[發明專利]一種鈑金件與模具之間貼合間隙的檢測方法

有效

• 申請號: 201410182493.5
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN103994726B
• 公開（公告）日: 2016-11-16
• 發明（設計）人: 劉勝蘭;葉南;石慶蘭;譚高山;張麗艷
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01B11/14
• 分類號: G01B11/14
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

技術領域

本發明涉及鈑金件檢測技術領域，具體是一種鈑金件與模具之間貼合間隙的檢測方法。

背景技術

鈑金件在飛機、汽車等行業的零部件中占有相當大的比例，如飛機蒙皮、隔框、翼肋、汽車覆蓋件等，具有高的尺寸和形狀要求。為了保證鈑金件產品的質量，在加工完成后需要對其外形進行檢測，其中鈑金件與對應模具之間的貼合間隙是一項重要的檢測內容。貼合間隙不但用來評價鈑金件的表面準確度，更可以通過對其分析來找出影響成形工藝的關鍵因素，為鈑金件加工工藝設計與改進提供參考。

目前,鈑金件與模具貼合間隙的檢測方法是：將被測鈑金件放置并固定在對應的模具上，然后將塞規塞進鈑金件與模具的間隙中，從塞規的尺寸獲得貼合間隙。由于受塞入方法的限制，這種方法只能對鈑金件邊緣處的貼合間隙進行檢測，對塞規無法塞進的中間部位則無法檢測。另外受實物塞規尺寸和精度的限制，檢測精度不夠高。

上述檢測方法通常稱為模擬量檢測方法，近年來利用三坐標測量機、三維光學掃描等數字化檢測方法得到越來越多的應用。

在數字化檢測方法中，利用三維光學掃描測量設備對被測物體表面進行測量已經有大量的應用。目前，利用三維光學掃描測量設備可以對鈑金件表面進行數據測量，然后將測量數據與鈑金件的設計數模(或者對應的模具數模)進行最佳對齊，獲得被測零件與設計數模之間的誤差，但是該誤差不能表示鈑金件與模具之間的間隙。主要原因是：(1)鈑金件與模具貼合時要求不能相互穿透，而通常的最佳對齊方法是使得被比較的兩個表面的距離誤差最小，存在表面互相穿透的情況；(2)鈑金件與模具之間很多情況下通過定位孔/銷來保證鈑金件不會側向滑動，通常的最佳對齊方法沒有考慮這一因素。

發明內容

本發明為了解決現有數字化檢測方法中不能表示鈑金件與模具之間間隙的問題，提供了一種鈑金件與模具之間貼合間隙的檢測方法，依據算法實現鈑金件與模具之間的最佳貼合對齊，無需事先在鈑金件和模具上布置輔助定位裝置，同時提高了貼合間隙的檢測精度。

本發明提供了一種鈑金件與模具之間貼合間隙的檢測方法，包括以下步驟：

1)利用三維光學掃描測量設備分別對鈑金件以及模具的貼合表面進行測量，獲得各表面的三維測量點云數據；

2)利用有約束的模型對齊方法對鈑金件測量數據與模具測量數據進行最佳地貼合對齊，鈑金件測量數據與模具測量數據模型對齊的目標函數為：

minR,TΣi=1n+mwi||RPi+T-Qi||2]]>

其中，P_i為鈑金件上的測量數據點，Q_i為模具模型上與P_i對應的最近點，n為表面點的個數，m為定位特征點的個數，w_i為權值，R、T分別為坐標變換中的旋轉矩陣和平移向量；

3)計算鈑金件上各測量點與模具數據中對應的最近點間的距離，即是鈑金件上該處與模具的貼合間隙，貼合間隙的計算公式為h_i(R,T)＝(RP_i+T-Q_i)·n_i。

步驟2)中所述的有約束的模型對齊方法包括定位配合約束和表面貼合約束。

所述的定位配合約束為：τ_j≤b_j(R,T)≤μ_j(j＝1,2,…,m)，其中b_j(R,T)為鈑金件上的定位特征點到理論模型定位器的距離，τ_j、μ_j分別為最小和最大約束值。