[发明专利]一种回转体壁厚检测方法

说明书

本发明属于工件壁厚检测领域，并公开了一种回转体壁厚检测方法。该方法包括：S1：测量待检测回转体多个截面上的多个测量点，获得待检测回转体的点云集；S2：构建待检测回转体的三维理想模型，获得三维理想模型的点云集，将待检测回转体与三维理想模型的点云集统一到同一个坐标系中；S3：通过待检测回转体的点云集构建成待检测回转体的三维四面体网格模型，将获得的三维四面体网格模型与三维理想模型进行对齐比对，由此获得待检测回转体各处与所述三维理想模型的壁厚差，由此完成待检测回转体壁厚的检测。通过本发明，可以实现对工件壁厚自动化测量，且测量精度高，尤其适用于高精度的航空航天件的壁厚测量。

技术领域

本发明属于工件壁厚检测领域，更具体地，涉及一种回转体壁厚检测方法。

背景技术

工件厚度的测量是精密制造和加工中非常重要的一环。特别是对于舱段件的制造和加工，工件厚度测量的重要性尤为突出。舱段件厚度的均匀度必须保持在一个很小的范围内。如果超出了该范围，后续补救的环节会非常复杂。

目前，主要以划线做标记的方式采用人工手持测厚仪来测量舱段件的壁厚和壁厚差。这样必然存在工装夹具更换慢、精度一致性难于保证、需要较多的人力等多个问题。

近期，为了减少人力的参与，有人提出了一种自动化测量工件厚度的技术方案。该方案利用车床车削的工序对工件的厚度进行自动化的测量。在车削完成后，将刀具卸掉，将测厚探头安装在刀具的位置，车床以设定的旋转速度带动工件旋转，安装在刀具处的超声探头以设定的速度沿工件轴向移动，可以螺旋线的轨迹对工件外表面测厚。测厚仪主机在测量过程中实时检测零点标记、起始开关、结束开关，并根据工件旋转速度和探头轴向移动速度，将每个测厚值与工件上的测厚点位置一一对应。将工件旋转速度、探头移动速度等参数输入测厚仪，即可给出测厚点的坐标位置。

目前测量回转体的壁厚的方法多选择人工手持超声波检测仪，划线做标记的方式，易产生工装夹具更换慢、精度一致性难于保证、人工强度大等多个问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种回转体壁厚检测方法，该方法通过采用逐点插入的Delaunay四面体剖分法获取待检测回转体的三维四面体网格模型，其目的在于获得的模型与实际模型更为接近，通过与三维理性模型进行比对获得壁厚差，由此解决回转体壁厚检测精度一致性难于保证的问题及实现回转体壁厚在线自动检测。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种回转体壁厚检测方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

S1：将待检测回转体沿其轴向方向划分为多个待检测截面，且在每个截面上包括多个测量点，采用测量仪对每个待测截面上的每个测量点进行扫描，获得所有测量点的坐标，即获得待检测回转体的点云集；

S2：根据待检测回转体的三维结构构建该回转体的三维理想模型，并获得该三维理想模型中每个点的坐标，即获得该三维理想模型的点云集，将所述待检测回转体的点云集与三维理想模型的点云集统一到同一个坐标系中；

S3：在所述坐标系中，分别将所述待检测回转体的点云集和所述三维理想模型的点云集构建成待检测回转体和三维理想模型的三维四面体网格模型，将获得的待检测回转体三维四面体网格模型与所述三维理想模型的三维四面体网格模型在所述坐标系中进行对齐比对，由此获得待检测回转体各处与所述三维理想模型的壁厚差，由此完成待检测回转体壁厚的检测。

进一步优选地，在步骤S3中，所述在该坐标系中将所述待检测回转体的点云集构建成待检测回转体的三维四面体网格模型，优选采用逐点插入的Delaunay四面体剖分法，具体包括下列步骤：