面向智能制造的三维在位精密测量技术及装置

技术领域:   高新技术服务

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项目简介

【技术概述】针对航空制造业等领域中缺乏高精度原位测量技术问题,通过产学研用合作,研制了面向“加工—测量—调控”一体化的原位三维精密测量系统。采用基于投影栅相位双目立体视觉方法,攻克了自适应数字化条纹投射控制、高动态(多亮度等级)条纹投射、基于最佳条纹调制度的自动优选相位解算等多项关键技术,一举解决了强反光表面无喷涂直接测量的世界性技术难题,测量数据的有效率由不足40%提高到99%以上,实现了强反光金属表面原位测量的技术跨越。同时解决了大尺寸高精度测量的现场标定溯源、原位自动化测量等多项技术难题,在国际上首次实现了强光反射条件下大型整体结构件的直接三维测量,使测量结果反馈到加工工艺调控具备了数据基础,成为智能制造中不可或缺的测量装备。获2013年度国家技术发明奖二等奖。

【技术指标】

智能制造领域用测量系统:

单视场:300mm×400mm;精度:0.015mm。全局测量范围与加工设备运动范围相同。

3C制造领域测量系统:

单视场:200mm×150mm;精度:0.010mm。

集成于三坐标测量机的小型三维测量系统:

传感器重量:小于500g;单视场:200mm×150mm;精度:0.015mm。

性能指标也可根据用户需求进行个性化定制。

【先进程度】国际先进

【技术状态】试生产,工程应用阶段

【适应范围】大型铸、锻件和3D打印件的毛坯测量与加工余量分析;强反光金属零件、蜂窝芯和碳纤维等复合材料零件的三维测量与加工质量分析。可广泛应用于航空、航天、消费电子、交通运输等智能制造领域、机器人自动视觉检测;视觉三坐标测量等计量领域;文物文创、医学等领域。

【专利状态】授权国家发明专利25项。

【合作方式】投资需求 3000万元,合作模式包括技术转让、许可使用、合作开发、技术服务等。

【预期效益】

“三维精密测量系统”可广泛集成于数控机床、工业机器人、自动化生产线和三坐标测量机等精密制造与测量装备,实现大尺度复杂强反光金属结构件、铸锻毛坯件和复合材料件等的快速、高精度、非接触三维测量,可为我国智能制造领域技术升级提供重要支撑。随着我国制造业的转型和升级,预计仅在航空航天、3C电子、机械制造等工业领域,每年市场需求在800台以上,预计市场规模在4亿元以上,具有广阔的市场前景。