CN104807409A - 测量车轮轮辐厚度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了测量车轮轮辐厚度的方法，所述方法包括：扫描零件上的固定钢珠；扫描获取点云数据的正反两面；进行点云数据的拼接；点云数据的处理和坐标系的建立；进行厚度分析，获得车轮轮辐厚度，实现了可以方便快捷地进行所需位置厚度的分析，数据全面可靠，测量效率和精度较高，从而保证了车轮零件的可靠性和安全性的技术效果。

Description

测量车轮轮辐厚度的方法

技术领域

本发明涉及测量车轮轮辐厚度领域，尤其涉及一种测量车轮轮辐厚度的方法。

背景技术

车轮是介于轮胎和和车轴之间所承受负荷的旋转组件，通常由两个主要部件轮辋和轮辐组成（GB/T2933―2009）；轮辋是在车轮上安装和支承轮胎的部件，轮辐是在车轮上介于车轴和轮辋之间的支承部件；车轮除上述部件外，有时还包含轮毂，分类：1.按轮辐的构造：车轮可分为辐板式车轮和辐条式车轮；2.按车轮材质：可分为钢制、铝合金、镁合金等车轮；3.按车轴一端安装一个或两个轮胎：可分为单式车轮和双式车轮。

轮辐是汽车最重要的组成部件之一，对汽车行驶的安全性、整车外观的美观程度等具有重要的意义，轮辐是车轮上连接轮辋和轮毂的部分，是保护车轮轮圈和辐条的重要装置，为了在减重的同时保证轮辐的强度，轮辐通常采用等强度不同厚度的设计，多以钢板作为坯料进行加工，其加工方法是先将坯料通过旋压方法，加工成设计好的形状，然后再进行冲孔和外形修整等工序，轮辐厚度的准确性决定了轮辐的强度和使用寿命，好的轮辐不仅可以保证汽车在行驶过程中的稳定程度和安全性，更可以避免因为磨损而造成汽车轮胎出现问题的可能性。

在传统汽车零部件的检测过程中，遇到需要测量厚度一类的问题时，比较常见的方法是采用千分表或者卡尺等传统量具进行测量，该方法在测量一些加工较好的平面时还可以勉强使用，但是在遇到轮辐这一类型面复杂，特别是有大量曲面的零件时，已很难发挥作用，而且该方法往往只能测量部分点位置的厚度，不能全面反映零件的整体情况，因此已无法满足现代化的加工工艺要求。

综上所述，本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

现有技术中的测量车轮轮辐厚度的方法存在测量效率较低、测量精度较低、测量可靠性较低的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种测量车轮轮辐厚度的方法，解决了现有技术中的测量车轮轮辐厚度的方法存在测量效率较低、测量精度较低、测量可靠性较低的技术问题，实现了可以方便快捷地进行所需位置厚度的分析，数据全面可靠，测量效率和精度较高，从而保证了车轮零件的可靠性和安全性的技术效果。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供了测量车轮轮辐厚度的方法，所述方法包括：

扫描零件上的固定钢珠；

扫描获取点云数据的正反两面；

进行点云数据的拼接；

点云数据的处理和坐标系的建立；

进行厚度分析，获得车轮轮辐厚度。

进一步的，所述方法具体采用配备激光扫描测头的关节臂测量。

进一步的，所述进行点云数据的拼接具体为：将扫描的两片点云数据上的钢珠作为球体，将其中一片数据定义为参考基准，另一片数据定义为测试数据，使用基于特征基准对齐的方式，将球体一一对应好，将数据拼接完成，并合为一个整体数据。

进一步的，所述点云数据的处理和坐标系的建立具体为：

将点云数据做噪声点降噪处理，然后保留边缘数据做数据过滤采样，最后再通过封装命令，将点云数据转换为三角网格面格式，数据保存为STL格式；

在封装后的数据上将底面创建成平面特征，将中心孔创建为圆特征，同时在底面平面上获取一个点特征，将创建的圆心与点构造为线特征；然后创建坐标系，平面创建为X/Y平面，直线创建为正X方向，圆心定义为原点。

进一步的，所述进行厚度分析，获得车轮轮辐厚度具体为：在做轮辐曲面厚度分析时，过当前坐标系中心，按照每隔1mm的间距，取指定截面与零件表面的交点，然后再求每一个交点与其背面对应的矢量点之间的距离，即为所求厚度。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

由于采用了将测量车轮轮辐厚度的方法设计为包括：扫描零件上的固定钢珠；扫描获取点云数据的正反两面；进行点云数据的拼接；点云数据的处理和坐标系的建立；进行厚度分析，获得车轮轮辐厚度的技术方案，所以，有效解决了现有技术中的测量车轮轮辐厚度的方法存在测量效率较低、测量精度较低、测量可靠性较低的技术问题，进而实现了可以方便快捷地进行所需位置厚度的分析，数据全面可靠，测量效率和精度较高，从而保证了车轮零件的可靠性和安全性的技术效果。

附图说明

图1是本申请实施例一中测量车轮轮辐厚度的方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种测量车轮轮辐厚度的方法，解决了现有技术中的测量车轮轮辐厚度的方法存在测量效率较低、测量精度较低、测量可靠性较低的技术问题，实现了可以方便快捷地进行所需位置厚度的分析，数据全面可靠，测量效率和精度较高，从而保证了车轮零件的可靠性和安全性的技术效果。

本申请实施中的技术方案为解决上述技术问题。总体思路如下：

采用了将测量车轮轮辐厚度的方法设计为包括：扫描零件上的固定钢珠；扫描获取点云数据的正反两面；进行点云数据的拼接；点云数据的处理和坐标系的建立；进行厚度分析，获得车轮轮辐厚度的技术方案，所以，有效解决了现有技术中的测量车轮轮辐厚度的方法存在测量效率较低、测量精度较低、测量可靠性较低的技术问题，进而实现了可以方便快捷地进行所需位置厚度的分析，数据全面可靠，测量效率和精度较高，从而保证了车轮零件的可靠性和安全性的技术效果。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例一：

在实施例一中，提供了测量车轮轮辐厚度的方法，请参考图1，所述方法包括：

扫描零件上的固定钢珠；

扫描获取点云数据的正反两面；

进行点云数据的拼接；

点云数据的处理和坐标系的建立；

进行厚度分析，获得车轮轮辐厚度。

其中，在本申请实施例中，所述方法具体采用配备激光扫描测头的关节臂测量。

其中，在本申请实施例中，所述进行点云数据的拼接具体为：将扫描的两片点云数据上的钢珠作为球体，将其中一片数据定义为参考基准，另一片数据定义为测试数据，使用基于特征基准对齐的方式，将球体一一对应好，将数据拼接完成，并合为一个整体数据。

其中，在本申请实施例中，所述点云数据的处理和坐标系的建立具体为：

将点云数据做噪声点降噪处理，然后保留边缘数据做数据过滤采样，最后再通过封装命令，将点云数据转换为三角网格面格式，数据保存为STL格式；

在封装后的数据上将底面创建成平面特征，将中心孔创建为圆特征，同时在底面平面上获取一个点特征，将创建的圆心与点构造为线特征；然后创建坐标系，平面创建为X/Y平面，直线创建为正X方向，圆心定义为原点。

其中，在本申请实施例中，所述进行厚度分析，获得车轮轮辐厚度具体为：在做轮辐曲面厚度分析时，过当前坐标系中心，按照每隔1mm的间距，取指定截面与零件表面的交点，然后再求每一个交点与其背面对应的矢量点之间的距离，即为所求厚度。

其中，在本申请实施例中，关节臂测量机是一种新型的三坐标测量机，具有精度高、体积小、重量轻以及便于携带等特点，该设备对外界环境要求极低，可以在0～50℃的环境中正常使用，并可应用于实验室以及车间现场等多种环境中，可实现传统固定式三坐标测量机的全部功能，目前已被广泛应用于汽车零部件、工程机械、航空航天、运动器械以及船舶重工等各个行业，关节臂测量机可根据测量尺寸的类型不同，配备硬测头或者激光扫描测头进行检测，在测量轮辐厚度时，由于我们希望得到全面而完整的数据，因此配备激光扫描测头的关节臂测量机将是测量时的首选设备。

点云数据的扫描过程：

要对轮辐零件的厚度做出准确的评估，我们必须先获取完整的轮辐点云数据，考虑到轮辐类零件的加工尺寸以及精度要求，我们可以选择ROMER RA7525SI系列测量机来进行点云数据的获取，如果有合适的装卡工具，我们可以将产品竖起固定轮辐两侧，从而一次完成全部数据的扫描；如果不方便装卡，我们可以在轮辐表面使用热熔硅胶固定三个钢珠固定在零件翻转两面进行数据扫描时均能扫到的位置，这样通过两次扫描即可获取零件正反两侧的完整数据。

点云数据的拼接：

在Geomagic Qualify软件中，先将扫描的两片点云数据上的钢珠作为球体定义好，将其中一片数据定义为参考基准，另一片数据定义为测试数据，使用基于特征基准对齐的方式，将球体一一对应好，将数据拼接完成，并合为一个整体数据，同时将不再需要的钢珠部分的数据删除。

点云数据的处理和坐标系的建立：

Geomagic Qualify软件可以做扫描数据的厚度分析，但是需要将扫描的点云数据先转化为面格式，我们可以先将点云数据做噪声点降噪处理，然后再保留边缘数据做数据过滤采样，最后再通过封装命令，将点云数据转换为三角网格面格式，其数据可以保存为STL格式。

在封装后的数据上将底面创建成平面特征，将中心孔创建为圆特征，同时在底面平面上按需要获取一个点特征，将创建的圆心与点构造为线特征，然后创建坐标系，平面可以创建为X/Y平面，直线创建为正X方向，圆心定义为原点，则坐标系建立。

厚度分析：

在做轮辐曲面厚度分析时，我们可以过当前坐标系中心，按照每隔1mm的间距，取指定截面与零件表面的交点，然后再求每一个交点与其背面对应的矢量点之间的距离，即为所求厚度；例如，我们要求过当前坐标系XOZ平面每隔1mm间隔点的厚度时，需首先在软件中创建【点位置集】，修改【间隔】和【原点】位置，将我们所要的点的位置创建出来，由于创建截面与零件表面的上下两侧都会有交点，因此我们此时需要更改格栅选项，仅保留正Z方向的交点即可。

在软件中选择【厚度】分析选项，再选择【加载位置集】，此时可以导入刚才创建的每隔1mm间隔的分析点，根据不同的公差要求，设置好相应测色差图谱的公差带后，软件可以自动加载相应点的厚度，并在数据图上标注出相应点的位置来，如果有多个截面需要分析，再一一加载即可。

关节臂扫描仪的选择：

ROMER品牌的关节臂测量机具有RA71/RA73/RA75等多个不同价位不同精度的机器型号，其测量范围为1.5～4.5m，在测量时可以根据零件的大小，选择合适规格的设备，激光扫描测头同时也具有内置RS以及外置CMS 108等多个型号可以选择，其中SI系列测量机已可以满足轮辐类零件的测量，但是如果同时有其他更高精度的零件尺寸测量要求，或者需要扫描高亮度或者纯黑色之类较难扫描的零件时，也可以选择CMS 108这样的高端产品。RS系列激光头的扫描速度为50000点/ｓ，工作距离为150mm，其景深为100mm，具有根据扫描零件不同的材质自动曝光获取曝光因数的功能，可以很好地完成各类材质零件的扫描。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

由于采用了将测量车轮轮辐厚度的方法设计为包括：扫描零件上的固定钢珠；扫描获取点云数据的正反两面；进行点云数据的拼接；点云数据的处理和坐标系的建立；进行厚度分析，获得车轮轮辐厚度的技术方案，所以，有效解决了现有技术中的测量车轮轮辐厚度的方法存在测量效率较低、测量精度较低、测量可靠性较低的技术问题，进而实现了可以方便快捷地进行所需位置厚度的分析，数据全面可靠，测量效率和精度较高，从而保证了车轮零件的可靠性和安全性的技术效果。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.测量车轮轮辐厚度的方法，其特征在于，所述方法包括：

扫描零件上的固定钢珠；

扫描获取点云数据的正反两面；

进行点云数据的拼接；

点云数据的处理和坐标系的建立；

进行厚度分析，获得车轮轮辐厚度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法具体采用配备激光扫描测头的关节臂测量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述进行点云数据的拼接具体为：将扫描的两片点云数据上的钢珠作为球体，将其中一片数据定义为参考基准，另一片数据定义为测试数据，使用基于特征基准对齐的方式，将球体一一对应好，将数据拼接完成，并合为一个整体数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述点云数据的处理和坐标系的建立具体为：

将点云数据做噪声点降噪处理，然后保留边缘数据做数据过滤采样，最后再通过封装命令，将点云数据转换为三角网格面格式，数据保存为STL格式；

在封装后的数据上将底面创建成平面特征，将中心孔创建为圆特征，同时在底面平面上获取一个点特征，将创建的圆心与点构造为线特征；然后创建坐标系，平面创建为X/Y平面，直线创建为正X方向，圆心定义为原点。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述进行厚度分析，获得车轮轮辐厚度具体为：在做轮辐曲面厚度分析时，过当前坐标系中心，按照每隔1mm的间距，取指定截面与零件表面的交点，然后再求每一个交点与其背面对应的矢量点之间的距离，即为所求厚度。