一種用于檢驗車鉤的工作樣板計量檢測方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于檢驗鐵路貨車車輛車鉤的工作樣板計量檢測方法。
【背景技術】
[0002]車鉤是鐵路貨車連掛部分的關鍵零部件，新制造的車鉤在裝車之前，需對車鉤三態(tài)作用進行檢驗，車鉤組成包含的各零部件尺寸精度要求高，組裝車鉤組成之前，首先各零部件均須通過嚴格尺寸檢查。車鉤各零部件尺寸檢驗分別采用相應的工作樣板進行。
[0003]檢測樣板分三個層級，直接檢驗車鉤尺寸的樣板叫工作樣板，如圖2所示；因工作樣板使用中受到磨耗等，對工作樣板進行計量的是校對樣板，如圖3所示；同樣，對校對樣板進行計量的是基準樣板。工作樣板在新制計量合格后投入使用，實施對車鉤零部件的計量檢測，并按期用校對樣板進行計量，如圖4所示，計量合格的再次投入使用，計量不合格的報廢或維修后再計量。由于校對樣板使用時間長或磨耗等原因需采用基準樣板進行計量，基準樣板是嚴格按照設計尺寸制造，通常采用光學投影方法進行計量。
[0004]以上三個層級的操作中，校對樣板作為工作樣板的計量標準，通常只能檢驗工作樣板的部分尺寸，不能進行全尺寸計量，并且由于制造、運輸、存放環(huán)境等原因，易產(chǎn)生結構尺寸誤差及變形、生銹等，對工作樣板計量產(chǎn)生誤差，基準樣板同樣會存在類似問題。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于:針對上述存在的問題，提供一種提高工作樣板準確性的同時，減少車鉤零部件工作樣板計量層級的用于檢驗車鉤的工作樣板計量檢測方法。
[0006]本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的:
一種用于檢驗車鉤的工作樣板計量檢測方法，其特征在于:包括如下步驟:
a)、在車鉤零部件用工作樣板相應部位上貼上定位標志點，作為掃描點云疊加拼接基準，點云疊加所需重疊的標志點為至少4個，所貼標志點總數(shù)量根據(jù)工作樣板被檢測面大小和復雜程度而定；
b)、采用三維掃描儀，根據(jù)工作樣板工作面需要檢測的位置，對工作樣板相應部位用白光投射光柵，用掃描儀兩架攝像機拍攝發(fā)生畸變的光柵圖像，計算機系統(tǒng)處理工作樣板對應表面拍攝點的三維空間坐標，以實現(xiàn)樣板實體表面三維輪廓的測量；
c)、三維光學掃描系統(tǒng)軟件自動識別標志點空間位置、自動坐標匹配、自動拼接不同次掃描獲得的三維點云數(shù)據(jù)，點云數(shù)據(jù)拼接后自動形成點云結構面，該點云結構面即是工作樣板實物三維數(shù)據(jù)的實際反映；
d)、通過計算機系統(tǒng)，將掃描拼接獲得的工作樣板點云結構面按照給定的擬合基準，與設計的工作樣板標準模型進行擬合，該擬合是虛擬的擬合，不會產(chǎn)生像實物重疊發(fā)生的干涉現(xiàn)象；
e)、工作樣板標準模型與掃描獲得的點云結構面擬合后，點云結構面在標準模型基礎上，突出部位設定為紅色，突出越多，顏色逐步加深，即實體越大；凹陷部位設定藍色，凹陷越多，顏色逐步加深，即實體越??；
f)、根據(jù)工作樣板設計尺寸公差要求，計算機系統(tǒng)將點云結構面所反映的實際值與標準模型設計的含公差的名義值進行比較，通過計算機系統(tǒng)處理，可通過二位截面分析、三維整體分析、三維具體數(shù)值分析，可直接判斷工作樣板計量是否合格；
g)、采用三維光學掃描系統(tǒng)通過對工作樣板檢測、判斷，達到計量目的，計量合格的工作樣板可直接投入應用。
[0007]本發(fā)明通過三維攝影測量系統(tǒng)對車鉤工作樣板進行掃描，將掃描得到的檢測樣板三維點云模型與設計的CAD標準模型進行全尺寸數(shù)據(jù)擬合比對，從而檢查出檢測樣板工作面制作誤差，達到判斷檢驗樣板合格與否的目的。本發(fā)明的應用代替?zhèn)鹘y(tǒng)的通過校對樣板計量工作樣板和通過基準樣板計量校對樣板的三層級實物計量方法，使車鉤工作樣板的計量實現(xiàn)數(shù)字化，防止實物樣板制造誤差和計量的累積誤差，并減少了計量層級，提高車鉤檢驗工作樣板計量的準確性，從而達到提高鐵路車輛車鉤及其零部件一致性的目的。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:
1、采用三維光學掃描技術，對車鉤零部件檢測所用工作樣板掃描獲得的點云數(shù)據(jù)可以滿足工作樣板復雜結構要求，而且直接測量工作樣板的所有工作面。而傳統(tǒng)采用校對樣板檢測的通常是點或者部分工作面。
[0009]2、對工作樣板掃描靈活，掃描頭和物體都可移動，無需精確定位，獲得點云數(shù)據(jù)速度快，精度高。
[0010]3、掃描獲得的點云數(shù)據(jù)直接通過計算機系統(tǒng)與用CAD設計的三維標準模型進行擬合比對，數(shù)據(jù)直觀全面，不會帶來人為誤差。
[0011]4、對生產(chǎn)企業(yè)而言，可消除傳統(tǒng)采用校對樣板檢驗工作樣板、采用基準樣板檢驗校對樣板的復雜操作，同時避免三層及檢測帶來的累積誤差，以及校對樣板、基準樣板在制造、運輸、存放、使用中存在的不利因素的影響。
[0012]5、改變傳統(tǒng)操作模式，可取消使用校對樣板和基準樣板，直接采用通過三維掃描檢驗合格的工作樣板進行車鉤零部件檢驗，在提高工作樣板檢驗精度和效率基礎上，可減化管理及操作程序，大大提高了工作效率。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明中貼于被測物體上的標志點的示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明中檢驗車鉤零部件的工作樣板示意圖。
[0015]圖3是本發(fā)明中檢驗車鉤工作樣板的校對樣板示意圖。
[0016]圖4是本發(fā)明中用校對樣板計量檢驗工作樣板的示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖，對本發(fā)明作詳細的說明。
[0018]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0019]實施例:一種用于檢驗車鉤的工作樣板計量檢測方法，包括如下步驟: a)、在車鉤零部件用工作樣板相應部位上貼上定位標志點，作為掃描點云疊加拼接基準，點云疊加所需重疊的標志點為至少4個，所貼標志點總數(shù)量根據(jù)工作樣板被檢測面大小和復雜程度而定。
[0020]b)、采用三維掃描儀，根據(jù)工作樣板工作面需要檢測的位置，對工作樣板相應部位用白光投射光柵，用掃描儀兩架攝像機拍攝發(fā)生畸變的光柵圖像，計算機系統(tǒng)處理工作樣板對應表面拍攝點的三維空間坐標，以實現(xiàn)樣板實體表面三維輪廓的測量。
[0021]c)、三維光學掃描系統(tǒng)軟件自動識別標志點空間位置、自動坐標匹配、自動拼接不同次掃描獲得的三維點云數(shù)據(jù)，點云數(shù)據(jù)拼接后自動形成點云結構面，該點云結構面即是工作樣板實物三維數(shù)據(jù)的實際反映。
[0022]d)、通過計算機系統(tǒng)，將掃描拼接獲得的工作樣板點云結構面按照給定的擬合基準，與設計的工作樣板標準模型進行擬合，該擬合是虛擬的擬合，不會產(chǎn)生像實物重疊發(fā)生的干涉現(xiàn)象。
[0023]e)、工作樣板標準模型與掃描獲得的點云結構面擬合后，點云結構面在標準模型基礎上，突出部位設定為紅色，突出越多，顏色逐步加深，即實體越大；凹陷部位設定藍色，凹陷越多，顏色逐步加深，即實體越小。
[0024]f)、根據(jù)工作樣板設計尺寸公差要求，計算機系統(tǒng)將點云結構面所反映的實際值與標準模型設計的含公差的名義值進行比較，通過計算機系統(tǒng)處理，可通過二位截面分析、三維整體分析、三維具體數(shù)值分析，可直接判斷工作樣板計量是否合格。
[0025]g)、采用三維光學掃描系統(tǒng)通過對工作樣板檢測、判斷，達到計量目的，計量合格的工作樣板可直接投入應用。
[0026]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種用于檢驗車鉤的工作樣板計量檢測方法，其特征在于:包括如下步驟: a)、在車鉤零部件用工作樣板相應部位上貼上定位標志點，作為掃描點云疊加拼接基準，點云疊加所需重疊的標志點為至少4個，所貼標志點總數(shù)量根據(jù)工作樣板被檢測面大小和復雜程度而定； b)、采用三維掃描儀，根據(jù)工作樣板工作面需要檢測的位置，對工作樣板相應部位用白光投射光柵，用掃描儀兩架攝像機拍攝發(fā)生畸變的光柵圖像，計算機系統(tǒng)處理工作樣板對應表面拍攝點的三維空間坐標，以實現(xiàn)樣板實體表面三維輪廓的測量； c)、三維光學掃描系統(tǒng)軟件自動識別標志點空間位置、自動坐標匹配、自動拼接不同次掃描獲得的三維點云數(shù)據(jù)，點云數(shù)據(jù)拼接后自動形成點云結構面，該點云結構面即是工作樣板實物三維數(shù)據(jù)的實際反映； d)、通過計算機系統(tǒng)，將掃描拼接獲得的工作樣板點云結構面按照給定的擬合基準，與設計的工作樣板標準模型進行擬合，該擬合是虛擬的擬合，不會產(chǎn)生像實物重疊發(fā)生的干涉現(xiàn)象； e)、工作樣板標準模型與掃描獲得的點云結構面擬合后，點云結構面在標準模型基礎上，突出部位設定為紅色，突出越多，顏色逐步加深，即實體越大；凹陷部位設定藍色，凹陷越多，顏色逐步加深，即實體越小； f)、根據(jù)工作樣板設計尺寸公差要求，計算機系統(tǒng)將點云結構面所反映的實際值與標準模型設計的含公差的名義值進行比較，通過計算機系統(tǒng)處理，可通過二位截面分析、三維整體分析、三維具體數(shù)值分析，可直接判斷工作樣板計量是否合格； g)、采用三維光學掃描系統(tǒng)通過對工作樣板檢測、判斷，達到計量目的，計量合格的工作樣板可直接投入應用。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于檢驗車鉤的工作樣板計量檢測方法，即通過三維攝影測量系統(tǒng)對車鉤工作樣板進行掃描，將掃描得到的檢測樣板三維點云模型與設計的CAD標準模型進行全尺寸數(shù)據(jù)擬合比對，從而檢查出檢測樣板工作面制作誤差，達到判斷檢驗樣板合格與否的目的。本發(fā)明的應用代替?zhèn)鹘y(tǒng)的通過校對樣板計量工作樣板和通過基準樣板計量校對樣板的三層級實物計量方法，使車鉤工作樣板的計量實現(xiàn)數(shù)字化，防止實物樣板制造誤差和計量的累積誤差，并減少了計量層級，提高車鉤檢工作樣板計量的準確性，從而達到提高鐵路車輛車鉤及其零部件一致性的目的。
【IPC分類】G01B21/20, G01B11/25, G01B21/00
【公開號】CN105403183
【申請?zhí)枴緾N201510977964
【發(fā)明人】李竹, 劉成勇, 趙偉宏, 劉幼平, 袁永宏, 余汝松, 楊曉明, 孫書來
【申請人】南車眉山車輛有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年12月23日