[发明专利]一种用于检验车钩的工作样板计量检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检验铁路货车车辆车钩的工作样板计量检测方法。

背景技术

车钩是铁路货车连挂部分的关键零部件，新制造的车钩在装车之前，需对车钩三态作用进行检验，车钩组成包含的各零部件尺寸精度要求高，组装车钩组成之前，首先各零部件均须通过严格尺寸检查。车钩各零部件尺寸检验分别采用相应的工作样板进行。

检测样板分三个层级，直接检验车钩尺寸的样板叫工作样板，如图2所示；因工作样板使用中受到磨耗等，对工作样板进行计量的是校对样板，如图3所示；同样，对校对样板进行计量的是基准样板。工作样板在新制计量合格后投入使用，实施对车钩零部件的计量检测，并按期用校对样板进行计量，如图4所示，计量合格的再次投入使用，计量不合格的报废或维修后再计量。由于校对样板使用时间长或磨耗等原因需采用基准样板进行计量，基准样板是严格按照设计尺寸制造，通常采用光学投影方法进行计量。

以上三个层级的操作中，校对样板作为工作样板的计量标准，通常只能检验工作样板的部分尺寸，不能进行全尺寸计量，并且由于制造、运输、存放环境等原因，易产生结构尺寸误差及变形、生锈等，对工作样板计量产生误差，基准样板同样会存在类似问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种提高工作样板准确性的同时，减少车钩零部件工作样板计量层级的用于检验车钩的工作样板计量检测方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于检验车钩的工作样板计量检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

a）、在车钩零部件用工作样板相应部位上贴上定位标志点，作为扫描点云叠加拼接基准，点云叠加所需重叠的标志点为至少4个，所贴标志点总数量根据工作样板被检测面大小和复杂程度而定；

b）、采用三维扫描仪，根据工作样板工作面需要检测的位置，对工作样板相应部位用白光投射光栅，用扫描仪两架摄像机拍摄发生畸变的光栅图像，计算机系统处理工作样板对应表面拍摄点的三维空间坐标，以实现样板实体表面三维轮廓的测量；

c）、三维光学扫描系统软件自动识别标志点空间位置、自动坐标匹配、自动拼接不同次扫描获得的三维点云数据，点云数据拼接后自动形成点云结构面，该点云结构面即是工作样板实物三维数据的实际反映；

d）、通过计算机系统，将扫描拼接获得的工作样板点云结构面按照给定的拟合基准，与设计的工作样板标准模型进行拟合，该拟合是虚拟的拟合，不会产生像实物重叠发生的干涉现象；

e）、工作样板标准模型与扫描获得的点云结构面拟合后，点云结构面在标准模型基础上，突出部位设定为红色，突出越多，颜色逐步加深，即实体越大；凹陷部位设定蓝色，凹陷越多，颜色逐步加深，即实体越小；

f）、根据工作样板设计尺寸公差要求，计算机系统将点云结构面所反映的实际值与标准模型设计的含公差的名义值进行比较，通过计算机系统处理，可通过二位截面分析、三维整体分析、三维具体数值分析，可直接判断工作样板计量是否合格；

g）、采用三维光学扫描系统通过对工作样板检测、判断，达到计量目的，计量合格的工作样板可直接投入应用。

本发明通过三维摄影测量系统对车钩工作样板进行扫描，将扫描得到的检测样板三维点云模型与设计的CAD标准模型进行全尺寸数据拟合比对，从而检查出检测样板工作面制作误差，达到判断检验样板合格与否的目的。本发明的应用代替传统的通过校对样板计量工作样板和通过基准样板计量校对样板的三层级实物计量方法，使车钩工作样板的计量实现数字化，防止实物样板制造误差和计量的累积误差，并减少了计量层级，提高车钩检验工作样板计量的准确性，从而达到提高铁路车辆车钩及其零部件一致性的目的。

本发明的有益效果是：

1、采用三维光学扫描技术，对车钩零部件检测所用工作样板扫描获得的点云数据可以满足工作样板复杂结构要求，而且直接测量工作样板的所有工作面。而传统采用校对样板检测的通常是点或者部分工作面。

2、对工作样板扫描灵活，扫描头和物体都可移动，无需精确定位，获得点云数据速度快，精度高。

3、扫描获得的点云数据直接通过计算机系统与用CAD设计的三维标准模型进行拟合比对，数据直观全面，不会带来人为误差。

4、对生产企业而言，可消除传统采用校对样板检验工作样板、采用基准样板检验校对样板的复杂操作，同时避免三层及检测带来的累积误差，以及校对样板、基准样板在制造、运输、存放、使用中存在的不利因素的影响。