一种板料成形回弹的光学检测方法

摘要

本发明公开了一种板料成形回弹的光学检测方法，使用摄影测量和面扫描相结合的方法实现对工件的回弹量检测，回弹后形状以测得的点云形式表达，回弹前形状以CAD数模表达，两者在逆向软件对比，可以在工件的任意位置确定回弹的三维方向数值及可视化数字表达方式，本发明把摄影测量技术和面扫面技术相结合使用进行测量，避免了单纯使用面扫描存在点云处理慢、融合精度等问题；本发明采用三维光学检测方法，对于大型、超大型、超小型、A级曲面产品，或者不适合应用接触测量方法检测的工件有自身明确的优势。

主权项

一种板料成形回弹的光学检测方法，其特征在于，使用摄影测量和面扫描相结合的方法实现对工件的回弹量检测，回弹后形状以测得的点云形式表达，回弹前形状以CAD数模表达，两者在逆向软件对比，可以在工件的任意位置确定回弹的三维方向数值及可视化数字表达方式，它的步骤如下：（1）建立工业数字近景摄影测量装置，使用标志点测量技术测量工件回弹后的形状，计算出工件表面粘贴的编码点和非编码点，导出全局标志点，摄影测量步骤如下：①粘贴编码点和非编码点在物体表面和四周，选择合适的比例尺用于物体测量，理想条件下，比例尺的长度和测量物体的长度尺寸保持1:1的关系，比例尺和物体能够同时出现在一副图像里，当测量一个简单平整的物体时，需要8幅图像，其中四幅图像用于标定，要求在物体正上方拍摄，四幅图像旋转90°拍摄；②摄影测量系统需要通过标定图像来计算相机镜头的光学畸变和主点的位置，四幅标定图像拍摄并记录下来，手持相机在物体的中间高度，以物体为拍摄中心，每间隔45°拍摄图像并记录，在每一个摄站，相机必须拍摄两张照片作为初始的二维数据，然后，在每一个水平拍摄并记录相同数量的照片，一旦这些照片被加载到摄影测量软件，它将开始识别和确定图像中的编码点和非编码点；（2）建立面扫描装置，基于摄影测量输出的全局标志点，采用计算机双目视觉技术进一步测量工件，面扫描系统以非编码点为基础，实现获得点云的自动拼接，获得的回弹工件以点云形式表达；点云作为回弹后工件的形状，CAD数模作为回弹前的理想几何形状和比对基准，两者基于Geomagic Qualify或Imagewave逆向校核软件实现3‑2‑1对齐操作后，选取关键点，做截面或截线，关键点沿法线长度的偏差作为回弹的数值，切线的夹角为回弹角，回弹方向根据点云偏离数模的方向进行判断，点云偏离数模的方向和法线相同方向为正，相反方向为负；利用面扫描系统进行工件点云信息采集，①导入由摄影测量获得的全局坐标，然后利用面扫描系统，对工件表面进行分区测量，通过每次测量公共部分的非编码点可实现自动对齐和拼接，获得最终的点云；②后处理得到工件三维数学模型，将点云数据导入点云处理软件Geomagic Studio，经降噪、抽稀、光顺、全局优化、网格划分得到工件的三维数学模型；（3）获取工件的回弹数值，回弹点云通过和模具设计型腔三维CAD数模对齐后比较，获得板料成形后的回弹值，在逆向软件中实现模具数模和工件数模比对，①具有物体表面形状、尺寸、特征的工件点云数据和原有的模具设计数模导入后续处理软件Geomagic Qualify，利用创建线对象基准和点对象基准将测试模型与参考模型对齐，②采用截线方法，在Geomagic Qualify中垂直于x方向等间距做截面，要求获得的yz各面都互相平行，间距为80 mm，选取6个截面，数模对齐之后，就可以进行数据的三维、二维比对分析，工件任意位置任意方向进行剖切，分析其2D或3D误差，包括曲面的弧度、半径、各面之间的极差各方面数值的比较，其极差就是回弹值。