自动化铆钉测量系统技术方案

本申请公开了一种自动化铆钉测量系统，包括多个末端执行器、多个照相机、处理器和比较器。该多个末端执行器被配置为对结构执行钻孔和铆接。多个照相机连接到多个末端执行器。多个照相机被配置为拍摄结构中的孔的第一图像和孔中的铆钉的第二图像。处理器被配置为处理第一图像和第二图像以识别第一图像和第二图像中的多个参考点。比较器被配置为使用第一图像中的孔和第二图像中的铆钉来确定铆钉同心度，其中使用多个参考点来对齐第一图像和第二图像。

Automatic rivet measuring system

The present application discloses an automatic rivet measuring system, which comprises a plurality of end effectors, a plurality of cameras, processors and comparators. The multiple end effectors are configured to perform drilling and riveting for the structure. Multiple cameras are connected to multiple end effectors. A plurality of cameras are configured to take a first image of a hole in the structure and a second image of a rivet in the hole. The processor is configured to process the first image and the second image to identify multiple reference points in the first image and the second image. The comparator is configured to determine rivet concentricity using holes in the first image and rivets in the second image, in which multiple reference points are used to align the first image and the second image.

【技术实现步骤摘要】
自动化铆钉测量系统
本公开总体上涉及制造交通工具，并且具体地涉及使用铆钉测量系统在交通工具中安装紧固件。再更具体地，本公开涉及一种被配置为安装铆钉并确定铆钉同心度的自动化铆钉测量系统。
技术介绍
在制造交通工具时，安装紧固件以使零部件彼此连接。例如，可在商用飞机中安装成千上万个或更多的铆钉。执行已安装的铆钉的检查以确定铆钉是否满足商用飞机的规格。可以许多不同的方式执行该检查。可使用非破坏性测试和破坏性测试来执行该检查。可通过让操作人员使用诸如计量器或探针等工具进行测量来执行非破坏性测试。另外，可使用机器人执行非破坏性测试，该机器人具有被配置为进行测量的末端执行器。还可使用照相机或激光测量工具来获得铆钉的测量。然而，一些测量可无法容易地使用操作人员或机器人利用计量器、探针、照相机或激光测量工具来进行。例如，一些参数无法在已安装的铆钉上查看。一个感兴趣的参数是铆钉同心度。通过钻出铆钉并测量未安装的铆钉来测量该参数。钻出铆钉会破坏并移除铆钉。钻孔和测量是破坏性测试的一种形式。因此，可采用破坏性测试来获得对铆钉同心度和其它参数的测量。对于破坏性测试，拆卸和移除铆钉以进行测量通常比预期耗费更多时间和成本。然而，对于破坏性测试的另一个缺点是，发生了将另一个铆钉安装在飞机中的结构中的所检查的位置内的附加步骤。这种情况也增加了用于制造商用飞机的成本。因此，希望具有一种考虑到上面讨论的至少一些问题以及其它可能的问题的方法和设备。例如，希望具有一种克服与在不使用破坏性测试的情况下获得期望参数的测量相关的技术问题的方法和设备。
技术实现思路
本公开的一说明性实施例提供了一种用于铆钉同心度的自动化非破坏性测试的方法。使用末端执行器将铆钉安装在结构中的孔内。处理结构中的孔的第一图像和结构中的铆钉的第二图像以识别位于第一图像和第二图像这两者中的多个参考点。使用多个参考点来对齐第一图像和第二图像。分析第一图像以确定孔的多个位置。分析第二图像以确定铆钉的多个位置。使用孔的多个位置和铆钉的多个位置来自动确定铆钉同心度。本公开的另一说明性实施例提供了一种自动化铆钉测量系统。自动化铆钉测量系统包括多个末端执行器、多个照相机、处理器和比较器。多个末端执行器被配置为对结构执行钻孔和铆接。多个照相机连接到多个末端执行器。多个照相机被配置为拍摄结构中的孔的第一图像和孔中的铆钉的第二图像。处理器被配置为处理第一图像和第二图像以识别第一图像和第二图像中的多个参考点。比较器被配置为使用第一图像中的孔和第二图像中的铆钉来确定铆钉同心度，其中使用该多个参考点来对齐第一图像和第二图像。本公开的进一步说明性实施例提供了一种用于铆钉同心度的自动化非破坏性测试的方法。使用被配置为执行钻孔的末端执行器在结构中钻孔。对结构中的孔拍摄第一图像。使用被配置为执行铆接的末端执行器在孔内安装铆钉。对结构中的铆钉拍摄第二图像。处理第一图像和第二图像以识别位于第一图像和第二图像这两者中的多个参考点。在坐标系内相对于多个参考点对齐第一图像和第二图像。分析第一图像以确定孔的多个位置。分析第二图像以确定铆钉的多个位置。使用孔的多个位置和铆钉的多个位置来自动确定铆钉同心度。特征和功能可在本公开的各种实施例中独立地实现，或者可在另外的其它实施例中组合，其中可参考以下描述和附图来查看进一步细节。附图说明在所附权利要求中阐述了被认为是新颖特征的说明性实施例的特性。然而，当结合附图阅读时，通过参考本公开的说明性实施例的具体实施方式，将最好地理解说明性实施例以及优选的使用模式、其进一步的目的和特征，其中：图1是其中可实施一说明性实施例的飞机的图示；图2是根据一说明性实施例的具有自动化铆钉测量系统的制造环境的框图的图示；图3是根据一说明性实施例的具有自动化铆钉测量系统的制造环境的等距视图的图示；图4是根据一说明性实施例的具有所连接的照相机的末端执行器的图示；图5是根据一说明性实施例的具有已安装的铆钉的结构的俯视图的图示；图6是根据一说明性实施例的具有已安装的铆钉的结构的透视图的图示；图7是根据一说明性实施例的第一图像的图示；图8是根据一说明性实施例的第二图像的图示；图9是根据一说明性实施例的处理后的第一图像的图示；图10是根据一说明性实施例的处理后的第二图像的图示；图11是根据一说明性实施例的处理后的第二图像的图示；图12是根据一说明性实施例的覆盖在第二图像的一部分上的典型分析的图示；图13是根据一说明性实施例的覆盖在第二图像的一部分上的典型分析的图示；图14是根据一说明性实施例的覆盖在第二图像的一部分上的典型分析的图示；图15是根据一说明性实施例的用于自动化铆钉测量的过程的流程图的图示；图16是根据一说明性实施例的分析选项的流程图的图示；图17是根据一说明性实施例的用于自动化铆钉测量的过程的流程图的图示；图18是根据一说明性实施例的数据处理系统的框图的图示；图19是根据一说明性实施例的飞机制造和维修方法的框图的图示；并且图20是其中可实施一说明性实施例的飞机的框图的图示。具体实施方式说明性实施例认识并考虑到一个或多个不同的考虑事项。例如，说明性实施例认识并考虑到，在不进行破坏性测试的情况下执行测量将是合乎需要的。说明性实施例认识并考虑到，可用于识别铆钉参数(诸如同心度)的一种类型的非破坏性测试是使用x射线系统。然而，说明性实施例认识并考虑到，x射线系统是较不理想的非破坏性测试系统。x射线系统可需要移除或拆卸零部件以执行x射线测量。在生成图像之后，重新安装或重新组装零部件。在其它情况下，可不需要移除或拆卸零部件，但是设备的成本、对操作员的专业培训以及用于x射线测量的耗时步骤使该类型的技术是不合需要的。说明性实施例认识并考虑到，减少人体暴露于x射线是合乎需要的。在x射线系统的操作期间，制造环境内的x射线系统范围内的操作人员将被屏蔽而免于x射线。说明性实施例认识到，可在没有安排制造活动的时间期间安排x射线检查，以使处于制造环境中的操作人员降到最少数量。说明性实施例认识到，在操作x射线系统之前，在x射线系统范围内的操作人员将被疏散或屏蔽。在操作x射线系统期间，疏散或屏蔽操作人员将导致工作停止。因此，说明性实施例认识到并考虑到，x射线系统由于进行测量所需的时间和工作增加而是较不理想的非破坏性测试系统。说明性实施例认识到，当可存在成千上万个铆钉时，这种类型的系统可大量增加所需的时间和工作。说明性示例认识并考虑到，安装在结构中的铆钉具有头部和扣状部(button，按钮)。说明性示例认识并考虑到，铆钉的头部位于结构的外表面上。说明性示例认识并考虑到，结构的外表面是由此插入铆钉以供安装的表面。说明性示例认识并考虑到，结构的内表面与外表面相对。说明性示例认识并考虑到，内表面是当安装铆钉时其上形成扣状部的表面。说明性示例认识并考虑到，为了安装铆钉，将铆钉的轴插入到结构的孔中，使得铆钉的头部接触结构的外表面。说明性示例认识并考虑到，扣状部是通过接触铆钉的轴并向下按压以使铆钉轴的端部在内表面上变形成扣状部而形成的。说明性示例认识并考虑到，由于工艺变化，扣状部可不规则地成形。说明性示例认识并考虑到，由于工艺变化，扣状部可相对于铆钉轴不是对称的。说明性示例认识并考虑到，由于工艺变化，扣状部可不覆盖孔。说明性示例认识并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于铆钉同心度(230)的自动化非破坏性测试的方法，所述方法包括：使用末端执行器(212或213)将铆钉(219)安装在结构(204)中的孔(216)内；处理所述结构(204)中的所述孔(216)的第一图像(214)和所述结构(204)中的所述铆钉(219)的第二图像(218)以识别位于所述第一图像(214)和所述第二图像(218)这两者中的多个参考点(224)；使用所述多个参考点(224)来对齐所述第一图像(214)和所述第二图像(218)；分析所述第一图像(214)以确孔(216a)的多个位置(226)；分析所述第二图像(218)以确定铆钉(219b)的多个位置(228)；以及使用所述孔(216a)的所述多个位置(226)和所述铆钉(219b)的多个位置(228)自动确定铆钉同心度(230)。

【技术特征摘要】
2017.09.06 US 15/697,4421.一种用于铆钉同心度(230)的自动化非破坏性测试的方法，所述方法包括：使用末端执行器(212或213)将铆钉(219)安装在结构(204)中的孔(216)内；处理所述结构(204)中的所述孔(216)的第一图像(214)和所述结构(204)中的所述铆钉(219)的第二图像(218)以识别位于所述第一图像(214)和所述第二图像(218)这两者中的多个参考点(224)；使用所述多个参考点(224)来对齐所述第一图像(214)和所述第二图像(218)；分析所述第一图像(214)以确孔(216a)的多个位置(226)；分析所述第二图像(218)以确定铆钉(219b)的多个位置(228)；以及使用所述孔(216a)的所述多个位置(226)和所述铆钉(219b)的多个位置(228)自动确定铆钉同心度(230)。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：产生所述孔(216a)的轮廓(248)；以及产生所述铆钉(219b)的轮廓(250)，其中，确定所述铆钉同心度(230)包括确定所述孔(216a)的所述轮廓(248)的点(253)与所述铆钉(219b)的所述轮廓(250)的点(254)之间的距离(252)，其中，所述铆钉同心度(230)是所述距离(252)的最小值。3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：产生所述孔(216a)的轮廓(248)；确定所述孔(216a)的所述轮廓(248)的中心点(256)；以及产生所述铆钉(219b)的轮廓(250)，其中，确定所述铆钉同心度(230)包括确定所述铆钉(219b)的所述轮廓(250)的点(254)与所述中心点(256)之间的距离(258)，其中，所述铆钉同心度(230)是所述距离(258)的最小值。4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：产生所述孔(216a)的轮廓(248)；确定所述孔(216a)的所述轮廓(248)的中心点(256)；产生所述铆钉(219b)的轮廓(250)；以及确定所述铆钉(219b)的所述轮廓(250)的质量中心点(278)，其中，确定所述铆钉同心度(230)包括确定所述中心点(256)与所述质量中心点(278)之间的距离(262)。5.根据权利要求1所述的方法，其中，识别位于所述第一图像(214)和所述第二图像(218)这两者中的所述多个参考点(224)包括识别存在于所述第一图像(214)和所述第二图像(218)中的铆钉(243a，243b)作为所述多个参考点(224)的第一特征(240a，240b)。6.根据权利要求5所述的方法，其中，识别位于所述第一图像(214)和所述第二图像(218)这两者中的所述多个参考点(224)包括识别存在于所述第一图像(214)和所述第二图像(218)中的另一个铆钉(244，244a，244b)作为所述多个参考点(224)的第二特征(242，242a，242b)。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个参考点(224)包括所述结构(204)的铆钉、孔以及边缘中的至少一者。8.一种自动化铆钉测量系统(202)，包括：多个末端执行器(206)，被配置为对结构(204)执行钻孔(210)和铆接(211)；多个照相机(207)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕特里克·L·安德森，史蒂芬·J·本尼森，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US