[发明专利]一种筒形零件内壁缺陷尺寸三维测量系统及其测量方法

权利要求书

1.一种筒形零件内壁缺陷尺寸三维测量系统的测量方法，所述的测量系统包括稳定测量平台（1）；所述的稳定测量平台（1）上设置多自由度位移机构（6）、零件固定台（7）和观测结构支撑架（8）；在所述的观测结构支撑架（8）上设置观测机构（2），所述的观测机构（2）上设置观测模组（3）和测量传感器（4）；所述的筒形零件（5）固定在零件固定台（7）上；

其特征在于，所述的测量方法的过程是：

开始；

步骤1、设定传感器旋转角度步长和垂直位移步长；

步骤2、测量传感器（4）按照设定的旋转角度步长采集内表面的一周360°点云数据；

步骤3、测量传感器（4）按照设定的垂直位移步长在Z轴方向向下移动一个步长；

步骤4、判断：测量传感器（4）在Z轴方向移动距离是否小于设定的圆筒高度；如果是，则返回步骤2；如果否，则继续下一步骤；

步骤5、融合采集的点云数据，形成整个圆筒内壁表面数据；

步骤6、点云数据的滤波去噪、平滑处理；

步骤7、点云数据三角网格化建立三维模型；

步骤8、通过三维可视化技术，对内壁三维模型进行可视化软件界面3D渲染显示和操作；

步骤9、通过可视化交互，手动通过软件可视化交互界面在内壁绘制一条切割线；

步骤10、将二维视图坐标系下的切割线转换到3D空间坐标系下的切割线；

步骤11、计算二维视图坐标系下的切割线的垂直线并转换到3D空间坐标系下作为法向量；

步骤12、根据计算得到的法向量和3D切割线上的一点计算切割面；

步骤13、对内壁三维模型坐标进行平移，使得切割面可以切割到三维模型上；

步骤14、根据切割面和三维模型，通过vtk三维技术可以获取所有相交点；

步骤15、将切割面与模型相交点生成切割点云，切换视图并可视化显示；

步骤16、对生成的切割点云进行拟合，寻找有缺陷点云；

步骤17、缺陷点云投影到2D空间，根据切割角度和满足设定条件的缺陷点，计算缺陷点在切割方向上的宽度和高度；

步骤18、判断：对比设定参数是否有缺陷；如果是，则继续下一步骤；如果否，则判定合格，结束；

步骤19、返回不合格，并提供缺陷数据；

结束。

2.按照权利要求1所述的筒形零件内壁缺陷尺寸三维测量系统的测量方法，其特征在于：所述的测量传感器（4）通过扫描头扫描筒形零件（5）的内壁，采集激光条纹图像并转换得到表面三维信息。

3.按照权利要求1所述的筒形零件内壁缺陷尺寸三维测量系统的测量方法，其特征在于：所述的零件固定台（7）通过回转驱动机构安装在稳定测量平台（1）上。

4.按照权利要求3所述的筒形零件内壁缺陷尺寸三维测量系统的测量方法，其特征在于：所述的零件固定台（7）的尺寸为：水平面X、Y方向大于200mm×300mm；高度Z方向大于400mm。

5.按照权利要求1所述的筒形零件内壁缺陷尺寸三维测量系统的测量方法，其特征在于：所述的稳定测量平台（1）的材料采用大理石平板，其矩形的水平面尺寸为1000mm×1000mm，厚度尺寸为100mm。

6.按照权利要求1所述的筒形零件内壁缺陷尺寸三维测量系统的测量方法，其特征在于：所述的多自由度位移机构（6）的驱动最大位移是：水平面X、Y方向为50mm×50mm，高度Z方向为200mm。

7.按照权利要求1所述的筒形零件内壁缺陷尺寸三维测量系统的测量方法，其特征在于：所述的观测模组（3）分辨率为1920×1440，观察范围为360°。

8.按照权利要求1所述的筒形零件内壁缺陷尺寸三维测量系统的测量方法，其特征在于：所述的测量传感器（4）进行高精度三维轮廓信息提取；工作方式采用侧向出光，分辨率为0.1um，测量范围为300um。