工件表面的测量方法及装置、机翼壁板软模的打磨方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种工件表面的测量方法及装置、机翼壁板软模的打磨方法，涉及工件测量及打磨技术领域，该方法标定线结构光传感器和定位靶标两者之间的位姿变换，计算线结构光传感器在激光跟踪仪坐标系下的位姿，将线结构光传感器采集工件表面的点云数据统一转换到激光跟踪仪全局坐标系下，从而实现工件表面点云数据的全局拼接，再进行点云数据预处理，得到所述工件表面的三维数据。根据工件表面的测量方法，将识别机翼壁板橡胶软模的缺陷区域，进行路径规划生成合适的打磨路径与加工参数。通过本发明专利技术不但提高打磨质量和生产效率，而且提高机器人加工系统的柔性，适应橡胶软模表面缺陷随机分布的场景。陷随机分布的场景。陷随机分布的场景。

【技术实现步骤摘要】
工件表面的测量方法及装置、机翼壁板软模的打磨方法


[0001]本专利技术属于工件测量及打磨
，具体涉及一种工件表面的测量方法及装置、机翼壁板软模的打磨方法。

技术介绍

[0002]为解决复合材料加筋壁板上筋条与蒙皮一体化成型和制造过程中的型面配合问题，一般是以固化后的蒙皮外形面作为成型面，在刚模表面上粘贴橡胶软模，将蒙皮外形面和橡胶软模相配合，基于红丹粉间隙检测结果人工打磨软模以消除配合间隙，使得模具加压后零件之间的型面配合精度提高。但是企业使用红丹粉检测，识别缺陷区域，检测效率低，而且软模打磨工序普遍采用人工打磨的方式，加工效率低下、加工质量不稳定、作业环境恶劣等现实问题，不能满足高效率、高精度、高质量的生产要求。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了如下技术方案。
[0004]本专利技术提供了一种工件表面的测量方法，包括：
[0005]获取定位靶标的位姿，及线结构光传感器和定位靶标两者之间的位姿变换；
[0006]计算线结构光传感器在激光跟踪仪坐标系下的位姿；
[0007]通过所述线结构光传感器，获取工件表面的点云数据，并将所述点云数据的坐标系转化到所述激光跟踪仪的坐标系下，将所述线结构光传感器对应的局部坐标系统一到所述激光跟踪仪全局坐标系下，从而实现所述线结构光传感器采集的所述点云数据的全局拼接，得到点云拼接数据；
[0008]对所述点云拼接数据进行处理，得到所述工件表面的三维数据。
[0009]进一步的，所述线结构光传感器在所述激光跟踪仪坐标系下的位姿为：
[0010][0011]其中，为从定位靶标坐标系到激光跟踪仪坐标系的变换，为所述位姿变换。
[0012]进一步的，所述位姿变换通过变换n次机器臂末端位姿，使用激光跟踪仪记录每次T
‑
Mac的位姿，以及使用线结构光传感器采集并保存标定板图像数据，可以得到下列方程组：
[0013][0014]通过手眼标定AX＝XB的形式，求解出所述的从线结构光传感器到定位靶标的位姿
变换其中，是从定位靶标坐标系到激光跟踪仪坐标系的变换，是从标定板坐标系到线结构光传感器坐标系的变换。
[0015]进一步的，对所述点云数据进行处理，包括：
[0016]去除所述工件表面的点云拼接数据中的体外孤点、重合点以及其他多余点。
[0017]本专利技术还提出一种机翼壁板软模的打磨方法，使用工件表面的测量方法，包括：
[0018]获取蒙皮表面的点云数据及软模的测量数据，计算所述测量数据中的测量点与所述点云数据中的点云的距离偏差；
[0019]设置偏差阈值，获取所述距离偏差大于所述偏差阈值的所有所述测量点形成的偏差集合，根据所述偏差集合，生成缺陷区域；
[0020]根据所述缺陷区域，生成打磨路径，根据所述打磨路径进行打磨。
[0021]进一步的，计算所述距离偏差之前还包括：
[0022]对所述点云数据和所述测量数据进行配准对齐。
[0023]进一步的，生成缺陷区域包括：
[0024]对所述偏差集合进行聚类分割处理，生成缺陷区域。
[0025]本专利技术还提出一种测量工件表面的装置，包括：
[0026]获取位姿变换单元，用于获取定位靶标的位姿，及线结构光传感器和定位靶标两者之间的位姿变换；
[0027]计算单元，用于计算线结构光传感器在激光跟踪仪坐标系下的位姿；
[0028]点云拼接单元，用于通过所述线结构光传感器，获取工件表面的点云数据，并将所述点云数据的坐标系转化到所述激光跟踪仪的坐标系下，将所述线结构光传感器对应的局部坐标系统一到所述激光跟踪仪全局坐标系下，从而实现所述线结构光传感器采集的所述点云数据的全局拼接，得到点云拼接数据；
[0029]生成三维数据单元，用于对所述点云拼接数据进行处理，得到所述工件表面的三维数据。
[0030]进一步的，所述线结构光传感器在所述激光跟踪仪坐标系下的位姿为：
[0031][0032]其中，为从定位靶标坐标系到激光跟踪仪坐标系的变换，为所述位姿变换。
[0033]进一步的，所述位姿变换通过变换n次机器臂末端位姿，使用激光跟踪仪记录每次T
‑
Mac的位姿，以及使用线结构光传感器采集并保存标定板图像数据，可以得到下列方程组：
[0034][0035]通过手眼标定AX＝XB的形式，求解出所述的从线结构光传感器到定位靶标的位姿
变换其中，是从定位靶标坐标系到激光跟踪仪坐标系的变换，是从标定板坐标系到线结构光传感器坐标系的变换。
[0036]本专利技术的技术效果：
[0037](1)采用导轨与机器人搭载线结构光传感器，激光跟踪仪实时跟踪定位靶标的姿态，协同配合进行扫描测量，能够灵活的进行大面积测量，基于坐标变换原理将线结构光传感器对应的局部坐标系统一到激光跟踪仪全局坐标系下，实现线结构光传感器采集的点云数据全局拼接，同时消除拼接点云重叠部分，最终得到物体表面完整的三维重建数据。整体拼接依赖于激光跟踪仪，可以有效保证拼接精度，可以有效的减小整个测量系统因机构振动所产生的测量误差，实现了机翼壁板的橡胶软模表面自动化、高精度测量，极大程度提高操作便利性，可移植性强，不依赖于龙门等大型设备。
[0038](2)对机翼壁板橡胶软模的测量数据和固化后的蒙皮外形面点云数据进行配准对齐，计算出两者的距离偏差，识别出缺陷区域，聚类分割出缺陷区域点集，计算出对应的包围盒，进行路径规划生成合适的加工路径与加工参数，对橡胶软模进行打磨。
[0039](3)将线结构光传感器三维视觉在线测量和在线打磨路径规划技术应用于橡胶软模的打磨加工中，能够实现在线测量、智能规划与精确加工一体化的智能化打磨，不但提高打磨质量和生产效率，而且提高机器人加工系统的柔性，适应橡胶软模表面缺陷随机分布的场景。
附图说明
[0040]图1为实施例1工件表面的测量方法的流程图；
[0041]图2为实施例2工件表面的测量装置的结构示意图；
[0042]图3为实施例3机翼壁板软模的打磨方法的流程图；
[0043]图4为实施例4测量打磨系统的部件组成图；
[0044]图5为实施例5机翼壁板橡胶软模的机器人智能化打磨方法的流程图；
[0045]图6为实施例6机翼壁板橡胶软模及蒙皮的测量流程图；
[0046]图7为实施例7三维测量系统的结构示意图；
[0047]图8为实施例8机翼壁板橡胶软模打磨流程图。
具体实施方式
[0048]为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
[0049]本专利技术提供的方法可以在如下的终端环境中实施，该终端可以包括一个或多个如下部件：处理器、存储器和显示屏。其中，存储器中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现下述实施例所述的方法。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工件表面的测量方法，其特征在于，包括：获取定位靶标的位姿，及线结构光传感器和定位靶标两者之间的位姿变换；计算线结构光传感器在激光跟踪仪坐标系下的位姿；通过所述线结构光传感器，获取工件表面的点云数据，并将所述点云数据的坐标系转化到所述激光跟踪仪的坐标系下，将所述线结构光传感器对应的局部坐标系统一到所述激光跟踪仪全局坐标系下，从而实现所述线结构光传感器采集的所述点云数据的全局拼接，得到点云拼接数据；对所述点云拼接数据进行处理，得到所述工件表面的三维数据。2.如权利要求1所述的工件表面的测量方法，其特征在于，所述线结构光传感器在所述激光跟踪仪坐标系下的位姿为：其中，为从定位靶标坐标系到激光跟踪仪坐标系的变换，为所述位姿变换。3.如权利要求2所述的工件表面的测量方法，其特征在于，所述位姿变换通过变换n次机器臂末端位姿，使用激光跟踪仪记录每次T
‑
Mac的位姿，以及使用线结构光传感器采集并保存标定板图像数据，可以得到下列方程组：通过手眼标定AX＝XB的形式，求解出所述的从线结构光传感器到定位靶标的位姿变换其中，是从定位靶标坐标系到激光跟踪仪坐标系的变换，是从标定板坐标系到线结构光传感器坐标系的变换。4.如权利要求1所述的工件表面的测量方法，其特征在于，对所述点云数据进行处理，包括：去除所述工件表面的点云拼接数据中的体外孤点、重合点以及其他多余点。5.一种机翼壁板软模的打磨方法，使用如权利要求1
‑
4所述的工件表面的测量方法，其特征在于，包括：获取蒙皮表面的点云数据及软模的测量数据，计算所述测量数据中的测量点与所述点云数据中的点云的距离偏差；设置偏差阈值，获取所述距离偏差大于所述偏差阈值的所有所述测量点形成的偏差集合，根...

【专利技术属性】
技术研发人员：严思杰，葛庆如，岳晶，吴龙，陈巍，程赵阳，
申请(专利权)人：无锡中车时代智能装备研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：