【技术实现步骤摘要】
本申请涉及机械，尤其是涉及一种构件表面加工质量的检测方法、装置及系统。
技术介绍
1、大型装备的生产制造在基础工业和国防装备等领域有着重要地位，其内部存在一个或多个作为主体结构的大型构件，例如飞机的机身、船舶的甲板纵骨、航天器的承力筒等构件。大型构件作为主体结构，起着承受整体载荷、保证纵向强度、连接其他零件和传递应力等作用，普遍具有跨距大、结构复杂、加工特征多等特点。
2、大型构件表面存在许多安装孔和配合面等特征，其在加工过程中会产生尺寸误差和形位误差，如孔的孔径和位置误差、平面之间的距离误差等。这些误差会导致最终产品存在连接孔难以对准、端面贴合度差等问题，直接影响着大型装备的可靠性。所以必须要对大型构件的表面特征的加工质量进行检测，以保证大型装备的最终制造质量和服役性能。
3、然而，目前以三坐标测量机为代表的直接测量法因其采用单点测量的方式，测量速度慢、效率低，且对于较软的复合材料可能会产生接触变形等问题。对于结构复杂、加工特征多且不方便移动的大型构件并不适用。
4、全局测量法采用室内gps、激光跟踪仪、全站仪等远距离测量设备来完成，且经常多台设备一起使用来建立测量系统全局网络，保证整体精度和局部精度的统一。但这些远距离测量设备无法同时满足大尺度、高点云密度的要求，测量精度和效率不能同时保证。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种构件表面加工质量的检测方法、装置及系统，从而解决现有技术中的检测方式不适用于大型构件的问题。
2、
3、接收工业相机在不同位置采集的多个激光条纹图像，其中，各个所述激光条纹图像为线激光器在不同的位置投射的激光线束在目标构件上形成的图像；
4、接收可编程逻辑控制器plc设备发送的所述工业相机的多个角位移信息，每个所述角位移信息与一个所述激光条纹图像对应；
5、根据所述角位移信息，对所述激光条纹图像进行处理，获取所述目标构件的表面的点云数据；
6、根据所述点云数据，对所述目标构件的表面加工质量进行检测。
7、第二方面，为达到上述目的，本申请实施例提供一种构件表面加工质量的检测方法，应用于plc设备，包括：
8、在控制运动模块完成运动动作之后，向电子设备发送多个角位移信息，其中，每个所述角位移信息与工业相机采集的一个激光条纹图像对应。
9、第三方面，为达到上述目的，本申请实施例提供一种构件表面加工质量的检测装置，应用于电子设备，包括：
10、第一接收模块，用于接收工业相机在不同位置采集的多个激光条纹图像，其中，各个所述激光条纹图像为线激光器在不同的位置投射的激光线束在目标构件上形成的图像，所述工业相机所处的位置与所述线激光器所处的位置相关；
11、第二接收模块，用于可编程逻辑控制器plc设备发送的所述工业相机的多个角位移信息，每个所述角位移信息与一个所述激光条纹图像对应；
12、处理模块，用于根据所述角位移信息，对所述激光条纹图像进行处理，获取所述目标构件的表面的点云数据；
13、第一检测模块，用于根据所述点云数据，对所述目标构件的表面加工质量进行检测。
14、第四方面，为达到上述目的，本申请实施例提供一种构件表面加工质量的检测装置，应用于plc设备，包括：
15、第一发送模块，用于在控制运动模块完成运动动作之后，向电子设备发送多个角位移信息，其中，每个所述角位移信息与工业相机采集的一个激光条纹图像对应。
16、第五方面，为达到上述目的，本申请实施例提供一种构件表面加工质量的检测系统，包括：
17、线激光模块，包括工业相机和线激光器，所述线激光器用于向目标构件投射激光线束，所述工业相机用于采集在所述目标构件上形成的激光条纹图像；
18、运动模块，与所述线激光模块连接，用于驱动所述线激光模块运动；
19、plc设备，与所述运动模块信号连接，用于控制所述运动模块工作、接收所述运动模块反馈的脉冲信号，并根据所述脉冲信号计算角位移信息，其中，每个所述角位移信息与一张所述激光条纹图像对应；
20、电子设备，分别与所述工业相机和所述plc设备信号连接，用于接收所述激光条纹图像和所述角位移信息，根据所述激光条纹图像和所述角位移信息生成所述目标构件的表面的点云数据，并根据所述点云数据，对所述目标构件的表面加工质量进行检测。
21、可选地，所述运动模块包括平移机构和旋转机构，其中，所述旋转机构与所述平移机构刚性连接，所述旋转机构与所述线激光模块转轴连接，通过所述平移机构的平动和所述旋转机构的转动，所述线激光模块平移和转动。
22、可选地，所述平移机构包括分别与所述plc设备信号连接的直线导轨和光栅尺；其中，所述直线导轨根据所述plc设备发送的第一子控制指令驱动所述旋转机构和所述线激光模块平移；所述光栅尺用于向所述plc设备反馈与平移位移对应的第一脉冲信号。
23、可选地，所述旋转机构包括：
24、减速电机，与所述平移机构刚性连接，且与所述plc设备信号连接；
25、旋转编码器，通过位移放大机构安装在所述减速电机的输出轴的末端，且与所述plc设备信号连接；
26、其中，所述减速电机根据所述plc设备发送的第二子控制指令驱动所述线激光模块旋转，所述旋转编码器向所述plc设备反馈与旋转角度对应的第二脉冲信号。
27、第六方面，为达到上述目的，本申请实施例提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现如第一方面所述的构件表面加工质量的检测方法，或者，实现如第二方面所述的构件表面加工质量的检测方法。
28、本申请的上述技术方案至少具有如下有益效果：
29、本申请实施例的构件表面加工质量的检测方法，首先，接收工业相机在不同位置采集的多个激光条纹图像，其中，各个所述激光条纹图像为线激光器在不同的位置投射的激光线束在目标构件上形成的图像；其次，接收可编程逻辑控制器plc设备发送的所述工业相机的多个角位移信息，每个所述角位移信息与一个所述激光条纹图像对应；再次，根据所述角位移信息，对所述激光条纹图像进行处理，获取所述目标构件的表面的点云数据；最后，根据所述点云数据，对所述目标构件的表面加工质量进行检测。如此，实现了利用工业相机的主动式旋转扫描采集较大尺寸的构件表面的变形的激光条纹图像，并基于采集的激光条纹图像获得构件的表面点云数据，从而基于这些点云数据对构件的表面加工质量进行检测，解决了现有的检测方式不适用于大尺寸构件的问题。
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1.一种构件表面加工质量的检测方法，其特征在于，应用于电子设备，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述角位移信息，对所述激光条纹图像进行处理，获取所述目标构件的表面的点云数据，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述角位移信息，将各个所述激光条纹图像对应的点簇进行坐标转换，获得各所述点簇内的点在目标激光条纹图像对应的坐标系下的坐标，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，接收工业相机采集的多个激光条纹图像之前，所述方法还包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下至少一项：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对运动模块的旋转中心坐标系进行标定，获得所述旋转中心坐标系与所述相机坐标系之间的转换矩阵，包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述空间圆轨迹和所述相机坐标系，确定所述旋转中心坐标系在所述相机坐标系内的向量表示，包括：
9.根据
10.一种构件表面加工质量的检测方法，其特征在于，应用于PLC设备，包括：
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，向所述运动模块发送第二控制指令之后，所述方法还包括：
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
14.一种构件表面加工质量的检测装置，其特征在于，应用于电子设备，包括：
15.一种构件表面加工质量的检测装置，其特征在于，应用于PLC设备，包括：
16.一种构件表面加工质量的检测系统，其特征在于，包括：
17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述运动模块包括平移机构和旋转机构，其中，所述旋转机构与所述平移机构刚性连接，所述旋转机构与所述线激光模块转轴连接，通过所述平移机构的平动和所述旋转机构的转动，所述线激光模块平移和转动。
18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述平移机构包括分别与所述PLC设备信号连接的直线导轨和光栅尺；其中，所述直线导轨根据所述PLC设备发送的第一子控制指令驱动所述旋转机构和所述线激光模块平移；所述光栅尺用于向所述PLC设备反馈与平移位移对应的第一脉冲信号。
19.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述旋转机构包括：
20.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至9中任一项所述的构件表面加工质量的检测方法，或者，实现如权利要求10至13中任一项所述的构件表面加工质量的检测方法。
...【技术特征摘要】
1.一种构件表面加工质量的检测方法，其特征在于，应用于电子设备，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述角位移信息，对所述激光条纹图像进行处理，获取所述目标构件的表面的点云数据，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述角位移信息，将各个所述激光条纹图像对应的点簇进行坐标转换，获得各所述点簇内的点在目标激光条纹图像对应的坐标系下的坐标，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，接收工业相机采集的多个激光条纹图像之前，所述方法还包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下至少一项：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对运动模块的旋转中心坐标系进行标定，获得所述旋转中心坐标系与所述相机坐标系之间的转换矩阵，包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述空间圆轨迹和所述相机坐标系，确定所述旋转中心坐标系在所述相机坐标系内的向量表示，包括：
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
10.一种构件表面加工质量的检测方法，其特征在于，应用于plc设备，包括：
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
12.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘少丽，杜浩浩，刘检华，夏焕雄，黄嘉淳，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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