一种工件表面测厚方法与流程

本发明涉及一种测厚设备，具体涉及一种工件表面测厚方法。

背景技术：

1、在实际的使用中，为了更清楚的了解工件的参数，需要对工件的厚度进行测量，同时为了监测加工后的工件的误差，需要获取工件的轮廓信息，也就是将工件的外形轮廓通过扫描仪进行扫描后通过软件进行自动化建模，实现二位数据以及三维数据的采集，根据扫描得到的工件外形轮廓数据与理论建模数据进行对比，以便于更好的分析制备的工件是否符合要求。

2、但是，在实际的使用中，由于工件的表面特征比较复杂，进行工件厚度测量的时候，多数需要依靠人工进行多点测量，导致检测效率低，同时，在检测的过程中测厚探头容易与工件表面接触后造成损伤，降低了工件的质量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种工件表面测厚方法，其能够解决现有技术中针对表面特征复杂工件不便于检测厚度的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

3、一种工件表面测厚方法，具体包括如下步骤：

4、步骤1：根据待测工件的三维模型选择需要测量点位，并参考工件的车床加工原点生成龙门设备的轴定位数据；

5、步骤2：轴定位数据完成后，在数据库远程端形成测厚任务单，在待测工件送达龙门设备的时候下发至龙门设备；

6、步骤3：龙门设备x、y轴根据被测点的点位数据经过校准后移动至被测工件表面的最高位置处，使用量程为1-5m的长激光测量被测工件表面距离测厚探头的高度，以保证下降中测厚探头与工件具有足够的安全高度，避免发生撞击；

7、步骤4：然后将侧探后沿着z轴下降到线激光扫描器的工作高度，使用线激光扫描器进行三维扫描，并将扫描后得到的点位信息通过计算得到工件表面在龙门设备中x、y及z空间的坐标位置；

8、定位数据中z轴高度确定测厚探头的下降位置，通过得到三维空间数据中点位的坐标位置信息记得得出该区域块的表面特征信息，用于得出测厚探头是否准确下降到预设位置、工件表面斜率、局部范围内工件表面凹凸情况，并保证测厚探头安全下降中测量中心点的位置；

9、步骤5：通过测厚探头在距离工件表面1-2mm处进行测量。

10、其中，测厚探头为非接触式电磁式探头。

11、进一步优化，龙门设备具有x、y及z轴的定位功能，龙门设备的龙门测量系统坐标有空间x、y及z对应三个法向ijk参数，与工件的测量点位的三个法向ijk对应，

12、x正方向：i＝1；x负方向i＝-1；y正方向j＝1，y负方向j＝-1，z正方向k＝1，z负方向k＝-1，用于将测量点位定义方向和龙门设备各运动轴的方向进行关联。

13、其中，步骤4中，表面特征信息的获取方法如下：通过工件的三维模型测量点位的定位数据，通过调整线激光扫描器在工件表面的最佳扫描距离500mm，线激光扫描器扫描被测量点位的位置的空间几何尺寸，根据测量数据，够判断出该区域内的表面特征信息，通过计算得到测厚探头的测量位置。

14、其中，测量得到的三维模型测量点位的定位数据进行提取操作，提取得到有效数据叠加到龙门设备的三维坐标系x、y及z坐标变量中，通过计算得到测厚度的法线处坐标，根据坐标调整测厚探头角度，以达到测厚探头的轴与法线重合，测厚探头r＝32mm，接触距离控制在测厚探头要求的1～2mm位置处，正垂直于工件的测试点表面。

15、进一步优化，龙门设备的轴具备一个长距离激光测距模块，作用是测量z轴最高点测量钣金测试点高度；z轴最高即为：0行程原点或者安全高度；由于考虑测量零件的灵活性和不可预见性不规则形状，要求不事先建立测量模型，实时动态的测量点的钣金垂直高度，从而提供给线激光扫描器工作的最佳参考距离。

16、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

17、本发明主要借助龙门设备来驱动线激光扫描器以及测厚探头来实现工件厚度的测量，通过对待测工件的三维模型选择需要测量点位，然后自动生成测厚单，将需要检测的工件移动至龙门设备后，通过设置的线激光扫描器来实现对工件外形轮廓的扫描，同时生成工件的轮廓信息，并通过计算轮廓信息后得到工件表面在龙门设备中的空间坐标位置信息，测厚探头根据空间坐标位置信息中z轴的高度来控制测厚探头下降的位置，通过空间坐标位置信息时刻调节对应坐标位置中的z轴高度来实现不同点位的厚度检测，保证测厚探头能够与工件表面保持固定间距进行测量，能够有效的提高工件厚度检测的效率，同时实现定距检测的同时，能够对工件起到较好的保护，防止工件出现损伤。

技术特征：

1.一种工件表面测厚方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种工件表面测厚方法，其特征在于：测厚探头为非接触式电磁式探头。

3.根据权利要求1所述的一种工件表面测厚方法，其特征在于：龙门设备具有x、y及z轴的定位功能，龙门设备的龙门测量系统坐标有空间x、y及z对应三个法向ijk参数，与工件的测量点位的三个法向ijk对应，

4.根据权利要求1所述的一种工件表面测厚方法，其特征在于：步骤4中，表面特征信息的获取方法如下：通过工件的三维模型测量点位的定位数据，通过调整线激光扫描器在工件表面的最佳扫描距离500mm，线激光扫描器扫描被测量点位的位置的空间几何尺寸，根据测量数据，够判断出该区域内的表面特征信息，通过计算得到测厚探头的测量位置。

5.根据权利要求4所述的一种工件表面测厚方法，其特征在于：测量得到的三维模型测量点位的定位数据进行提取操作，提取得到有效数据叠加到龙门设备的三维坐标系x、y及z坐标变量中，通过计算得到测厚度的法线处坐标，根据坐标调整测厚探头角度，以达到测厚探头的轴与法线重合，测厚探头r＝32mm，接触距离控制在测厚探头要求的1～2mm位置处，正垂直于工件的测试点表面。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种工件表面测厚方法，其特征在于：龙门设备的轴具备一个长距离激光测距模块，作用是测量z轴最高点测量钣金测试点高度；z轴最高即为：0行程原点或者安全高度；由于考虑测量零件的灵活性和不可预见性不规则形状，要求不事先建立测量模型，实时动态的测量点的钣金垂直高度，从而提供给线激光扫描器工作的最佳参考距离。

技术总结
本发明公开了一种工件表面测厚方法，具体包括如下步骤：步骤1：根据待测工件的三维模型选择需要测量点位，并参考工件的车床加工原点生成龙门设备的轴定位数据；步骤2：轴定位数据完成后，在数据库远程端形成测厚任务单，在待测工件送达龙门设备的时候下发至龙门设备；步骤3：龙门设备X、Y轴根据被测点的点位数据经过校准后移动至被测工件表面的最高位置处，使用量程为1‑5m的长激光测量被测工件表面距离测厚探头的高度，以保证下降中测厚探头与工件具有足够的安全高度，避免发生撞击；步骤4：然后将侧探后沿着Z轴下降到线激光扫描器的工作高度。本发明能够解决现有技术中针对表面特征复杂工件不便于检测厚度的技术问题。

技术研发人员：邓克明
受保护的技术使用者：四川科理特智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13