作者单位
摘要
哈尔滨理工大学 先进制造智能化技术教育部重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150080
航空发动机叶片的加工质量与检测精度对于叶片的使用寿命有着十分重要的影响。本文提出一种基于结构光的高精度扫描视点规划方法以提高叶片检测精度。首先,对叶片整体尺寸进行粗扫描,获取粗模型数据,并根据相机分辨率与采集精度确定视野范围。其次,利用改进Angle Criterion算法进行边界提取,根据边界坐标与视野范围完成边界分割点的确定,利用曲面的截面线法对粗模型进行切片,根据切片结果确定内部分割点,从而完成点云均匀分割。然后,对分割后的点云数据建立有向包围盒获取中心点坐标,并对其法向量进行统计,确定主法线方向,从而生成高精度扫描的视点坐标。最后,对叶片进行表面形貌检测验证,实验结果表明,与超体素分割的视点采集结果相比,本文方法的平均标准差降低了0.0054 mm,且采集视点减少了1/3。提出的视点规划方法在薄壁叶片在机加工检测领域具有良好的应用前景。
视点规划 边界提取 点云分割 法向量统计 薄壁叶片 viewpoint planning boundary extraction point cloud segmentation normal vector statistics thin-walled blade 
中国光学
2023, 16(4): 802
作者单位
摘要
哈尔滨理工大学 机械动力工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150080
薄壁叶片在结构光检测过程中,由于其表面粗糙度较小,易产生强烈的反光现象,影响求解条纹相位主值,进而无法准确重构出三维点云。本文以加工过程中的叶片作为研究对象,提出一种对在机检测过程中的条纹图像进行图像增强处理的Retinex算法,恢复条纹在高反光位置的信息。首先,对薄壁叶片的反光特性进行分析,通过实验标定出最优曝光的灰度区间和理想灰度值,建立了光圈转动角度与图像平均灰度的相机响应曲线模型,调节光圈和曝光时间至最优曝光的灰度区间并以此作为检测条件。其次,基于Retinex算法处理条纹图像,通过改进的双边滤波代替常用的高斯滤波,在去除光照的同时有效保留了条纹的边缘信息。最后,对薄壁叶片进行单目结构光检测。实验结果表明,经本文算法处理后的条纹图像,通过Canny算子检测出的条纹数量最多,图像信息熵平均增长率达18.21%,解算的相位主值误差最小,利用手持式激光扫描仪检测的标准点云进行偏差分析,点云的正、负偏差分别降至0.0589 mm和−0.0590 mm,与原点云的偏差值相比分别减少了44.6%和44.1%,表面质量得到明显改善。本文提出的图像增强算法有效抑制了面结构光检测过程中的金属表面反光。
结构光检测 金属反光 图像增强 双边滤波 薄壁叶片 structure light detection metal reflection image enhancement bilateral filter thin walled blade 
中国光学
2022, 15(3): 464
作者单位
摘要
苏州大学机电工程学院, 江苏 苏州 215021
针对薄壁叶片不等宽的结构特征,提出基于光内送粉方式采用变光斑一次扫描而非多道搭接直接成形出不等宽熔覆层的方法,逐层堆积直接制造薄壁叶片。研究了变斑过程中等高度单道及“阶梯型”单道对薄壁件成形质量的影响规律。实验结果表明:在保证送粉量足够的条件下,变光斑过程中通过实时变扫描速度及激光功率,能够直接熔覆出高度相等、宽度逐渐变化的单道熔覆层;基于等高度单道的变斑堆积过程中熔覆层增长高度并不一致,宽高比大的部位生长高度要大于宽高比小的部位的问题,建立了熔覆层提升量、单层生长高度和熔覆层截面曲线阶数的理论模型,提出了“阶梯型”单道变斑直接成形方法,解决了熔覆层高度生长不一致的问题,获得了熔覆层宽度从1 mm 到3 mm 连续变化的薄壁叶片,为光内送粉激光直接成形薄壁变壁厚类零件提供新方法。
激光技术 激光直接成形 光内送粉 变光斑 薄壁叶片 
中国激光
2015, 42(12): 1203003

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