個片體上要有三個球體，并用數(shù)字1、2、3做好標記。
[0031]第二步，通過測量軟件在缸蓋上建立與產(chǎn)品數(shù)模(產(chǎn)品設計三維模型)同樣的工件坐標系4，并對球體1、球體2、球體3進行測量并記錄下球體的工件坐標值；其中,測量軟件采用 PC-DMIS2010。
[0032]例如:球體1、球體2、球體3經(jīng)過測量記錄下的工件坐標值為:球體I (X:20.115、Y:-97.454,Z:62.312)，球體 2 (X:128.256,Y:63.668,Z:87.845)，球體 3 (X:128.253,Y:238.698、Z:70.688)。
[0033]第三步，用線切割將缸蓋解剖成片體6 (如圖2所示)，然后通過機器坐標系5測量片體6上的球體1、球體2、球體3球體坐標值；
[0034]這時測量的球體坐標值為機器坐標值，如第三步中的各個球體的機器坐標值分別為:球體 KX:698.951、Y:223.805,Z:60.471)，球體 2(X:831.174,Y:379.882,Z:72.553)，球體 3 (X:850.582、Y:548.814、Z:48.648)。
[0035]第四步，把片體6上的球體的機器坐標值手動更改為缸蓋解剖之前測量的工件坐標值，各個球體要一一對應，更改好坐標值后，通過這三個球體的坐標值利用三維比對軟件上的最佳擬合功能創(chuàng)建坐標系；其中，三維比對軟件采用Geomagic Qualify2012。
[0036]通過這三個球體的坐標值利用軟件上的最佳擬合功能創(chuàng)建坐標系利用的是逆向原理。這樣在片體6上建好的工件坐標系4就和缸蓋沒解剖之前的工件坐標系是一樣的，之后把坐標系導出。
[0037]第五步，在掃描軟件上導入片體工件坐標系4，然后對片體的內(nèi)部輪廓進行掃描，掃描好以后導入產(chǎn)品數(shù)模(產(chǎn)品設計三維模型)進行3D比對；其中，掃描軟件采用ScanWorks V5.5。
[0038]因為產(chǎn)品數(shù)模(產(chǎn)品設計三維模型)是一個整體三維圖，所以產(chǎn)品數(shù)模(產(chǎn)品設計三維模型)也要和實物一樣切開，這樣比對就可以觀察到內(nèi)部輪廓的彩色偏差圖，通過圖中的色差帶以及鑄件表面的顏色就可以很直觀地看出它的尺寸偏差情況。
[0039]綜上，該腔體內(nèi)腔結構三維掃描檢測法簡單快捷，通過將解剖后的片體與產(chǎn)品數(shù)模進行3D比對，以觀察到內(nèi)部輪廓的彩色偏差圖，能夠通過圖中的色差帶以及鑄件表面的顏色直觀地看出它的尺寸偏差情況。
[0040]以上公開的僅為本發(fā)明的幾個具體實施例，但是，本發(fā)明并非局限于此，任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種腔體內(nèi)腔結構三維掃描檢測法，其特征在于，具體步驟包括: 第一步，在腔體外壁固定定位球體，并保證多片解剖后腔體的每個片體上至少有三個定位球體； 第二步，通過測量軟件在腔體上建立與產(chǎn)品數(shù)模同樣的工件坐標系，并對各個定位球體進行測量并記錄下工件坐標值； 第三步，用線切割將腔體解剖成片體，并通過機器坐標系測量片體上的定位球體的球體坐標值； 第四步，把片體上定位球體的機器坐標值手動更改為缸蓋解剖之前測量的工件坐標值，并通過定位球體的工件坐標值利用三維比對軟件上的最佳擬合功能創(chuàng)建工件坐標系；第五步，在掃描軟件上導入片體新創(chuàng)建的工件坐標系，然后對片體的內(nèi)部輪廓進行掃描構建三維模型，并與導入的產(chǎn)品數(shù)模進行3D比對。
2.根據(jù)權利要求1所述的腔體內(nèi)腔結構三維掃描檢測法，其特征在于:所述腔體為缸至JHL ο
3.根據(jù)權利要求2所述的腔體內(nèi)腔結構三維掃描檢測法，其特征在于:所述多片解剖后腔體的每個片體上固定有三個定位球體。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的腔體內(nèi)腔結構三維掃描檢測法，其特征在于:所述定位球體焊接固定在腔體外壁。
5.根據(jù)權利要求1所述的腔體內(nèi)腔結構三維掃描檢測法，其特征在于:所述第二步的測量軟件采用PC-DMIS2010。
6.根據(jù)權利要求1所述的腔體內(nèi)腔結構三維掃描檢測法，其特征在于:所述第四步的三維比對軟件采用Geomagic Qualify2012。
7.根據(jù)權利要求1所述的腔體內(nèi)腔結構三維掃描檢測法，其特征在于:所述第五步的掃描軟件采用ScanWorks V5.5。
【文檔編號】G01B21/20GK103759696SQ201310750127
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權日:2013年12月31日
【發(fā)明者】劉家杰, 寧文通, 龐建召, 藍珍之, 高亮先, 寧忠, 滕倫生 申請人:廣西玉柴機器股份有限公司