專利名稱：一種發(fā)動機水套高精度快速測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于逆向工程測量技術(shù)領(lǐng)域，涉及復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件不可見內(nèi)腔結(jié) 構(gòu)的逆向測量，尤其涉及一種汽車發(fā)動機水套高精度快速測量方法。
背景技術(shù)：
逆向測量工程是構(gòu)建汽車發(fā)動機零件模型的重要手段，也是消化吸收 先進技術(shù)的重要途徑，數(shù)據(jù)測量是其首要問題。在發(fā)動機中，冷卻水套是影 響發(fā)動機性能的重要結(jié)構(gòu)，直接決定了發(fā)動機的熱效率，熱負(fù)荷分布以及熱 量利用，在發(fā)動機零件逆向工程中有著重要地位。但是，冷卻水套不僅結(jié)構(gòu) 和約束關(guān)系復(fù)雜，而且更是不可見的內(nèi)部特征，其數(shù)據(jù)測量一直是逆向工程 領(lǐng)域的技術(shù)難點。因此，冷卻水套數(shù)據(jù)測量成為發(fā)動機逆向工程的重要問題。目前，冷卻水套數(shù)據(jù)測量主要采用基于數(shù)控銑床的層切圖像方法，但 存在精度不高、后處理繁瑣等問題。由于受包埋材料固化收縮、數(shù)控銑床重 復(fù)定位精度、圖像采集系統(tǒng)光學(xué)畸變以及景深變化等因素的影響，導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真，后處理過程復(fù)雜，嚴(yán)重影響了層切反求精度；同時，由于缺少精確的 基準(zhǔn)，難以有效地實現(xiàn)水套模型與發(fā)動機缸蓋或缸體整體模型坐標(biāo)歸一。這 極大地制約了fe切圖像方法在水套逆向測量領(lǐng)域的應(yīng)用，也成為提高對發(fā)動 機先進技術(shù)消化吸收能力的一大瓶頸。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種汽車發(fā)動機水套高精度快速測量方法。 為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明提供的技術(shù)解決方案如下-1)對測量的發(fā)動機缸蓋或缸體零件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行劃分，分出發(fā)動機 缸蓋或缸體零件分為水套以及水套之外的包括油道、氣道、安裝孔等的其它內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征；對發(fā)動機缸蓋或缸體零件的水套填充包埋材料，其包埋材料與發(fā)動機 缸蓋或缸體零件灰度對比大；對于水套之外的油道、氣道、安裝孔等其它內(nèi) 部結(jié)構(gòu)特征采用與發(fā)動機缸蓋或缸體零件灰度相近的包埋材料充；2) 制備校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱，該校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱與發(fā)動機缸蓋或缸體零件的高度相 同且灰度相近，在校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱的空腔內(nèi)填充有與水套相同的包埋材料，備用；3) 在銑床工作臺面上方安裝一個測量裝置，用于采集由銑刀逐層銑削 的發(fā)動機缸蓋或缸體零件的斷層圖像，利用輔助支撐板，將填充了包埋材料 的發(fā)動機缸蓋或缸體零件裝夾于銑床工作臺面上；4) 發(fā)動機缸蓋或缸體零件裝夾完成后，在發(fā)動機缸蓋或缸體零件的對 角處，安裝2個校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱；5) 采用接觸測量方式，測量校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱內(nèi)對應(yīng)校準(zhǔn)面之間的距離、校 準(zhǔn)柱與零件發(fā)動機缸蓋或缸體之間的距離以及校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱的高度；6) 開動銑床，用銑刀自上而下同時銑削發(fā)動機缸蓋或缸體零件及校準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)柱，每銑削一層，由測量裝置自動釆集發(fā)動機缸蓋或缸體零件及校準(zhǔn)標(biāo) 準(zhǔn)柱的銑削后的斷層截面圖像，直至發(fā)動機缸蓋或缸體零件的水套整體切削 完成，則圖像采集完畢；7) 以每層校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱圖像為基準(zhǔn)，將銑削后的斷層圖像裁剪為位置相 同、大小相等的完整斷層圖像序列；8) 識別并提取發(fā)動機缸蓋或缸體零件斷層截面圖像輪廓，重構(gòu)出發(fā)動 機水套三維模型。本發(fā)明以層切圖像掃描法為基礎(chǔ)，對發(fā)動機缸蓋或缸體零件的各內(nèi)部 空腔填充不同灰度的包埋材料，并采用專用填充裝置和工藝填充水套包埋材 料，增設(shè)零件夾緊輔助支撐板，同時設(shè)置2個填充了與水套相同灰度包埋材 料的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱，用于圖像校準(zhǔn)和模型定位，提高了固化包埋材料與零件的貼合程度，保證了零件裝夾穩(wěn)定，同時也為水套數(shù)據(jù)處理和模型重構(gòu)提供了 精確基準(zhǔn)，從而提高了水套逆向測量的幾何形狀精度和位置精度。


圖1是發(fā)動機缸蓋或缸體零件裝夾方案的示意圖；圖2是發(fā)動機缸蓋或缸體零件裝夾方案示意圖的局部放大圖；圖3是三種典型的夾緊輔助支撐板結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是三種典型的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是水套包埋材料填充專用裝置示意圖；圖6是斷層截面輪廓包絡(luò)而成的發(fā)動機缸蓋、缸體水套點云數(shù)據(jù)； 圖7是發(fā)動機缸蓋、缸體水套三維CAD實體模型；圖8是包含水套結(jié)構(gòu)的發(fā)動機缸蓋、缸體CAD實體模型；以下結(jié)合附圖和發(fā)明人完成的實施例對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明。
具體實施方式
按照本發(fā)明的技術(shù)方案，按以下具體步驟實施1、對測量的發(fā)動機缸蓋或缸體零件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行劃分，分出發(fā)動機 缸蓋或缸體零件的水套以及水套之外的油道、氣道、安裝孔等的其它內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征；對于水套采用水套填充專用裝置填充包埋材料，其包埋材料與發(fā)動機缸蓋或缸體零件灰度對比大；水套之外的油道、氣道、安裝孔等其它內(nèi)部結(jié)構(gòu) 特征采用與發(fā)動機缸蓋或缸體零件灰度相近的包埋材料填充。發(fā)動機缸蓋或缸體零件內(nèi)部既有水套內(nèi)腔空間，又有油道、氣道、安裝 孔等其他內(nèi)部特征。由于要獲取水套結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，對水套及其他內(nèi)腔填充不 同的包埋材料，以減少了斷層圖像的噪聲數(shù)據(jù)，便于水套結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的提取。 其中，水套包埋材料與發(fā)動機缸蓋或缸體零件灰度對比大，以環(huán)氧樹脂、聚 酰胺樹脂和細(xì)石墨粉為原料，制作發(fā)動機水套包埋材料；其他內(nèi)腔的包埋材料與發(fā)動機缸蓋或缸體零件的灰度相近，以環(huán)氧樹脂、聚酰胺樹脂和鋁粉為 原料，制作水套之外內(nèi)腔的包埋材料。對于發(fā)動機缸蓋或缸體零件內(nèi)部空腔的包埋材料填充，首先，采用專用 裝置，實施發(fā)動機水套內(nèi)腔包埋材料的填充；在此基礎(chǔ)上，在室溫環(huán)境下， 無需抽成真空，直接對發(fā)動機缸蓋或缸體的水套以外的其他內(nèi)部特征填充與 零件灰度相近的包埋材料。采用水套包埋材料填充專用裝置實施水套包埋材 料填充，提高了固化包埋材料與零件的貼合程度，保證了反求的精度。上述的發(fā)動機缸蓋或缸體零件的水套填充包埋材料由水套填充專用裝 置實施填充，水套填充專用裝置包括密封室14，密封室14內(nèi)有矩形槽16， 矩形槽16內(nèi)有盛滿液態(tài)包埋材料15;密封室14上方有導(dǎo)管17，導(dǎo)管17 通過連接接頭18與由金屬平板20覆蓋的發(fā)動機缸蓋或缸體21的出水口 19 連通；密封室14下方有進氣管13，進氣管13通過接頭24和空氣壓縮機23 連接。如圖5所示。其實施過程為由進氣管13向密封室14通入來自空氣 壓縮機23的壓縮空氣，在氣體壓力作用下，矩形槽16內(nèi)的液態(tài)包埋材料 15經(jīng)導(dǎo)管17、連接接頭18和水套出水口 19被壓入由金屬平板20覆蓋的發(fā) 動機缸蓋或缸體21的水套空間22中；液態(tài)包埋材料充滿水套空間22后， 保壓直至包埋材料完全固化。該裝置提高了水套包埋材料填充的質(zhì)量，從而 保證了反求的精度。(2)制備校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱，該校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱與發(fā)動機缸蓋或缸體零件的高度 相同且灰度相近，在校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱的空腔內(nèi)填充有與水套相同的包埋材料，備 用。制備校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱，本發(fā)明校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱的材料與發(fā)動機缸蓋或缸體零件 灰度相近并且高度相同，其材料可以是鋁合金等，其結(jié)構(gòu)由底板3-1和在底 板3-1上圍成的薄壁3-2兩個部分組成，并由內(nèi)部拉伸孔特征3-3形成中空 特征，用于填充包埋材料，如圖2所示。在校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱組成結(jié)構(gòu)中，薄壁3-2是等壁厚的拉伸體結(jié)構(gòu)，厚度在2mm 10mm范圍內(nèi)，需要保證結(jié)構(gòu)強度 和剛度；內(nèi)部孔特征3-3存在一對相互垂直的相鄰校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)面(E和F)，用 以圖像的標(biāo)記，要求內(nèi)部孔特征截面邊界長度為3mm 20mm，從而為圖像裁 剪提供可靠的參考；底板結(jié)構(gòu)3-l是平板結(jié)構(gòu)，厚度在2mm 10mm范圍內(nèi)， 其截面尺寸比薄壁結(jié)構(gòu)大5mm 20mm，保證為校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱夾緊提供足夠大小 和強度的支撐結(jié)構(gòu)。底板結(jié)構(gòu)3-1與拉伸孔特征3-3相互垂直，保證了裁剪 后截面圖像實際大小和位置的一致；側(cè)平面C與校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)面F保持平行，為 校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱定位提供基準(zhǔn)面。校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱3典型結(jié)構(gòu)包括長方形拉伸孔結(jié)構(gòu)(圖4中的3a)、 1/4圓柱孔結(jié)構(gòu)(圖4中的3b)、直角三角形拉伸孔結(jié)構(gòu)(圖4中的3c)等，如圖4所示。在室溫環(huán)境下，無需抽成真空，直接對校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱3填充水套包埋材 料。對校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱3填充水套包埋材料，保證了校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)面截面線的有效提 取，從而可用于圖像校準(zhǔn)等。(3)在銑床工作臺面上方安裝一個測量裝置，用于采集由銑刀逐層銑 削的發(fā)動機缸蓋或缸體零件的斷層圖像，利用輔助支撐板，將填充了包埋材 料的發(fā)動機缸蓋或缸體零件裝夾于銑床工作臺面上；選擇合適的層切掃描測量系統(tǒng)，如西安交通大學(xué)的S-Re300等，保證 其有足夠的測量范圍和精度。層切掃描測量系統(tǒng)有數(shù)控銑床、三角架機構(gòu)、 測量系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)等組成，測量裝置5安裝于銑床工作臺面上方， 由三角架機構(gòu)固定，用于采集由銑刀逐層銑削的發(fā)動機缸蓋或缸體零件的斷 層圖像。為了實現(xiàn)發(fā)動機缸蓋或缸體零件1有效夾緊，需要增設(shè)4個輔助支撐 板6，作為零件夾緊的支撐結(jié)構(gòu)。發(fā)動機缸蓋或缸體零件的夾緊輔助支撐板 為等厚平板結(jié)構(gòu)，包括長方形平板(圖3中的6a)、三角形平板(圖3中的 6b)、半圓形平板(圖3中的6c)等典型結(jié)構(gòu)，厚度在2mm 8mm范圍內(nèi)。輔助支撐板6的尺寸和位置要保證零件的有效裝夾，防止夾緊失效，以長方 形平板結(jié)構(gòu)為例，其厚度為2ram 8mm，長度為10mm 30mm，寬度為10畫 30mm。在零件裝夾之前，夾緊輔助支撐板焊接固定在零件上，其分布要相對 分散和對稱，從而保證夾緊的穩(wěn)定， 一般地，零件兩側(cè)面各分布2個于底部 凸緣(1/3 1/5)處和(2/3 4/5)處，同時保證各輔助支撐板底面和發(fā)動 機缸蓋或缸體零件下安裝面在同一平面。在發(fā)動機缸蓋或缸體零件裝夾時，通過在發(fā)動機缸蓋或缸體零件上縱 向和橫向上安裝的2個支撐釘9和支撐釘10，使發(fā)動機缸蓋或缸體零件的 端面A支撐在2個支撐釘9上，端面B靠在支撐釘10上，保證端面A與銑 床縱向進給方面(Y方向)保持平行；利用壓板8在輔助支撐板6上施加垂 直向下的夾緊力，實現(xiàn)零件的有效夾緊。上述發(fā)動機缸蓋或缸體零件定位和夾緊方案如圖1所示。(4) 發(fā)動機缸蓋或缸體零件裝夾完成后，在發(fā)動機缸蓋或缸體零件的 對角處，安裝2個校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱；在發(fā)動機缸蓋或缸體零件裝夾之后，需要將2個校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱3裝夾于 銑床工作臺2上。輔助支撐板6要在銑刀4的加工范圍和測量裝置5的測量 范圍內(nèi)。在裝夾時，將2個等高的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱3分別放置于發(fā)動機缸蓋或缸 體零件1的最小包絡(luò)矩形區(qū)域?qū)蔷€的延長線附近，與零件的距離保持在 5mm 30mm范圍內(nèi)，既預(yù)留足夠的裝夾空間，又保證布置的緊湊性；利用2 個支撐釘11支撐底板結(jié)構(gòu)的側(cè)平面C，保證側(cè)平面C與銑床縱向進給方向 (Y方向)保持平行，從而保證校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)面F與零件銑床縱向進給方向(Y 方向)保持平行，校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)面E與零件銑床橫向進給方向(X方向)保持平行； 最后，利用壓板7在底板結(jié)構(gòu)3-2上施加垂直向下的夾緊力，實現(xiàn)校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 柱的有效夾緊。(5) 采用接觸測量方式，測量校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱內(nèi)對應(yīng)校準(zhǔn)面之間的距離、校準(zhǔn)柱與零件發(fā)動機缸蓋或缸體之間的距離以及校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱的高度；選擇合適的接觸式測量設(shè)備，如FaroP12-7等，測量校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱內(nèi)對 應(yīng)校準(zhǔn)面之間的距離、校準(zhǔn)柱與零件之間的距離以及校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱的高度。(6) 開動銑床，用銑刀自上而下同時銑削發(fā)動機缸蓋或缸體零件及校 準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱，每銑削一層，由測量裝置自動采集發(fā)動機缸蓋或缸體零件及校準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)柱的銑削后的斷層截面圖像，直至發(fā)動機缸蓋或缸體零件的水套整體切 削完成，則圖像采集完畢；設(shè)置銑床工藝參數(shù)，主要包括切削層厚和切削層數(shù)量，其中切削層厚 范圍為0.05mm 0.5mm，切削層數(shù)量根據(jù)發(fā)動機水套高度而定；以發(fā)動機缸 蓋或缸體零件長度方向為刀軌方向，生成數(shù)控指令；啟動斷層截面圖像采集 機構(gòu)的各功能器件，如打幵采集光源、設(shè)置好數(shù)碼相機的最佳拍攝參數(shù)等；開動銑床，將發(fā)動機缸蓋或缸體零件及校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱自上而下同時銑削。每銑削一層后，工作臺沿橫向進給方向(x方向)移動，使得發(fā)動機缸體或缸蓋零件以及2個校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱處于測量裝置5的采集范圍內(nèi)，在由測量裝置自動 采集發(fā)動機缸蓋或缸體零件及校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱的斷層截面圖像。在每層斷層截面 圖像采集完成后，工作臺沿橫向進給方向(X方向)移動至原來的位置，再 次銑削發(fā)動機缸體或缸蓋零件以及2個校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱。如此往復(fù)，直至發(fā)動機 缸蓋或缸體零件的水套整體圖像采集完畢，獲取斷層圖像序列。(7) 以每層校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱圖像為基準(zhǔn)，將斷層圖像裁剪為位置相同、大 小相等的完整斷層圖像序列。以校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)面截面線為裁剪區(qū)域的邊界線，利用Photoshop等圖像處理 軟件，將存在大小和位置差異的截面圖像裁剪為位置相同、大小相等的完整 斷層圖像序列，從而消除了由于工作臺重復(fù)定位誤差等引起的截面輪廓錯位 誤差、數(shù)碼相機鏡頭焦距變化等引起的截面輪廓尺寸誤差等；同時，在保證 圖片完整性的前提下，圖像裁剪剔除了多余的場景區(qū)域，提高后續(xù)圖像處理的效率。(8)識別并提取零件斷層截面輪廓，重構(gòu)出發(fā)動機水套三維模型； 利用Photoshop等圖像處理軟件，得到裁剪斷層圖像的像素。通過已獲 取的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)面之間的距離，計算校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱矩形區(qū)域面積，用矩形區(qū)域面 積除以像素點數(shù)量后開方，得到像素代表的實際尺寸。在此基礎(chǔ)上，選用Mimics斷層截面圖像處理與三維重構(gòu)軟件，通過灰度化、二值化等處理手 段，識別與提取物體的斷層截面輪廓閉，并形成包絡(luò)體，重構(gòu)出三維模型， 如圖6所示。然后，利用Geomagic Studio、 CATIA等軟件，通過曲面分塊、 曲面擬合、曲面拼接、體化等操作，獲得水套CAD實體模型，如圖7所示。 通過已測量得到的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)面與對應(yīng)的發(fā)動機缸蓋或缸體零件基準(zhǔn)平面 之間的距離、校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱的高度、校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱頂面與對應(yīng)的發(fā)動機缸蓋或缸 體零件基準(zhǔn)平面之間的距離以及設(shè)定參數(shù)切削層厚和切削層數(shù)量等參數(shù)，可 進一步計算校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)面與頂面的交點和發(fā)動機缸蓋或缸體基準(zhǔn)平面的相對 位置，計算校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)面與校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱切除部分底面的交點和發(fā)動機缸蓋或缸 體基準(zhǔn)平面的相對位置。以上述相對位置尺寸為依據(jù)，分別構(gòu)建水套模型和 發(fā)動機缸蓋或缸體模型的對準(zhǔn)坐標(biāo)系，通過布爾運算，切除發(fā)動機缸蓋或缸 體模型的水套空間，生成包含水套結(jié)構(gòu)的發(fā)動機缸蓋或缸體CAD實體模型， 如圖8所示。
權(quán)利要求
1、一種汽車發(fā)動機水套高精度快速測量方法，其特征在于，具體按下列步驟進行1)對測量的發(fā)動機缸蓋或缸體零件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行劃分，分出發(fā)動機缸蓋或缸體零件的水套以及水套之外的包括油道、氣道、安裝孔等的其它內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征；對發(fā)動機缸蓋或缸體零件的水套填充包埋材料，其包埋材料與發(fā)動機缸蓋或缸體零件灰度對比大；對于水套之外的油道、氣道、安裝孔等其它內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征采用與發(fā)動機缸蓋或缸體零件灰度相近的包埋材料充；2)制備校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱，該校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱與發(fā)動機缸蓋或缸體零件的高度相同且灰度相近，在校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱的空腔內(nèi)填充有與水套相同的包埋材料，備用；3)在銑床工作臺面上方安裝一個測量裝置，用于采集由銑刀逐層銑削的發(fā)動機缸蓋或缸體零件的斷層圖像，利用輔助支撐板，將填充了包埋材料的發(fā)動機缸蓋或缸體零件裝夾于銑床工作臺面上；4)發(fā)動機缸蓋或缸體零件裝夾完成后，在發(fā)動機缸蓋或缸體零件的對角處，安裝2個校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱；5)采用接觸測量方式，測量校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱內(nèi)對應(yīng)校準(zhǔn)面之間的距離、校準(zhǔn)柱與零件發(fā)動機缸蓋或缸體之間的距離以及校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱的高度；6)開動銑床，用銑刀自上而下同時銑削發(fā)動機缸蓋或缸體零件及校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱，每銑削一層，由測量裝置自動采集發(fā)動機缸蓋或缸體零件及校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱的銑削后的斷層截面圖像，直至發(fā)動機缸蓋或缸體零件的水套整體切削完成，則圖像采集完畢；7)以每層校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱圖像為基準(zhǔn)，將銑削后的斷層圖像裁剪為位置相同、大小相等的完整斷層圖像序列；8)識別并提取發(fā)動機缸蓋或缸體零件斷層截面圖像輪廓，重構(gòu)出發(fā)動機水套三維模型。
2、 如權(quán)利要求1所述的汽車發(fā)動機水套高精度快速測量方法，其特征 在于，所述的發(fā)動機缸蓋或缸體零件的水套包埋材料由水套填充專用裝置實 施填充，所述的水套填充專用裝置包括密封室(14)，密封室(14)內(nèi)有矩 形槽(16)，矩形槽(16)內(nèi)有盛滿液態(tài)包埋材料(15);密封室(14)上方 有導(dǎo)管(17)，導(dǎo)管(17)通過連接接頭(18)與由金屬平板(20)覆蓋的 發(fā)動機缸蓋或缸體零件(21)的出水口 (19)連通；密封室(14)下方有進 氣管(13)，進氣管(13)通過接頭(24)和空氣壓縮機(23)連接。
3、 如權(quán)利要求1所述的汽車發(fā)動機水套高精度快速測量方法，其特征 在于，所述的發(fā)動機缸蓋或缸體零件夾緊的方法是，首先，通過在發(fā)動機缸 蓋或缸體零件上縱向和橫向上安裝的2個支撐釘(9)和支撐釘(10)，使發(fā) 動機缸蓋或缸體零件的端面(A)支撐在2個支撐釘(9)上，發(fā)動機缸蓋或 缸體零件的端面(B)靠在支撐釘(10)上，保證發(fā)動機缸蓋或缸體零件端 面(A)與銑床縱向進給方向(Y)保持平行；然后，利用壓板(8)在輔助 支撐板(6)上施加垂直向下的夾緊力，實現(xiàn)零件的有效夾緊。
4、 如權(quán)利要求3所述的汽車發(fā)動機水套高精度快速測量方法，其特征 在于，所述的發(fā)動機缸蓋或缸體零件夾緊輔助支撐板(6)為等厚平板結(jié)構(gòu)， 在零件裝夾之前，將夾緊輔助支撐板(6)焊接固定在零件底部凸緣1/3 1/5處和2/3 4/5處，保證各夾緊輔助支撐板(6)的底面和發(fā)動機缸蓋或缸體零件的下安裝面在同一平面。
5、 如權(quán)利要求4所述的汽車發(fā)動機水套高精度快速測量方法，其特征 在于，所述的夾緊輔助支撐板(6)為長方形平板、三角形平板、半圓形平 板。
6、 如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機水套高精度快速測量方法，其特征在于， 所述的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱(3)由底板(3-1)和底板(3-1)上圍成的薄壁(3-2)組成，薄壁(3-2)的內(nèi)部拉伸孔特征(3-3)所形成的空間用于填充包埋材 料；薄壁(3-2)是等壁厚的拉伸體結(jié)構(gòu)，厚度為2mm 10mm;內(nèi)部拉伸孔 特征(3-3)存在一對相互垂直的相鄰校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)面(E和F)，用以圖像的標(biāo) 記，要求內(nèi)部拉伸孔特征(3-3)的截面邊界長度在3mm 20醒范圍內(nèi)；底 板(3-1)是平板結(jié)構(gòu)，與拉伸孔特征(3-3)相互垂直，底板(3-1)的側(cè) 平面(C)與校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)面(F)保持平行，要求底板厚度在2mm 10mm范圍內(nèi)。 7、如權(quán)利要求6所述的汽車發(fā)動機水套高精度快速測量方法，其特征 在于，所述薄壁(3-2)是長方形拉伸孔結(jié)構(gòu)、1/4圓柱孔結(jié)構(gòu)、直角三角 形拉伸孔結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種汽車發(fā)動機水套高精度快速測量方法，該方法對測量的發(fā)動機缸蓋或缸體零件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行劃分，對發(fā)動機缸蓋或缸體零件的水套，填充與發(fā)動機缸蓋或缸體零件灰度對比大的包埋材料；對于水套之外的油道、氣道、安裝孔等其它內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征采用與發(fā)動機缸蓋或缸體零件灰度相近的包埋材料充；將發(fā)動機缸蓋或缸體零件裝夾于銑床工作臺；設(shè)置2個校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱，用于圖像精確校準(zhǔn)。通過斷層掃描測量系統(tǒng)，獲取斷層圖像數(shù)據(jù)，以校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)柱圖像為基準(zhǔn)，將其裁剪為位置相同、大小相等的斷層圖像序列。通過數(shù)據(jù)處理，重構(gòu)出水套三維模型。該方法提升了斷層掃描測量系統(tǒng)對汽車發(fā)動機水套等不可見內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的反求能力。
文檔編號G01B21/00GK101226053SQ20081001725
公開日2008年7月23日 申請日期2008年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月8日
發(fā)明者張浩鋒, 李寶童, 軍 洪, 磊 賈, 邱志惠, 閻海紅 申請人:西安交通大學(xué)