氣瓶制造公差三維數(shù)字圖像分析方法

李曉玲

摘 要：基于光學(xué)三坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了一套適合氣瓶制造公差測(cè)量和評(píng)價(jià)方法。該方法基于光學(xué)三維掃描儀、6軸測(cè)量臂、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量軟件，實(shí)現(xiàn)了氣瓶制造公差的精確測(cè)量?，F(xiàn)定于設(shè)備條件，目前該方法適用于直徑小于1.8 m，長(zhǎng)度小于5.4 m的特種設(shè)備產(chǎn)品測(cè)量，測(cè)量精度小于0.08 mm。

關(guān)鍵詞：三坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng) ?氣瓶制造公差 ?三維數(shù)字圖像分析方法

中圖分類號(hào)：TG801 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）11（b）-0001-05

Three Dimensional Digital Image Analysis Methods About Cylinder Manufacturing Tolerance

Li XiaoLing

（Shenyang Institute of Special Equipment Inspection and Research，shenyang Liaoning，100035，china）

Abstract：Based on the three coordinate measuring system developed a set of suitable for gas cylinder manufacturing tolerance measurement and evaluation method. This method is based on the optical 3 d scanner， 6 axis measuring arm， computer aided measurement software， realizes the accurate measurement of gas cylinders manufacturing tolerance. The method is applicable to diameter less than 1.8 meters， length less than 5.4 meters of cylinder， measurement accuracy is less than 0.08 mm.

Key Word：Three coordinate measuring system;Cylinder manufacturing tolerance;Three dimensional digital image analysis methods

氣瓶是與人民生民財(cái)產(chǎn)安全密切相關(guān)的特種設(shè)備。氣瓶制造公差是影響氣瓶安全性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。氣瓶制造公差是否符合設(shè)計(jì)要求，是判斷氣瓶能否安全運(yùn)行前提條件。

氣瓶制造公差檢測(cè)也是氣瓶型式試驗(yàn)中一項(xiàng)重要內(nèi)容。在TSG R7002-2009 《氣瓶型式試驗(yàn)規(guī)則》中將氣瓶制造公差列入氣瓶型式試驗(yàn)項(xiàng)目。根據(jù)GB 5099-94、GB/T 11640-2001等氣瓶標(biāo)準(zhǔn)，均要求對(duì)氣瓶的制造公差進(jìn)行測(cè)量。

從20世紀(jì)50年代第一臺(tái)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的誕生到今天各類坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備的廣泛使用，坐標(biāo)測(cè)量已經(jīng)成為當(dāng)今工業(yè)無(wú)可替代的一個(gè)重要組成部分。在過(guò)去近一個(gè)世紀(jì)的歷程中，工業(yè)和實(shí)驗(yàn)用坐標(biāo)測(cè)量機(jī)經(jīng)歷了多個(gè)突破性的飛躍。在已經(jīng)進(jìn)入信息時(shí)代的今天，三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)更是飛速地向前發(fā)展著，為工業(yè)制造和科學(xué)研究提供著巨大的支持。

基于三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)的三維數(shù)字圖像分析技術(shù)是三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)與CAD/CAE結(jié)合的產(chǎn)物，是目前制造公差測(cè)量的先進(jìn)測(cè)量方法。

該文，簡(jiǎn)要介紹了基于三座坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)的氣瓶制造三維數(shù)字圖像分析方法。

1 制造公差對(duì)氣瓶性能的影響

作為承壓設(shè)備，氣瓶的制造公差對(duì)氣瓶的性能有著重要影響。

由于制造工藝因素造成的氣瓶筒體圓度偏差呈橢圓狀，對(duì)于氣瓶的應(yīng)力狀體的影響是較大的，因?yàn)闅馄吭趦?nèi)壓作用下，氣瓶的筒體將由不同趨向變圓，在此變化過(guò)程中，其橢圓的長(zhǎng)軸部位曲率將減小，由此產(chǎn)生的附加彎曲應(yīng)力，在氣瓶外表面為拉應(yīng)力，而在其內(nèi)表面為壓應(yīng)力。也就是說(shuō)，當(dāng)氣瓶筒體為橢圓時(shí)，筒體各處的應(yīng)力，除了薄膜應(yīng)力外，還存在附加彎曲應(yīng)力。這種應(yīng)力，隨著氣瓶長(zhǎng)度的增加和橢圓度的增加而增大。通過(guò)ansys軟件，用有限元的方法對(duì)其進(jìn)行計(jì)算，個(gè)別甚至達(dá)到薄膜應(yīng)力的50%，這足以使氣瓶提前達(dá)到屈服。

氣瓶筒體的圓度偏差還會(huì)對(duì)氣瓶容積殘余變形率的測(cè)定加過(guò)造成干擾。氣瓶無(wú)論在外測(cè)法還是內(nèi)側(cè)法進(jìn)行容積變形量測(cè)定的過(guò)程中，存在圓度偏差的氣瓶受壓逐漸變圓，氣瓶容積會(huì)變大，產(chǎn)生附加變形量，影響測(cè)定結(jié)果測(cè)準(zhǔn)確性。

按照GB 5099-94等標(biāo)準(zhǔn)，氣瓶制造公差測(cè)量通常檢測(cè)直線度、垂直度、圓度等。直線度檢測(cè)通常采用光隙法，常用工具為直尺和塞尺。用直尺逼住氣瓶，觀察直尺與氣瓶筒體縱向間隙，用塞尺測(cè)量間隙大小。圓度檢測(cè)是用卡尺對(duì)氣瓶橫向同意截面從不同角度做直徑測(cè)量，在計(jì)算氣瓶外徑變動(dòng)情況，來(lái)表征氣瓶筒體圓度偏差情況。垂直度主要是對(duì)凹形底氣瓶筒體與瓶底平面垂直情況的檢測(cè)，通常方法是將氣瓶放在測(cè)量平臺(tái)上用垂直于地面的直角尺接觸氣瓶筒體，測(cè)量筒體與其之間的縫隙。

通過(guò)介紹，我們可以發(fā)現(xiàn)這些方法，在測(cè)量過(guò)程中存在如下問(wèn)題：（1）由于主要依靠檢測(cè)人員，偶然性較大;（2）數(shù)據(jù)代表性差，無(wú)法全面表征氣瓶制造公差;（3）對(duì)于氣瓶肩、瓶口等部位無(wú)法有效給出測(cè)量結(jié)果。

2 基于三坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)的三維數(shù)字圖像分析技術(shù)原理

坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)是指通過(guò)特定的測(cè)量設(shè)備和方法，將物體的表面轉(zhuǎn)換成離散的幾何點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)。由于其測(cè)量的數(shù)據(jù)位被測(cè)物的表面三維數(shù)據(jù)，因此又被稱為三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)。

數(shù)據(jù)測(cè)量可根據(jù)獲取物體表面三維數(shù)據(jù)的方式分為接觸式和非接觸式，接觸式的測(cè)量設(shè)備常用的有龍門式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、手持式關(guān)節(jié)臂，非接觸式的測(cè)量設(shè)備常用的有二維影像儀、激光掃描儀、三維光學(xué)掃描儀。

三維光學(xué)掃描儀是目前三維形狀測(cè)量中最好的方法之一，主要優(yōu)點(diǎn)有測(cè)量范圍大、速度快、成本低、攜帶方便、易于操作。

三維光學(xué)掃描儀的基本原理是把結(jié)構(gòu)光柵投影到物體表面，物體表面形狀不同讓投射過(guò)來(lái)的光柵影線發(fā)生不同的變形，再利用兩個(gè)工業(yè)相機(jī)獲取相應(yīng)圖像，通過(guò)解析變形影線，就可獲得圖像上像素的三維坐標(biāo)，形成密集的三維點(diǎn)云。其原理如圖1所示。

三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)在檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用經(jīng)歷了兩個(gè)階段。三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)早起應(yīng)用是基于接觸式測(cè)量技術(shù)對(duì)物體表面特征直接測(cè)量，獲得特征點(diǎn)的三維空間數(shù)據(jù)。其典型應(yīng)用為機(jī)加工部件的幾何形位公差測(cè)量。該應(yīng)用代表軟件DELCAM公司的PowerINSPECT軟件。PowerINSPECT軟件與CMM（三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)）集成的數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，主要用于精密零件的測(cè)量及誤差分析（圖2，圖3）。

20世紀(jì)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，CAD、CAE技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)與科學(xué)研究。技術(shù)人員可以通過(guò)CAD系統(tǒng)獲取設(shè)計(jì)工件的數(shù)字模型，可以通過(guò)CAE軟件工件的數(shù)字模型進(jìn)行分析。三維數(shù)字圖像分析技術(shù)是三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)基于CAD、CAE技術(shù)在質(zhì)量檢測(cè)領(lǐng)域的最新應(yīng)用方式。

基于三坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)的三維數(shù)字圖像分析技術(shù)的原理就是通過(guò)三坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)獲取被測(cè)物的表面三維數(shù)據(jù)點(diǎn)云，然后導(dǎo)入通過(guò)CAD系統(tǒng)構(gòu)建的三維數(shù)字模型，將二者進(jìn)行比對(duì)，找出偏差，最后再利用數(shù)字圖像技術(shù)將這種偏差以不同顏色表示出來(lái)。

圖4為發(fā)動(dòng)機(jī)蓋與儀表臺(tái)焊接總成。圖5為該總成的型面精度三維檢測(cè)分析圖，從圖5中我們看見(jiàn)左右顏色存在明顯的區(qū)別，據(jù)此我們可以確定該焊件存在超差并準(zhǔn)確的確定超差部位。

基于三坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)的三維數(shù)字圖像分析技術(shù)具有檢測(cè)全面、結(jié)果精確、表述直觀的特點(diǎn)。因此被廣泛應(yīng)用于航空、汽車、模具制造等多個(gè)領(lǐng)域。

3 三維數(shù)字圖像分析工作流程及系統(tǒng)的組成

圖6為制造公差三維數(shù)字圖像分析工作流程圖。從圖中我們可以看出用于三維數(shù)字圖像分析技術(shù)的三坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)主要包括：CAD系統(tǒng)、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、數(shù)模比對(duì)軟件。

CAD系統(tǒng)軟件為AutoCAD2008、UG 7.0。AutoCAD軟件負(fù)責(zé)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖修改完善。UG軟件負(fù)責(zé)制作產(chǎn)品的三維數(shù)字模型。

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)為Faro光學(xué)掃描測(cè)量系統(tǒng)，主要包括：Faro Fusion測(cè)量臂、Faro V3激光掃描頭、Dell便攜式計(jì)算機(jī)。Faro Fusion測(cè)量臂結(jié)構(gòu)形式為7軸6寸，單點(diǎn)精度0.046 mm，空間長(zhǎng)度精度0.064 mm，重量為9.5 kg。Faro V3光學(xué)掃描頭精確度為50 μm，數(shù)據(jù)重復(fù)性為±50 μm，激光波長(zhǎng)為660 nm，掃描速度為19200點(diǎn)/s。如圖7所示。

點(diǎn)云處理和檢測(cè)用的軟件為Geomagic 公司的Qualify12軟件（圖7為其界面）。Qualify12軟件是Geomagic公司開(kāi)發(fā)的一套功能強(qiáng)大完整的框架開(kāi)放的檢測(cè)平臺(tái)。由于自身獨(dú)特的算法優(yōu)勢(shì)，在在制造業(yè)有廣泛的應(yīng)用，受到廣大用戶的一致好評(píng)?？蓪?shí)現(xiàn)對(duì)三維掃描數(shù)據(jù)的提取和處理、三維掃描數(shù)據(jù)的最佳擬合對(duì)位處理和制造公差的檢測(cè)分析。Qualify12軟件可以方便的與主流的CAD系統(tǒng)和CAE系統(tǒng)協(xié)同工作。Qualify12軟件能夠與常用CAD軟件集成，實(shí)現(xiàn)“設(shè)計(jì)—檢測(cè)—驗(yàn)證分析—再設(shè)計(jì)”的功能。Qualify 12軟件科技直接導(dǎo)入CAD數(shù)據(jù)，自動(dòng)擬合對(duì)位三維掃描數(shù)據(jù)，檢測(cè)變形量并生成檢測(cè)報(bào)告。

該文將運(yùn)用該套光學(xué)三坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)按照制造公差三維數(shù)字圖像分析工作流程對(duì)氣瓶樣瓶的各方面數(shù)據(jù)進(jìn)行精確的全面采集，將數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的比對(duì)，找出產(chǎn)品制造偏差。

4 檢測(cè)過(guò)程

4.1 三維光學(xué)掃描

用Faro激光測(cè)量系統(tǒng)對(duì)受試氣瓶進(jìn)行掃描，得到氣瓶的點(diǎn)云數(shù)據(jù)（圖9）。點(diǎn)云數(shù)據(jù)要進(jìn)行處理，消除明顯的噪音點(diǎn)和孤立點(diǎn)。

4.2 制作并導(dǎo)入數(shù)模

該過(guò)程是進(jìn)行產(chǎn)品數(shù)字化檢測(cè)的關(guān)鍵步驟。首先要通過(guò)AutoCAS軟件對(duì)CAD設(shè)計(jì)圖進(jìn)行仔細(xì)檢查，修正其中差錯(cuò)。根據(jù)氣瓶設(shè)計(jì)圖紙（CAD圖紙），利用UG軟件制作氣瓶的三維數(shù)字模型。并將其導(dǎo)入到Qualify12軟件中（圖10）。

4.3 點(diǎn)云與數(shù)模擬合

利用Qualify12中得自動(dòng)擬合命令將二者擬合在一起。

首先通過(guò)專用的算法，軟件分析出數(shù)模與點(diǎn)云的特征點(diǎn)（圖11）。

然后，通過(guò)反復(fù)計(jì)算，軟件找出二者之間最佳的擬合對(duì)齊方式（圖12）。

4.4 檢測(cè)結(jié)果分析

運(yùn)用3D比較命令和2D比較命令對(duì)氣瓶制造公差進(jìn)行檢測(cè)。不同顏色根據(jù)旁邊的色條，代表不同的偏差水平（圖13）。

4.5 生成報(bào)告

運(yùn)用報(bào)告生成器自動(dòng)生產(chǎn)氣瓶制造公差檢測(cè)報(bào)告（圖14）。

5 氣瓶檢測(cè)結(jié)果分析

5.1 3維掃描結(jié)果分析

從圖15中不難看出該型號(hào)氣瓶筒體部分偏差基本控制在-0.832～0.832 mm之間，結(jié)果較為理想。肩部出現(xiàn)了大面積的正向偏差，大部分偏差位于1.465～2.730 mm之間，明顯偏大。氣瓶瓶嘴的表面偏差均指向一側(cè)，使其存在一定程度偏離筒體軸線問(wèn)題。

檢測(cè)過(guò)程中共掃描到910694個(gè)點(diǎn)。點(diǎn)偏差介于-3.995～2.730 mm之間。具體各個(gè)區(qū)間的點(diǎn)數(shù)量，可參見(jiàn)表1。

從表1中可以看出約80%的點(diǎn)偏差位于-0.832～0.2 mm的區(qū)間。各個(gè)區(qū)間偏差點(diǎn)的比例見(jiàn)圖16。

該氣瓶最大偏差點(diǎn)均出現(xiàn)在肩部，利用Qualify12軟件我們制作了針對(duì)氣瓶肩部的偏差圖（圖17）。我們看到肩部視圖大部分成黃色，屬于偏差比較大的部分。

5.2 2維剖面結(jié)果分析

我們還利用2D分析方法，利用通過(guò)氣瓶軸向的截面制作了氣瓶軸向的剖面視圖（圖18）。在這張圖上我們也發(fā)現(xiàn)該型氣瓶肩部外形存在嚴(yán)重偏差。

綜合上述的檢測(cè)，我們現(xiàn)在已經(jīng)可以斷定該型號(hào)氣瓶在試制過(guò)程中，肩部的旋壓工藝出現(xiàn)了問(wèn)題，造成肩部造型與設(shè)計(jì)圖紙不符，瓶嘴與瓶體軸線偏離。

6 結(jié)語(yǔ)

基于三坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)的三維數(shù)字圖像分析技術(shù)是目前測(cè)量技術(shù)中有效的測(cè)量手段。該技術(shù)為生產(chǎn)、科研實(shí)際工作提供了一種全新的檢測(cè)方法，它徹底改變了檢測(cè)技術(shù)的內(nèi)涵。數(shù)字化技術(shù)的引入，使三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)從基于幾何轉(zhuǎn)為基于計(jì)量，計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)的應(yīng)用又使三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)變得直觀可見(jiàn)。與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)比較，該技術(shù)應(yīng)該講這是一種面向同一對(duì)象的二種完全不同的技術(shù)體系，同時(shí)這二者將一直共存下去，還會(huì)經(jīng)常進(jìn)行測(cè)量結(jié)果的比對(duì)工作，因此有必要對(duì)二者間的差異和關(guān)系做一個(gè)比較全面的了解（見(jiàn)表2）。

將基于三坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)的三維數(shù)字圖像分析技術(shù)利用到特種設(shè)備型式試驗(yàn)工作中，目前在國(guó)內(nèi)尚屬首次。

通過(guò)幾年來(lái)的應(yīng)用，我感覺(jué)到該技術(shù)相對(duì)傳統(tǒng)測(cè)量方法，具有以下優(yōu)勢(shì)。

首先三座測(cè)量能夠全面準(zhǔn)確的反映氣瓶整體制造公差水平。因此該項(xiàng)技術(shù)特別適合于對(duì)氣瓶產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證和型式試驗(yàn);其次檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確、重復(fù)性好;最后該技術(shù)使用受環(huán)境條件限制小。

該技術(shù)在我院的特種設(shè)備型式試驗(yàn)中已經(jīng)得到大力推廣。通過(guò)多年應(yīng)用努力，我院完善了相關(guān)設(shè)備、軟件，編制了相關(guān)測(cè)量工作的作業(yè)指導(dǎo)文件，形成了滿足特種設(shè)備試驗(yàn)檢驗(yàn)工作具有一定特色的三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)應(yīng)用用技術(shù)體系。

三座標(biāo)測(cè)量技術(shù)的在工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用，給航空、汽車、電子等行業(yè)技術(shù)進(jìn)步提供了巨大的助益。沒(méi)有該項(xiàng)技術(shù)，大直徑航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、外形流暢的汽車、造型新穎的電子產(chǎn)品根本就不會(huì)出現(xiàn)人們眼前。我相信隨著這項(xiàng)技術(shù)的推廣用，更多的特種設(shè)備檢測(cè)行業(yè)同仁，必將加入到該技術(shù)的應(yīng)用行列中來(lái)，希望我們之間擴(kuò)大交流，共同促進(jìn)特種設(shè)備檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新。

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我們還利用2D分析方法，利用通過(guò)氣瓶軸向的截面制作了氣瓶軸向的剖面視圖（圖18）。在這張圖上我們也發(fā)現(xiàn)該型氣瓶肩部外形存在嚴(yán)重偏差。

綜合上述的檢測(cè)，我們現(xiàn)在已經(jīng)可以斷定該型號(hào)氣瓶在試制過(guò)程中，肩部的旋壓工藝出現(xiàn)了問(wèn)題，造成肩部造型與設(shè)計(jì)圖紙不符，瓶嘴與瓶體軸線偏離。

6 結(jié)語(yǔ)

基于三坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)的三維數(shù)字圖像分析技術(shù)是目前測(cè)量技術(shù)中有效的測(cè)量手段。該技術(shù)為生產(chǎn)、科研實(shí)際工作提供了一種全新的檢測(cè)方法，它徹底改變了檢測(cè)技術(shù)的內(nèi)涵。數(shù)字化技術(shù)的引入，使三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)從基于幾何轉(zhuǎn)為基于計(jì)量，計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)的應(yīng)用又使三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)變得直觀可見(jiàn)。與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)比較，該技術(shù)應(yīng)該講這是一種面向同一對(duì)象的二種完全不同的技術(shù)體系，同時(shí)這二者將一直共存下去，還會(huì)經(jīng)常進(jìn)行測(cè)量結(jié)果的比對(duì)工作，因此有必要對(duì)二者間的差異和關(guān)系做一個(gè)比較全面的了解（見(jiàn)表2）。

將基于三坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)的三維數(shù)字圖像分析技術(shù)利用到特種設(shè)備型式試驗(yàn)工作中，目前在國(guó)內(nèi)尚屬首次。

通過(guò)幾年來(lái)的應(yīng)用，我感覺(jué)到該技術(shù)相對(duì)傳統(tǒng)測(cè)量方法，具有以下優(yōu)勢(shì)。

首先三座測(cè)量能夠全面準(zhǔn)確的反映氣瓶整體制造公差水平。因此該項(xiàng)技術(shù)特別適合于對(duì)氣瓶產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證和型式試驗(yàn);其次檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確、重復(fù)性好;最后該技術(shù)使用受環(huán)境條件限制小。

該技術(shù)在我院的特種設(shè)備型式試驗(yàn)中已經(jīng)得到大力推廣。通過(guò)多年應(yīng)用努力，我院完善了相關(guān)設(shè)備、軟件，編制了相關(guān)測(cè)量工作的作業(yè)指導(dǎo)文件，形成了滿足特種設(shè)備試驗(yàn)檢驗(yàn)工作具有一定特色的三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)應(yīng)用用技術(shù)體系。

三座標(biāo)測(cè)量技術(shù)的在工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用，給航空、汽車、電子等行業(yè)技術(shù)進(jìn)步提供了巨大的助益。沒(méi)有該項(xiàng)技術(shù)，大直徑航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、外形流暢的汽車、造型新穎的電子產(chǎn)品根本就不會(huì)出現(xiàn)人們眼前。我相信隨著這項(xiàng)技術(shù)的推廣用，更多的特種設(shè)備檢測(cè)行業(yè)同仁，必將加入到該技術(shù)的應(yīng)用行列中來(lái)，希望我們之間擴(kuò)大交流，共同促進(jìn)特種設(shè)備檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)

[1] 國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，氣瓶型式試驗(yàn)規(guī)則[S].

[2] GB 5099-94 鋼質(zhì)無(wú)縫氣瓶[S].

[3] GB/T 11640-2001 鋁合金無(wú)縫氣瓶[S].

[4] 巴格依.無(wú)縫氣瓶定期檢測(cè)中不能忽視形位誤差的檢測(cè)[J].工業(yè)技術(shù)，2009（27）：86.

[5] 石照耀，張斌，林家春，等.坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)半世紀(jì)—演變與趨勢(shì)[J].北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，37（5）：648-654.

[6] Geomagic Inc.Geomagic Qualify 12 培訓(xùn)手冊(cè).2011.

[7] 金濤，童水光.逆向工程技術(shù)[M].北京機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

我們還利用2D分析方法，利用通過(guò)氣瓶軸向的截面制作了氣瓶軸向的剖面視圖（圖18）。在這張圖上我們也發(fā)現(xiàn)該型氣瓶肩部外形存在嚴(yán)重偏差。

綜合上述的檢測(cè)，我們現(xiàn)在已經(jīng)可以斷定該型號(hào)氣瓶在試制過(guò)程中，肩部的旋壓工藝出現(xiàn)了問(wèn)題，造成肩部造型與設(shè)計(jì)圖紙不符，瓶嘴與瓶體軸線偏離。

6 結(jié)語(yǔ)

基于三坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)的三維數(shù)字圖像分析技術(shù)是目前測(cè)量技術(shù)中有效的測(cè)量手段。該技術(shù)為生產(chǎn)、科研實(shí)際工作提供了一種全新的檢測(cè)方法，它徹底改變了檢測(cè)技術(shù)的內(nèi)涵。數(shù)字化技術(shù)的引入，使三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)從基于幾何轉(zhuǎn)為基于計(jì)量，計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)的應(yīng)用又使三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)變得直觀可見(jiàn)。與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)比較，該技術(shù)應(yīng)該講這是一種面向同一對(duì)象的二種完全不同的技術(shù)體系，同時(shí)這二者將一直共存下去，還會(huì)經(jīng)常進(jìn)行測(cè)量結(jié)果的比對(duì)工作，因此有必要對(duì)二者間的差異和關(guān)系做一個(gè)比較全面的了解（見(jiàn)表2）。

將基于三坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)的三維數(shù)字圖像分析技術(shù)利用到特種設(shè)備型式試驗(yàn)工作中，目前在國(guó)內(nèi)尚屬首次。

通過(guò)幾年來(lái)的應(yīng)用，我感覺(jué)到該技術(shù)相對(duì)傳統(tǒng)測(cè)量方法，具有以下優(yōu)勢(shì)。

首先三座測(cè)量能夠全面準(zhǔn)確的反映氣瓶整體制造公差水平。因此該項(xiàng)技術(shù)特別適合于對(duì)氣瓶產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證和型式試驗(yàn);其次檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確、重復(fù)性好;最后該技術(shù)使用受環(huán)境條件限制小。

該技術(shù)在我院的特種設(shè)備型式試驗(yàn)中已經(jīng)得到大力推廣。通過(guò)多年應(yīng)用努力，我院完善了相關(guān)設(shè)備、軟件，編制了相關(guān)測(cè)量工作的作業(yè)指導(dǎo)文件，形成了滿足特種設(shè)備試驗(yàn)檢驗(yàn)工作具有一定特色的三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)應(yīng)用用技術(shù)體系。

三座標(biāo)測(cè)量技術(shù)的在工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用，給航空、汽車、電子等行業(yè)技術(shù)進(jìn)步提供了巨大的助益。沒(méi)有該項(xiàng)技術(shù)，大直徑航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、外形流暢的汽車、造型新穎的電子產(chǎn)品根本就不會(huì)出現(xiàn)人們眼前。我相信隨著這項(xiàng)技術(shù)的推廣用，更多的特種設(shè)備檢測(cè)行業(yè)同仁，必將加入到該技術(shù)的應(yīng)用行列中來(lái)，希望我們之間擴(kuò)大交流，共同促進(jìn)特種設(shè)備檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新。

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