[发明专利]基于间接测量的多涂层厚度测量方法在审
申请号: | 201711233327.3 | 申请日: | 2017-11-30 |
公开(公告)号: | CN107796318A | 公开(公告)日: | 2018-03-13 |
发明(设计)人: | 洪鹏;陶凌峰;李茂盛;杨伟锋;沈爱华;高中辉;周轩 | 申请(专利权)人: | 江苏金陵智造研究院有限公司 |
主分类号: | G01B11/06 | 分类号: | G01B11/06 |
代理公司: | 南京理工大学专利中心32203 | 代理人: | 陈鹏 |
地址: | 210006 *** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基于 间接 测量 涂层 厚度 测量方法 | ||
技术领域
本发明属于涂层厚度测量领域,特别是一种基于间接测量的多涂层厚度测量方法。
背景技术
喷涂厚度是衡量喷涂质量的重要指标,目前的喷涂厚度测量方法包括直接测厚法和间接测厚法。
直接测厚法即通过测厚仪直接测量喷涂厚度,包括射线测厚法、超声测厚法、磁感应测厚法、电涡流测厚法等,其基本原理是通过材料本身导电性、导热性或者导磁性的差异来实现厚度的测量,一般测量厚度越大,精度越低。
对于涂层材料特性相似,厚度大,精度要求高的产品,难以用当前的直接测厚仪,需采用间接测厚法,间接测厚法即通过几何距离的相减来获得。在间接测厚法方面,存在一些用机械定位的方式,但是机械定位的方式难以保证定位的精确性,也就难以保证厚度检测值的精度,尤其是不规则形状的产品。因此,采用间接测厚的方法,需要解决重复定位精度的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于间接测量的多涂层厚度测量方法,能够实现多种涂层,大涂层厚度的高精度非接触式测量。
实现本发明目的的技术方案为:一种基于间接测量的多涂层厚度测量方法,该测量方法采用一套组合式的测量机构,测量机构包括测量头、能够带动测量头运动的多轴运动机构以及后台数据处理系统;多轴运动机构各关节设置有反馈装置,用于实时获取各关节的位置和末端测量头发射点的位置;该方法首先在产品喷涂前,利用不被喷涂到的产品或工装特征建立基准坐标系并对产品三维模型进行重构,产品喷涂后,利用相同特征再次建立基准坐标系并对喷后三维模型进行重构,将两次基准坐标系进行重合,喷涂前后垂直于产品表面的距离差值即为涂层的厚度。
与现有技术相比,本发明的显著优点为:本发明的测量方法能够适应多种相似特性材料的大厚度、高精度、非接触式测量,尤其能适应产品二次定位后的厚度测量。
附图说明
图1是本发明测量方法所采用的测量机构示意图。
图2是构建的基准坐标系示意图。
图3是测量的工装厚度示意图。
具体实施方式
一种基于间接测量的多涂层厚度测量方法,该测量方法采用了一套组合式的测量机构,测量机构包括测量头2、能够带动测量头运动的多轴运动机构1以及后台数据处理系统,如图1所示;多轴运动机构1各关节设置有反馈装置,用于实时获取各关节的位置和末端测量头发射点的位置;该方法首先在产品喷涂前,利用不被喷涂到的产品或工装3特征建立产品基准坐标系并对产品三维模型进行重构,产品喷涂后,利用相同特征再次建立基准坐标系并对喷后三维模型进行重构,将两次基准坐标系进行重合,喷涂前后垂直于产品表面的距离差值就是涂层的厚度。
所述测量方法具体包括以下步骤:
步骤1,喷涂前基准特征扫描,将产品在喷涂前放置到测量机构测量范围内,利用多轴运动机构带动测量头扫描出三个以上的基准特征;
步骤2,喷涂前基准坐标系建立,利用扫描出的基准特征拟合出特征点,以其中一个特征点为原点,以原点和其中另一个特征点构成的直线为X轴,以三个特征点建立的平面为XY平面构建基准坐标系Frame1,如图2所示;所述基准特征外形为球型或者立方体;
步骤3,喷涂前产品三维模型重构,在基准坐标系Frame1下扫描出被测产品的三维模型;保证基准特征在喷涂过程中不被喷涂到;
步骤4,喷涂后基准特征扫描,将产品在喷涂后送到该测量机构测量范围内,利用多轴运动机构带动测量头扫描出三个以上的基准特征;
步骤5,喷涂后基准坐标系建立,利用扫描出的基准特征拟合特征点,以其中一个特征点为原点,以原点和其中另一个特征点构成的直线为X轴,以三个特征点建立的平面为XY平面构建基准坐标系Frame2;
步骤6,喷涂后产品三维模型重构,在基准坐标系Frame2下扫描出被测产品的三维模型;
步骤7,将Frame1和Frame2重合形成FrameR,求解出喷涂前后的三维模型在FrameR下垂直于喷涂表面的距离差值L1、L2….Ln,该距离差值即为喷涂的厚度值,如图3所示。
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例
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