[实用新型]一种激光再制造零件三维形貌在线检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光加工技术，具体为一种激光再制造零件三维形貌在线检测装置，主要用于大型贵重装备的再制造修复。

背景技术

我国有大量大型贵重装备和进口高精尖昂贵设备由于磨损、腐蚀或其他原因不能使用。但是大型零件不适宜搬运，需要现场修复。目前主要是利用智能激光再制造机器人对大型贵重零件现场加工修复。现场加工修复要求对大型贵重零件即时进行扫描，重建其三维模型，以便生成磨损区域的加工路径，并由加工轨迹点和法向参数来控制机器人的末端姿态。

市场上已有对零件进行三维非接触扫描的扫描仪，如美国Perceptron公司的ScanworksV3三维激光扫描系统；加拿大Creaform公司的Handyscan3DEXA/REV scan手持式三维数字扫描及测量系统。现有扫描或检测设备存在的主要问题包括：①体积太大，且结构复杂，不便于与机器人耦合；②扫描仪仅提供生成的点云或三角网格面文件，且点云数据不隶属于机器人坐标系，三维模型重构需要导入到另外分离的逆向软件中进行，机器人无法直接使用，十分不便；③扫描功能和重建功能分离，不能用于在线检测和加工，不能自动实现磨损区域特征的识别，智能化程度较低；④价格高，修复成本高，不利推广实施。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是：提供一种激光再制造零件三维形貌在线检测装置。该检测装置将三维扫描模块和三维模型重构模块集成在一起，可实现三维模型的检测、反求过程的自动化，以及机器人加工路径的自动生成，具有结构简单，精度高，成本低，操作容易等特点，特别适用于大型贵重零件的激光机器人再制造。

本实用新型解决所述技术问题的技术方案是，设计一种激光再制造零件三维形貌在线检测装置，其特征在于它包括硬件部分和软件部分，硬件部分主要包括上、下两块平板，两块平板之间通过支撑螺柱连接；两块平板之间的中心安装有一个结构光发射器，两端对称安装有工业相机；两台工业相机的基线相隔150-250mm，且按0-45度摆放，工业相机上通过CS接口安装有工业镜头，工业镜头到加工工件之间的工作距离为300-400mm；两台工业相机的输出信号接口分别通过USB线连接到PC机；所述的结构光发射器的尾部安装有小风扇；在上或下平板上设计有用于与机器人连接的螺纹孔；所述软件部分主要包括集成在一起的三维扫描系统和三维模型重构系统两个模块。

与现有技术相比，本实用新型由于采用了统一数据处理系统，避免了数据丢失现象，实现了受损零件再制造过程的自动化，因此特别适用于大型贵重零件的再制造，大大降低了人为因素对加工质量的影响，并在保证质量的前提下，降低了后续处理时间。

附图说明

图1为本实用新型激光再制造零件三维形貌在线检测装置的俯视结构示意图；

图2为本实用新型激光再制造零件三维形貌在线检测装置的前视结构示意图；

图3为本实用新型激光再制造零件三维形貌在线检测装置的软件整体结构框图；

图4为本实用新型激光再制造零件三维形貌在线检测装置的三维扫描系统模块结构框图；

图5为本实用新型激光再制造零件三维形貌检测装置的三维模型重构系统模块结构框图；

图6为本实用新型激光再制造零件三维形貌在线检测装置加工修复一种实施例(大型叶片)的形状结构照片图；

图7为本实用新型激光再制造零件三维形貌在线检测装置加工修复一种实施例(大型叶片)工作过程中的三维点云图；

图8为本实用新型激光再制造零件三维形貌在线检测装置加工修复一种实施例工作过程中的三角网格图(图8(a))和局部细节图(图8(b))。

具体实施方式：

下面结合实施例及其附图进一步叙述本实用新型：