有没有设备，扫描图片，又可以扫描千分尺数据？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-05-06 22:33 标签： 纸质文件怎么扫描成pdf

本发明属于密封面无损检测技术领域，具体涉及一种大尺寸法兰密封面柔性三维自动测量系统及方法。

法兰密封面作为核电厂压力容器主设备的承压边界，需要定期对密封面的形位、尺寸误差和表面缺陷进行检修。法兰密封面主要失效形式包括由热应力和机械应力冲击导致的微量形状和尺寸变形，以及由于液力腐蚀或拆装过程机械损伤导致的剥落、凹点、划痕等缺陷。

传统检测方式采用专用直径千分尺、塞规、塞尺等对形状/尺寸误差进行测量，采用肉眼识别表面缺陷，检测效率低、随机因素影响较大、可靠性差，不利于密封性的保障。同时仅能形成直径、深度等数据测量，无法建立直观及对比鲜明的密封面测量历史信息库。

本发明的目的在于提供一种大尺寸法兰密封面柔性三维自动测量系统及方法，能够实现对主泵法兰密封面特征结构的形位尺寸误差的检测及识别一定尺寸的表面缺陷，到达保障核电站安全可靠运行的目的。

本发明的技术方案如下：一种大尺寸法兰密封面柔性三维自动测量系统，该系统包括数据采集系统、机器人运动平台、控制及分析终端以及安装支架，其中，所述的机器人运动平台通过安装支架设置在待检测的大尺寸法兰密封面的上方，在机器人平台上搭载有数据采集系统，并通过与数据采集系统相廉价的控制及分析终端，对采集到的密封面数据进行分析处理。

所述的数据采集系统包括光栅式面阵扫描仪(1)、精密标定板、标准单/双球以及标志点，其中，精密标定板和标准单/双球用于对光栅式面阵扫描仪进行评价和标定；标志点设置在待测量密封面上，用于单片数据的拼接。

所述的机器人运动平台包括六轴机器人以及机器人控制器，其中，所述的六轴机器人可进行多自由度的柔性运动，以多角度多位置获得检测数据；所述的机器人控制器与六轴机器人相连接，并控制六轴机器人上的光栅式面阵扫描仪运动到主泵法兰零件的相应位置，并进行数据采集，并通过与光栅式面阵扫描仪相连接的交换机与控制及分析终端相连接。

所述的机器人控制器通过交换机与控制及分析终端相连接，可利用控制及分析终端远程控制机器人运动平台的控制。

所述的控制及分析终端能够将光栅式面阵扫描仪采集到的完整点云数据进行分析处理，通过对点云的合并、精简、配准、特征数据提取，形成对主泵法兰零件密封面特征结构形状误差分布、关键尺寸以及表面缺陷标识；所述的控制及分析终端对点云数据的分析处理包括数据合并、点云精简、点云三维模型匹配、3d比较、误差色谱分析、截面轮廓分析、2d尺寸及偏差计算、圆度及平面度计算以及缺陷识别。

一种大尺寸法兰密封面柔性三维自动测量方法，该方法具体包括如下步骤：

步骤1、搭建大尺寸法兰密封面柔性三维自动测量系统；

步骤2、进行密封面扫描规划；

步骤3、对待检测法兰密封面进行自动扫描测量，并对测量点云数据进行处理；

步骤3.1、利用机器人带动光栅式面阵扫描仪按照设定的运动路径对待测法兰密封面进行扫描测量；

步骤3.2、对测量点云数据进行处理；

步骤4、对测量数据进行误差分析；

步骤4.1、利用测量数据形成误差色谱图，并获得密封槽误差分布规律和缺陷分布情况；

步骤4.2、形成参考截面，并根据测量点云的截面图，生成相应的测量尺寸和形位误差。

所述的步骤3.2中对测量点云数据进行处理的具体步骤为：

步骤3.2.1、对密封槽点云进行精简；

步骤3.2.2、在测量数据完整的基础上，对传感器自动测量的单采点云数据进行合并；

步骤3.3.3、与设定的模型匹配次数，并在匹配过程中去除噪声点云。

所述的步骤1具体包括：

步骤1.1、在待测量大尺寸法兰密封面上方搭建机器人运行平台，并在机器人末端设置有光栅式面阵扫描仪；

步骤1.2、对光栅式面阵扫描仪进行标定；

步骤1.3、在待测量大尺寸法兰密封面上设置标志点；

在主泵泵壳法兰密封槽待测环形区域的内侧和外侧放置张贴好标志点的贴付装置，其中，标志点张贴分布和放置位置保证光栅式面阵扫描仪相邻扫描角度下至少可采集到3各相同标志点；在条件允许的情况下，标识点越密集，多视角测量点云拼接精度越高；

步骤1.4、对法兰密封面进行显像剂喷涂处理；

利用核环境显像剂对法兰密封面进行自动或手动喷涂处理，使显像剂喷涂厚度均匀。

所述的步骤2具体包括：

步骤2.1、对搭载光栅式面阵扫描的机器人运动路径进行规划；

根据机器人运动的参考路径，并真的现场环境与试验环境进行扫描路径调整；

步骤2.2、根据现场光照和实际试拍效果，调整光栅式面阵扫描仪参数，使数据采集达到最佳状态。

所述的步骤4具体包括：

步骤4.1、利用测量数据形成误差色谱图，并获得密封槽误差分布规律和缺陷分布情况；

设置最大临界值、最大名义值、最小临界值、最小名义值以及颜色段数，自动生成误差色谱图，获得密封槽误差分布规律和缺陷分布情况；

步骤4.2、形成参考截面，并根据测量点云的截面图，生成相应的测量尺寸和形位误差；

根据实际测量的需求，生成相应的参考截面，并通过参考截面截取比较关心位置的截面轮廓测量点云，并投影在参考截面；在参考截面上，根据测量点云的截面图，生成相应的测量尺寸和形位误差。

本发明的显著效果在于：本发明所述的一种大尺寸法兰密封面柔性三维自动测量系统及方法，能够对100d型主泵法兰密封面进行检测，利用检测系统扫描路径规划和运动控制方法，实现机器人、扫描仪实时通讯和自动化数据采集，并对测量的所得数据进行精简、去噪、点云－三维模型匹配，生成误差色谱图，计算密封面尺寸误差和形位误差，通过对加工100d型主泵法兰密封面1/5模拟样件进行试验测试，验证了该系统及方法的可行性和有效性。

图1为本发明所述的一种大尺寸法兰密封面柔性三维自动测量系统结构示意图；

图中：1、面阵扫描仪；2、六轴机器人；3、机器人控制器；4、交换机；5、控制及分析终端；6、安装支架；7、主泵法兰零件。

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种大尺寸法兰密封面柔性三维自动测量系统，包括数据采集系统、机器人运动平台、控制及分析终端以及安装支架，其中，机器人运动平台通过安装支架支撑安装在待检测的主泵法兰零件7上方，在机器人运动平台上搭载有数据采集系统，并通过与数据采集系统相连接的控制及分析终端，对采集到的主泵法兰零件7密封面数据进行分析处理；数据采集系统包括光栅式面阵扫描仪1、精密标定板、标准单/双球以及标志点，其中，面阵扫描仪1安装在机器人运动平台中的六轴机器人2上，通过六轴机器人2可实现多自由度的柔性运动，以多角度多位置获得检测数据；精密标定板和标准单/双球用于对光栅式面阵扫描仪进行评价和标定；标志点可用于各单片数据的拼接，并形成最终测量的三维模型；机器人运动平台还包括机器人控制器3，机器人控制器3与六轴机器人2相连接，并控制六轴机器人2上的光栅式面阵扫描仪1运动到主泵法兰零件7的相应位置，并进行数据采集，并通过与光栅式面阵扫描仪1相连接的交换机4与控制及分析终端5相连接，同时，机器人控制器3连接在交换机4上，利用控制及分析终端5实现对机器人运动平台的运动控制，其中，控制及分析终端5可将光栅式面阵扫描仪1采集主泵法兰零件7的完整点云数据进行分析处理，通过对点云的合并、精简、配准、特征数据提取等数据分析及处理，形成对主泵法兰零件7密封面特征结构的形状误差分布、关键尺寸以及表面缺陷标识；控制及分析终端5对点云数据的分析处理包括数据合并、点云精简、点云三维模型匹配、3d比较、误差色谱分析、截面轮廓分析、2d尺寸及偏差计算、圆度及平面度计算以及缺陷识别。

一种大尺寸法兰密封面柔性三维自动测量方法，该方法具体包括如下步骤：

步骤1、搭建大尺寸法兰密封面柔性三维自动测量系统；

步骤1.1、在待测量大尺寸法兰密封面上方搭建机器人运行平台，并在机器人末端设置有光栅式面阵扫描仪；

步骤1.2、对光栅式面阵扫描仪进行标定；

步骤1.3、在待测量大尺寸法兰密封面上设置标志点；

在主泵泵壳法兰密封槽待测环形区域的内侧和外侧放置张贴好标志点的贴付装置，其中，标志点张贴分布和放置位置保证光栅式面阵扫描仪相邻扫描角度下至少可采集到3各相同标志点；在条件允许的情况下，标识点越密集，多视角测量点云拼接精度越高；

步骤1.4、对法兰密封面进行显像剂喷涂处理；

利用核环境显像剂对法兰密封面进行自动或手动喷涂处理，使显像剂喷涂厚度均匀；

步骤2、进行密封面扫描规划；

步骤2.1、对搭载光栅式面阵扫描的机器人运动路径进行规划；

根据机器人运动的参考路径，并真的现场环境与试验环境进行扫描路径调整；

步骤2.2、根据现场光照和实际试拍效果，调整光栅式面阵扫描仪参数，使数据采集达到最佳状态；

步骤3、对待检测法兰密封面进行自动扫描测量，并对测量点云数据进行处理；

步骤3.1、利用机器人带动光栅式面阵扫描仪按照设定的运动路径对待测法兰密封面进行扫描测量；

步骤3.2、对测量点云数据进行处理；

步骤3.2.1、对密封槽点云进行精简；

步骤3.2.2、在测量数据完整的基础上，对传感器自动测量的单采点云数据进行合并；

步骤3.3.3、与设定的模型匹配次数，并在匹配过程中去除噪声点云；

步骤4、对测量数据进行误差分析；

步骤4.1、利用测量数据形成误差色谱图，并获得密封槽误差分布规律和缺陷分布情况；

设置最大临界值、最大名义值、最小临界值、最小名义值以及颜色段数，自动生成误差色谱图，获得密封槽误差分布规律和缺陷分布情况；

步骤4.2、形成参考截面，并根据测量点云的截面图，生成相应的测量尺寸和形位误差；

根据实际测量的需求，生成相应的参考截面，并通过参考截面截取比较关心位置的截面轮廓测量点云，并投影在参考截面；在参考截面上，根据测量点云的截面图，生成相应的测量尺寸和形位误差。

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