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3D尺寸形狀定位系統

來源: 作者:admin 點擊:577

關鍵詞3D尺寸形狀定位系統,非接觸式測量,機器視覺,高速相機

背景

先進制造技術的發展,在復雜三維曲面的快速測量中有著廣泛的應用,但測量精度受到測量系統本身非線性誤差、被測物體表面特征和環境要求等多方面的影響。

基于機器視覺的3D尺寸形狀定位系統相對于人工或傳統機械方式而言,屬于非接觸式測量,這種非接觸測量方法既可以避免對被測對象的損壞又適合被測對象不可接觸的情況,如高溫、高壓、流體、環境危險等場合;同時機器視覺系統可以同時對多個尺寸一起測量,使得測量工作能快速完成,適于在線測量;而對于微小尺寸的測量又是機器視覺系統的長處,它可以利用高倍鏡頭放大被測對象,使得測量精度達到微米以上。

系統組成:

3D尺寸形狀定位系統包括Photonfocus 3D高速相機,千兆網計算機(標準工控機),科天健光電廓形分析訂制軟件,高精度線激光器等。

系統特性:

1、該系統采用非接觸式的光學測量手段,不會對被被測物體造成成任何影響。

2、系統支持高速測量,檢測速度大大超過常規的檢測手段,斷面采樣間隔時間可達到3ms以下。

3、數據高速存儲于硬件設備中作為永久性的數據庫,可為檢測分析與相關科學研究提供翔實準確的數據源。

4、數據存儲空間大并且擴展性好,只存儲3D輪廓數據,則1T硬盤數據可記錄400萬個斷面。

5、檢測精度在亞毫米級,對于微小的傷損與磨耗特征十分敏感。

應用介紹:

3D尺寸形狀定位系統能夠自動測量產品的外觀尺寸,比如外形輪廓、孔徑、高度、面積的尺寸的測量。

科天健為某企業開發的道釘檢測是3D形狀尺寸定位系統的典型應用案例。為了提高在換軌工程作業中換軌車的工程作業效率,系統采用3D激光測量方法,通過將激光線打在物體表面,高速相機以一定角度拍攝激光線,并對激光線進行處理、提取和判斷,測量道釘在一定高度上的形狀判斷道釘是否存在松動或遺漏等異常現象。該系統安裝在換軌車上,隨著換軌車運動,檢測出去掉螺帽的道釘,獲取道釘的偏移,位置與里程,提高換軌作業自動化水平和作業速度。


圖1 激光三角測量原理


圖1.1 道釘模擬圖


此外,該系統還具有表面缺陷檢測功能,如檢測包裝正誤,物體表面有無刮傷或顆粒、破損、有無油污灰塵等。

例如科天健與某公司合作的鋼軌廓形檢測系統通過3D尺寸形狀測量,將鋼軌廓形準確的構陷出來,將它與標準輪廓數據進行對比,可以直觀的測出鋼軌的磨耗,測量精度達到0.1mm以下。


1 激光3D鐵軌輪廓檢測系統簡圖 2 在實驗室中采集到鐵軌輪廓的點云數據


除了以上應用,科天健開發的3D尺寸形狀定位系統還有很多可應用方向。