第15卷第1期 2017年2月
中国工程机械学报
CHINESE JOURNAL OF CONSTRUCTION MACHINERY
三维复杂尺寸检测的研究与应用梁晋1.2，尤威1-2，王晓光12刘烈金1.2，梁瑜1.2
(1.西安交通大学机械工程学院，陕西西安710049；2.广东顺德西安交通大学研究院，广东佛山528300）
Vol. 15 No.1 Feb. 2017
摘要：为提高复杂曲面工件的检测水平，采用XJTUOM三维光学面扫描系统，获取叶轮和水泵外壳的点云数据，结合GeomagicQualify把点云数据和CAD模型进行3D对比分析，实现了叶轮的全尺寸比对和水泵外壳的关键尺寸测量.试验结果表明；叶轮98%以上的点云偏差在土0.2mm之间，水泵外壳指定位置的尺寸偏差也都在
土0.2mm之间.该方法可快速、可视化地实现工件尺寸的检测，极大缩短产品的检测和开发周期关键调：逆向工程；尺寸检测；GeomagicQualify；3D比对
中图分类号：TP391
文献标志码：A
文章编号；16725581(2017)01006705
Theresearchand application of three dimensionalcomplexsizedetection
LIANGJinl-2,YOUWei-2,WANGXiaoguangl-2,LIULiejin1-2,LIANGYul-2
(1.School of Mechanical Engineering,Xi'an Jiaotong University,Xi'an 710049,Shaanxi,China 2. Guangdong Xi'an Jiaotong University Academy,Foshan 528300,Guangdong,China）
Abstract: In order to improve the detection level of the workpiece with complex curved surfaces, XJTUOM three-dimensional optical scanning system is used to obtain the point cloud data of impeller and pump shell. Then the point cloud data is compared with its CAD model by Geomagic Qualify,to realize the impeller's full size comparison and the measurement of the critical dimensions of the pump shell. The results showed that:more than 98% of the impeller cloud point deviation is between ± 0.2 mm,and size deviation of the designated location on pump shell is also between ± 0. 2 mm. This method can quickly and
visually achieve workpiece size detection,so greatly shorten the product development cycle. Key words: reverse engineering; size detection;Geomagic Qualify; 3D comparison
随着中国制造业的快速发展，机械产品大量采用复杂曲面，特别是汽车、船舶、飞机等领域1-3.对于很多复杂的曲面零件，不仅要精确测量关键点尺寸，还要对曲面进行整体测试与评估.而传统的测量方法难度大、效率低，无法满足生产检测的要求和在逆向工程中的应用.因此，如何方便、高效、高精度地实现复杂曲面的关键尺寸及全尺寸检测，是目前研究的热点.三维数字化检测技术作为一项具有广泛应用前景的高新技术，对于检测手段的柔性化、自动化和产品设计的应用都具有重要意义[3]，
传统的检测方式主要是利用三坐标测量机
(CMM)对工件表面进行离散点的采集，虽然能解决一定的问题，但是操作繁琐、效率低，而且测量物必须具有一定的硬度(3).对于表面复杂的工件，不仅测量时间长，而且仅靠这些离散点并不能很好地反映出表面的曲率变化，也无法进行全尺寸测量，不能及时提供有效的修正依据[4]，
西安交通大学模具所自主研发的三维光学面扫描系统（XJTUOM)，利用的是外差式多频相移光学扫描技术(5)，属于非接触式测量，有速度快、精度高等优点，并且不会出现误差递增的现象，实现了工件的全尺寸测量，
基金项目；国家自然科学基金资助项目(51421004，5275378,51275389)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目；广东省公益研究
与能力建设专项资金资助项目(2014A010104003）
作者简介，架晋（1968-），男，教授，博士生导师.E-mail.liangjin@mail.xjtu.edu.cn 万方数据