一种蒙皮骨架结构装焊质量的评价方法技术

本发明专利技术公开了一种蒙皮骨架结构装焊质量的评价方法，该方法通过激光三维扫描仪进行3D扫描，获得实测点云数据，通过点云数据综合评定该蒙皮骨架的装配质量和焊接质量。采用此种方法代替了传统的人工检测，极大地提高了检测效率、检测精度、焊接质量，降低了废品率，减少了生产成本。并且在焊后可以随即对构件的焊接质量进行检测评价，提高了生产效率。可以对多种不同的蒙皮骨架结构进行装焊质量评价，适应性强。采用了非接触式的检测方法，在检测过程中不接触刚性较低的蒙皮，避免了对构件的损坏。坏。坏。

【技术实现步骤摘要】
一种蒙皮骨架结构装焊质量的评价方法


[0001]本专利技术涉及装焊质量检测
，具体涉及一种蒙皮骨架结构装焊质量的评价方法。

技术介绍

[0002]蒙皮骨架结构主要是指以蒙皮与骨架为主要部件的复杂构件，实际的生产和制造过程中，蒙皮骨架结构通常是将蒙皮薄板覆盖在框架结构上，并将其焊接在一起。蒙皮与骨架的装配质量严重影响最终的焊接质量，蒙皮固定在骨架上，保证蒙皮在骨架上的装配质量是保证蒙皮外形准确度的关键，所以对其生产制造和装配精度要求十分严格。目前对于蒙皮骨架的装配尺寸检测上大多采用人工检测的方式，但是装配质量人工检测的检测效率较低，测量精度不高，同时很容易受到外界环境因素的干扰，使得最终的废品率提高，生产效率下降，生产成本增加。
[0003]蒙皮骨架结构的焊接生产需要提高效率，智能化生产成为趋势。因此，在焊接前需要进行高精度的智能化装配质量检测，来满足蒙皮骨架焊接的装配尺寸检测要求。随着当前光电技术、图像处理技术和计算机技术的不断发展，光学非接触式的测量方法精度高、速度快，逐渐成为工业领域中首选的测量方式。本专利针对一种蒙皮骨架结构提出一种利用三维激光扫描仪得到实测构件点云数据，通过点云数据的计算对比得出装配质量的方法，替代了传统的人工测量，并对其焊接质量进行智能化检测，提高了检测效率，检测精度，降低了生产成本。

技术实现思路

[0004]针对上述存在的技术不足，本专利技术的目的是提供一种蒙皮骨架结构装焊质量的评价方法，以解决现有技术存在的上述部分或者全部问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供一种蒙皮骨架结构装焊质量的评价方法，包括如下步骤：
[0006]S1.将骨架抓取并放置于加工平台上，并使用工装将其夹紧定位；
[0007]S2.采用激光三维扫描仪对骨架正反面进行扫描，获得骨架正反面点云数据并保存；
[0008]S3.将正面蒙皮吸取并放置于骨架上进行装配，装配完成后蒙皮上方夹具落下将蒙皮骨架夹紧固定，反面蒙皮采用同样的方法进行装配固定；
[0009]S4.采用激光三维扫描仪对S3中的装配件正反面进行扫描，获得正反面蒙皮装配后的蒙皮骨架的实测点云数据并保存；
[0010]S5.点云数据处理，对获得的点云数据进行降噪处理，去除由于环境干扰、零部件本身附着的干扰物或零件工装产生的杂乱点，并进行点云修补，精简点云数据量；
[0011]S6.通过分析实测的点云数据得到装配间隙，并与预设的阈值对比，评估装配质量是否满足后续焊接要求；
[0012]若满足焊接要求，采用激光对正反面蒙皮与骨架锁底对接处进行点固焊接；若不满足焊接要求则取走蒙皮，重复S3
‑
S5；
[0013]S7.点固焊接完成后，打开正反面蒙皮夹具，采用激光进行正反面内部搭接穿透焊及周围锁底对接焊满焊；
[0014]S8.焊接完毕，采用激光三维扫描仪对焊接后的装配件正反面整体进行扫描，获得点云数据，经过S5处理点云数据后与理论数模点云数据进行匹配对比，综合评定焊接质量是否合格。
[0015]优选地，在S6中计算两种装配间隙：
[0016](1)计算评估蒙皮骨架锁底对接焊处装配间隙：提取S4中获得的正反面蒙皮与骨架锁底对接处的蒙皮点云坐标，并将处于不同直线的点云进行分割，之后采用最小二乘法拟合得到蒙皮扫描件锁底对接焊缝外轮廓，从而得到蒙皮外轮廓线方程；采用同样方法提取骨架与蒙皮对接处的骨架点云坐标，将处于不同直线的点云进行分割，计算这些点距离相应的蒙皮轮廓线的垂线长度得到蒙皮骨架锁底对接焊各处的装配间隙；
[0017](2)计算评估蒙皮骨架搭接穿透焊处装配间隙：提取S4中获得的正反面蒙皮上表面的点云坐标，将处于不同平面的点云进行分割，之后将不同平面上的点云拟合成平面，得到蒙皮上表面面轮廓方程；采用同样方法，依据S2中得到的骨架扫描点云，提取骨架筋条处上表面点云坐标，将处于不同平面的点云进行分割，计算这些点距离相应的蒙皮上表面面轮廓垂线长度得到蒙皮骨架搭接穿透焊各处的装配间隙。
[0018]优选地，在S8中，通过将焊接后的装配件处理过的实测三维点云与理论数模点云进行匹配对比，计算线轮廓度误差和曲面的面轮廓度误差，评估表面形态及表面质量是否合格。
[0019]优选地，需要评估的表面形态包括平面度、对称度，评估方法采用最小二乘法和最小区域法综合评定；
[0020]平面度检测：将实测点云数据与理论点云数据进行匹配，统一坐标系，根据点云是否在同一个平面上将理论点云数据进行分割，在分割的每个平面上采用最小二乘法将理论点云数据进行拟合得到各个平面方程Aix+Biy+Ciz+Di＝0作为理想基准面，以实测点云坐标和理想基准面的法线可以确定多个平面，计算求得这些平面距离理想基准面的距离，在所有实测点云测量点中，每一点至理想基准面的距离中必有最大值或最小值，最大值与最小值的差即为平面度大小；
[0021]对称度检测：将实测点云数据与理论点云数据进行匹配，统一坐标系后，由理论点云数据求出上下表面蒙皮的理论中心对称面作为基准面，分别计算实测上下表面蒙皮点云上的点到基准面的距离，上下的距离差乘以2即为对称度大小。
[0022]优选地，实测点云数据和理论点云数据匹配分为粗配准和精配准；
[0023]粗配准通过在实测点云和理论点云中手动选取至少三对等效点来初步对齐点云；
[0024]精配准基于最小二乘原理，通过匹配同名点，通过不断迭代，直至两次迭代的误差值小于给定阈值，从而获得点云数据匹配的最佳结果。
[0025]优选地，每次扫描激光三维扫描仪的扫描次数不低于3次。
[0026]本专利技术的有益效果在于：
[0027]本专利技术公开了一种蒙皮骨架结构装焊质量的评价方法，该方法通过激光三维扫描
仪对一种蒙皮骨架结构装配及焊接结果进行3D扫描，获得构件的点云数据，通过点云数据综合评定这种蒙皮骨架结构的装配质量和焊接质量。采用此种方法代替了传统的人工检测，极大地提高了检测效率、检测精度、焊接质量，降低了废品率，减少了生产成本。并且在焊后可以随即对构件的焊接质量进行检测评价，提高了生产效率。可以对多种不同的蒙皮骨架结构进行装焊质量评价，适应性强。采用了非接触式的检测方法，在检测过程中不接触刚性较低的蒙皮，避免了对构件的损坏。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本专利技术的技术流程图。
[0030]图2为某蒙皮骨架结构示意图。
[0031]图3为图2的爆炸示意图。
[0032]图4为蒙皮骨架结构焊缝及间隙示意图。
[0033]图5为骨架正面点云数据。
[0034]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蒙皮骨架结构装焊质量的评价方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.将骨架抓取并放置于加工平台上，并使用工装将其夹紧定位；S2.采用激光三维扫描仪对骨架正反面进行扫描，获得骨架正反面点云数据并保存；S3.将正面蒙皮吸取并放置于骨架上进行装配，装配完成后蒙皮上方夹具落下将蒙皮骨架夹紧固定，反面蒙皮采用同样的方法进行装配固定；S4.采用激光三维扫描仪对S3中的装配件正反面进行扫描，获得正反面蒙皮装配后的蒙皮骨架的实测点云数据并保存；S5.点云数据处理，对获得的点云数据进行降噪处理，去除由于环境干扰、零部件本身附着的干扰物或零件工装产生的杂乱点，并进行点云修补，精简点云数据量；S6.通过分析实测的点云数据得到装配间隙，并与预设的阈值对比，评估装配质量是否满足后续焊接要求；若满足焊接要求，采用激光对正反面蒙皮与骨架锁底对接处进行点固焊接；若不满足焊接要求则取走蒙皮，重复S3
‑
S5；S7.点固焊接完成后，打开正反面蒙皮夹具，采用激光进行正反面内部搭接穿透焊及周围锁底对接焊满焊；S8.焊接完毕，采用激光三维扫描仪对焊接后的装配件正反面整体进行扫描，获得点云数据，经过S5处理点云数据后与理论数模点云数据进行匹配对比，综合评定焊接质量是否合格。2.如权利要求1所述的一种蒙皮骨架结构装焊质量的评价方法，其特征在于，在S6中计算两种装配间隙：(1)计算评估蒙皮骨架锁底对接焊处装配间隙：提取S4中获得的正反面蒙皮与骨架锁底对接处的蒙皮点云坐标，并将处于不同直线的点云进行分割，之后采用最小二乘法拟合得到蒙皮扫描件锁底对接焊缝外轮廓，从而得到蒙皮外轮廓线方程；采用同样方法提取骨架与蒙皮对接处的骨架点云坐标，将处于不同直线的点云进行分割，计算这些点距离相应的蒙皮轮廓线的垂线长度得到蒙皮骨架锁底对接焊各处的装配间隙；(2)计算评估蒙皮骨架搭接穿透焊处装配间隙：提取S4中获得的正反面蒙皮上表面的点云坐标，将处于不同平面的点云进行分割，之后将不同平面上...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭勇，刘港，王克鸿，朱斯祺，李陈宾，胡晓勇，熊亮同，解西安，
申请(专利权)人：北京星航机电装备有限公司，
类型：发明
国别省市：