一种等距线厚度检测方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明是关于厚度测量技术，具体地，是关于一种适用于所有需要进行厚度测量 的工程领域的等距线厚度检测方法及装置。
【背景技术】
[0002] 在工程现场应用中，随着工艺技术的进步，对安全、工艺及结构要求越来越高。例 如，在石油化工行业，各种罐体、管道广泛应用，涉及到安全生产及环境保护的现实问题，需 设计出各种复杂曲面的罐体及管道。因该行业普遍对安全、环保的要求较高，需定期进行壁 厚测量。在机械工程行业，随着薄壁冲压技术的完善，为满足强度，优化冲压工艺，需进行壁 厚测量。在航空航天工业中，因其零件、部件结构复杂，厚度测量一直是技术难题，尤其是复 杂曲面结构件，厚度测量更是无法实现。在其他工程现场也是一样，结构复杂化的同时，必 然带来工艺的改变及测量方法的改变。虽然目前常规厚度测量方法可以满足大部分常规零 部件厚度测量，但在薄壁件、复杂曲面结构件、大深径比零部件厚度测量方面还存在不足， 主要体现在无法满足精度要求甚至无法测量等方面。
[0003] 目前一般采用的厚度测量方法有很多，主要可以分为以下几类：
[0004] 第一类是用长度尺直接测量，例如利用直尺、卡尺、千分尺等。此种方法适用于大 尺寸或精度要求在百分位左右的厚度测量，且必须是测量工具能够到达的部位，不适用于 深径比过大的零件或部件。且此种方法一般需要测量人员凭借工作经验找寻被测件的法线 方向进行厚度测量，测量误差较大。
[0005] 第二类是采用超声波、射线等其他具有穿透性能力的能量束，穿越到零部件内部， 利用反射的原理，计算时间差来测算厚度。该种方法适用范围较广，但操作繁琐且精度较 低。因不同的能量束在不同介质中传播速度不一样，每次测量前需要进行速度标定。另外， 如果零部件材质存在不均匀性，即使厚度一致，测量出来的厚度值也会有差异，从而影响测 量精度。
[0006] 第三类是利用成像投影法。即利用光学成像的方法，测量投影区域的宽度来计算 厚度。此种方法大多采用可见光或不可见光进行投影，而光线经过零部件边缘时存在衍射， 导致投影边缘模糊，影响测量精度。
[0007] 第四类是利用空间坐标方式来测量厚度。即利用三坐标测量仪等测量仪器，对零 部件内外分别进行测量，再计算厚度。此种方法首先要适用于三坐标测量仪可以测量的零 部件，例如大口径容器。同时，可测量零部件的大小也受仪器大小的限制。另外，因为此种 方法为内外轮廓分别测量，坐标系之间的误差会直接影响厚度测量误差。
[0008] 综上，针对复杂曲面、大深径比零部件，需要发明一种新的厚度测量方法，以满足 测量及精度需求。
【发明内容】
[0009] 本发明实施例的主要目的在于提供一种等距线厚度检测方法及装置，以满足复杂 曲面、大深径比零部件等的测量及精度需求。
[0010] 为了实现上述目的，本发明实施例提供一种等距线厚度检测方法，所述的等距线 厚度检测方法包括：获取被测件的外廓上同一平面内的多个测量点O1, i = 1，2, 3…η，η为 正整数；在各个所述测量点O1上并在所述同一平面内获取所述外廓的切线；分别以所述测 量点O1为起点，在各条所述切线上以长度1设定多条定长线段O1W = O1T1= O2T2 =…= O1T1;连接各所述定长线段的端点T i，生成等距线轨迹T ;沿所述等距线轨迹T向所述外廓上 取定长为长度1的线段Ο,Τ,，j = 1，2, 3…n，n为正整数；在所述线段Ο,Τ,的端点0 ,上沿垂 直于所述线段Ο,Τ,的方向检测所述被测件在所述端点0 ,上外廓到内廓的厚度。
[0011] 在一实施例中，使用绝对编码长度测量元器件或组件，或是相对编码长度测量元 器件或组件，在所述端点0,进行长度测量，获取所述被测件在所述端点(^上外廓到内廓的 厚度。
[0012] 进一步地，当使用绝对编码长度测量元器件或组件时，所述绝对编码长度测量元 器件或组件的显示数值为所述的厚度；当采用相对编码长度测量元器件或组件时，所述相 对编码长度测量元器件或组件的显示数值为差值，将所述差值与基础厚度值做差，所得结 果为所述的厚度。
[0013] 在一实施例中，在获取被测件的外廓上同一平面内的多个测量点O1之前，所述的 等距线厚度检测方法还包括：通过离散点测量装置，获取所述被测件的外廓的测量的坐标 值；通过最小二乘法或样条拟合法对所述坐标值进行外廓形拟合，确定所述外廓。
[0014] 在一实施例中，上述的外廓为平面、一次曲面、高次曲面或一次曲面与高次曲面混 合曲面。
[0015] 本发明实施例还提供一种等距线厚度检测装置，所述的等距线厚度检测装置包 括：测量点获取单元，用于获取被测件的外廓上同一平面内的多个测量点〇i，i = 1，2, 3··· η，η为正整数；切线获取单元，用于在各个所述测量点O1上并在所述同一平面内获取所述 外廓的切线；定长线段设定单元，用于分别以所述测量点O1为起点，在各条所述切线上以长 度1设定多条定长线段OiTi, I = O1T1= 0 2Τ2=…=0 Ji;等距线轨迹生成单元，用于连接 各所述定长线段的端点T1，生成等距线轨迹T ;线段获取单元，用于沿所述等距线轨迹T向 所述外廓上取定长为长度1的线段0/Γ,，j = 1，2, 3…η，η为正整数；厚度检测单元，用于在 所述线段Ο,Τ,的端点0 ,上沿垂直于所述线段0 A的方向检测所述被测件在所述端点0 ,上 外廓到内廓的厚度。
[0016] 在一实施例中，上述的厚度检测单元为绝对编码长度测量元器件或组件，或是相 对编码长度测量元器件或组件，通过所述绝对编码或相对编码长度测量元器件或组件在所 述端点0,进行长度测量，获取所述被测件在所述端点(^上外廓到内廓的厚度。
[0017] 在一实施例中，上述的绝对编码长度测量元器件或组件的显示数值为所述的厚 度；所述相对编码长度测量元器件或组件的显示数值为差值，将所述差值与基础厚度值做 差，所得结果为所述的厚度。
[0018] 在一实施例中，上述的等距线厚度检测装置还包括：测量数据获取单元，用于离散 点测量装置，获取所述被测件的外廓的测量的坐标值；外廓确定单元，用于通过最小二乘法 或样条拟合法对所述坐标值进行外廓形拟合，确定所述外廓。
[0019] 在一实施例中，上述的外廓为平面、一次曲面、高次曲面或一次曲面与高次曲面混 合曲面。
[0020] 本发明实施例的有益效果在于，可以实现平面、一次及高次曲面等复杂曲面上的 厚度测量，解决了复杂曲面及大深径比零部件厚度测量的难题。
【附图说明】
[0021] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述 中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些 实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些 附图获得其他的附图。
[0022] 图1为根据本发明实施例的等距线厚度检测方法的流程图；
[0023] 图2为根据本发明实施例的等距线厚度测量原理示意图；
[0024] 图3为根