[发明专利]借助于2D记录的3D表面检测系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种借助于二维记录的三维表面检测系统。

背景技术

在多个器件中，对整个三维器件表面进行100％的光学检查是必要的。这例如在涡轮叶片中包括冷空气孔的位置和完整的覆层。

已知的三维检测系统是非常耗时的和成本高的。

发明内容

因此，本发明的目的是解决所述问题。

所述目的通过一种3D表面检测系统和一种根据权利要求14所述的方法来实现。

在从属权利要求中列举其他有利的措施，所述措施能够任意地彼此组合，以便实现其他的优点。

附图说明

附图示出：

图1至6示出本发明的实施例。

图7示出涡轮叶片。

说明书和附图仅描述本发明的实施例。

具体实施方式

图1示出根据本发明的3D表面检测系统1。

3D表面检测系统1具有测量台10，在所述测量台上存在待检验的部件4、120、130。

围绕部件4、120、130存在至少一个相机7’，所述相机的位置被改变或者使用优选固定地安装的多个相机7’、......、7^V、......。

相机7’、7’’设置为，使得所述相机检测部件4、120、130的背离测量台10的整个表面。

相机7’、7’’、......的安装能够根据部件的类型变化。对于不同大小、类型的涡轮叶片120、130(转子叶片120或导向叶片130)能够应用相机7’、7’’、......的相同的、固定的安装。

在根据图1的测量台10上优选存在至少一个基准标记13’、13’’、......(如在图2至6中示出的)，在此优选存在八个基准标记。

3D表面检测优选如下地进行：

1.提供由测量台10、相机系统(一个或多个相机7’、7’’、......)和照明装置8’、8’’构成的装置

2.在测量台10上安置基准标记13或者测量台10已经具有所述基准标记

3.在测量台10上定位部件4、120、130；当部件长形地构成时，最好以平坦的方式定位

4.通过所有所使用的、固定安装的相机7’、7’’、......或一个相机7’在不同的位置中记录单张图像

5.从单张图像中识别部件4、120、130的位置

6.通过最佳拟合分析将部件精确定向到已知的3D模型

7.映射单张图像到相应的3D模型上

8.通过取平均值、对比度设置或边缘锐化来优化重叠的图像区域

9.翻转部件4、120、130并且从步骤3开始重复

10.将单个记录(2D)与已知的已存储的3D模型组合为“部件的3D轮廓”。

可选地，借助于投射的光结构、尤其通过条纹来实现部件4、120、130的表面检测，使得更好地检测部件4、120、130的边缘。

可选地，尤其借助于投影设备实现对部件3、120、140的选择性的照亮，使得进行强烈反射的区域不被照明或仅被少量照明。这在涡轮叶片120、130中例如是叶片根部183、400(图7)。

优选地，外部光抑制通过单色照明和图像评估来实现。

优选的是，在相机镜头上的环形光和/或使用侧面的暗场照明，以便突出小的缺陷如刮痕、不平坦部、受压部位。

基准标记13、13’优选环形地构成和/或设置并且具有标识14’-14^IV。标识14’、......14^IV能够是线状的或点状的(图3、4、5、6)。

图2-6示出能够设置或安装在测量台10上的不同的基准标记。

图2示出具有径向地从圆周16延伸的两个线状的标识14’、14’’和尖部同样径向的延伸的V形的标识14’’、14’’’的基准标记。基准标记13的不同的标识14’、......、14^IV的顺序是不重要的(在图5中同样如此)。

图3示出基准元件13的圆形的结构，所述圆形的结构由至少两个、在此为四个弯曲的线状标识14’、......14^IV构成，所述标识在此优选构成圆形的结构。

外部的封闭的、圆形的线16能够存在或者仅是示出标识14’、14’’、......的布置的分布的假想线(图2-5)。