飞机雷达罩加工毛坯件三维重建方法、装置、介质及设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种飞机雷达罩加工毛坯件三维重建方法、装置、介质及设备，包括步骤测量场景布置、规划测量路径、自动化测量、点云预处理、曲面重建，通过采用回转工装与测量机器人联动的方式，能够实现大型复合材料毛坯件表面的自动化全覆盖测量，解决传统手工测量获取大型毛坯工件表面数据质量不稳定的问题，并且测量过程采用全局定位相机捕捉标记点空间坐标信息，扫描仪在扫描时将获取的多帧点云数据根据标记点的空间位置进行拼接，这样避免了在毛坯工件表面布置标记点，保证了毛坯工件表面的成型精度。在点云数据处理时，通过非均匀简化算法，保留毛坯件表面特征信息的情况下，精简了点云数据量，提高了后续点云数据处理的速度及模型重建效率。及模型重建效率。及模型重建效率。

【技术实现步骤摘要】
飞机雷达罩加工毛坯件三维重建方法、装置、介质及设备


[0001]本专利技术涉及机械逆向工程
，具体涉及一种飞机雷达罩加工毛坯件三维重建方法、装置、介质及设备。

技术介绍

[0002]随着我国工业技术及军事装备的发展，在航空航天领域有许多精密薄壁零件，它们结构复杂、型面曲率大、成型精度要求高。雷达天线罩是结构/气动/透波/隐身功能一体化复合材料部件，具有典型的大型复杂航空复合材料结构特点。雷达天线罩制造过程中需要进行多次打磨作业，而打磨过程需要严格控制打磨表面去除量精度及打磨力，既要满足复合材料实芯区域的打磨型面精度，又要避免蜂窝夹层结构超薄蒙皮的打磨损伤，另一方面，打磨过程中需要主动避让雷达天线罩表面的金属功能结构。然而这种大型雷达罩的传统打磨方式多采用传统手工打磨，打磨效率低，粉尘危害大，因此需针对此类装备制定数字化打磨方案，毛坯工件表面三维模型重建作为打磨方案的首要环节，三维重建的质量将直接影响毛坯工件最终的成型精度，针对大型复合材料毛坯工件的三维重建技术难题亟待解决。
[0003]当前，针对飞机雷达罩等大型构件的三维重建技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞机雷达罩加工毛坯件三维重建方法，包括如下步骤：S1、布置测量场景，包括毛坯工件、回转工装、测量机器人、三维扫描仪及全局定位相机的布置，回转工装上布置有标记点，三维扫描仪上标记有高反光点；S2、根据毛坯工件设计模型曲面进行分区，按圆周顺序依次对分区后表面进行测量路径规划，实现毛坯工件表面测量路径全覆盖；S3、运行回转工装，由三维扫描仪对毛坯工件的待加工区域进行自动化扫描测量，获取毛坯工件的三维点云数据；开启全局定位相机监测回转工装上的标记点及三维扫描仪上的高反光点，实时获取三维扫描仪与毛坯工件之间的空间位置关系，将获取的三维点云数据根据标记点的空间位置进行拼接，生成边缘特征点；S4、对毛坯工件的点云数据进行滤波和精简；S5、基于边缘特征点和三维点云数据，进行曲线曲面拟合，重构毛坯工件三维模型。2.根据权利要求1所述的一种飞机雷达罩加工毛坯件三维重建方法，其特征在于，在步骤S1中：毛坯工件为玻璃纤维增强材料涂敷于复杂曲形模具表面固化后形成的大型复合材料面板；回转工装由回转工作台及定位装卡夹具组成，回转工作台用于提供回转运动，配合测量机器人完成所有待加工区域的测量工作，在回转工作台的下边缘布置有标记点，标记点用于在扫描时作为多帧扫描数据配准拼接的对应点；定位装卡夹具用于固定毛坯工件，并根据安装基准将不同毛坯工件固定在指定位置，使毛坯工件以吊装方式装夹于回转工装；测量机器人为六轴机器人，安装在回转工作台旁，用于夹持三维扫描仪对毛坯工件按照分区规划路径进行扫描采集，并将回转工作台的转轴作为测量机器人的第七轴，以配合测量机器人进行联动；三维扫描仪为具有高反光点的扫描仪器，夹持在测量机器人的执行末端，用于利用激光三角测距原理获取毛坯工件空间坐标信息，所述三维扫描仪上标记有N个高反光标记点，且N≥32；全局定位相机吊装于回转工装的一旁，且全局定位相机的采集方向朝向毛坯工件，用于捕捉标记点空间坐标信息，并监测回转工作台上的标记点及三维扫描仪上的高反光点，实时获取三维扫描仪与毛坯工件之间的空间位置关系，完成扫描过程中多帧点云的拼接。3.根据权利要求2所述的一种飞机雷达罩加工毛坯件三维重建方法，其特征在于，在步骤S1中，毛坯工件的空间定位方法包括：使用天车将毛坯工件与复杂曲形模具的组合体放置于回转工作台的台面处，通过定位块调整模具位置，使用定位装卡夹具将模具固定在回转工作台上，且不同的模具装卡位置不同，并利用回转工作台台面与毛坯工件安装面上预留放射状T型槽，将毛坯工件装卡在T型槽内，并通过X、Y两个方向的基准块对其定位，令毛坯工件与回转工作台的回转中心重合，再使用T型螺钉与压板将毛坯工件固定在回转工作台的台面上，完成毛坯工件的定位。4.根据权利要求1所述的一种飞机雷达罩加工毛坯件三维重建方法，其特征在于，在步骤S2中，路径规划的测量方法包括：在进行测量轨迹规划时需要对曲面测量区域进行划分，根据具体毛坯工件的特征，采用分扇区测量，待当前扇区测量完成一遍后旋转毛坯工件，进
行下一扇区测量，直至整个毛坯工件完成一遍测量。5.根据权利要求1所述的一种飞机雷达罩加工毛坯件三维重建方法，其特征在于，在步骤S3中，扫描测量的方法包括：在扫描前设置底平面，使在测量数据实时动态显示时，只保留底平面以上的数据点，通过三维扫描仪上设置的两组相机分别获得投影到扫描样件上的激光线阵，该线阵随被测对象形状发生变形，即可通过计算获得激光线阵所投影的线状三维点云数据采集；同时全局定位相机实时跟踪三维扫描仪上的高反光点...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志峰，李栋，赵永胜，周亚强，姚佳茹，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：