[發(fā)明專利]一種雙曲外板成型檢測裝置及方法

有效

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• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112461127B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設計）人: 傅新皓;劉偉;吳楊楊;李巖;臧鵬飛;閆爽;高海航;宋洪光
• 申請（專利權）人: 渤海造船廠集團有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 葫蘆島天開專利商標代理事務所(特殊普通合伙) 21230
• 代理人: 魏勇

本發(fā)明提出的是一種雙曲外板成型檢測裝置及方法。在地面上設置平行排列的軌道，軌道上架設沿其自由滑行的移動門架，移動門架通過六軸機械手連接有線激光掃描測量裝置；軌道兩側的地面上陣列有地面靶標，軌道一側設置有雙目相機支撐裝置并安裝有雙目相機Ⅰ；被測工件放置于兩軌道之間，設備四柱機架上設置有雙目相機Ⅱ；地面靶標、線激光掃描測量裝置上標靶、雙目相機Ⅰ和雙目相機Ⅱ布置建立測量基準網絡，線激光掃描測量裝置發(fā)出測量激光線對被測工件進行掃描，在軟件系統(tǒng)逆向建模比對，輸出測量結果。本發(fā)明采用地面標靶建立測量基準網的方式，在不貼標靶的情況下，測量被加工工件曲面形值。適宜作為雙曲外板成型檢測的裝置及方法應用。

技術領域

本發(fā)明涉及船舶領域的結構檢測，特別是涉及一種雙曲外板成型檢測裝置及方法。

背景技術

船舶復雜曲面外板柔性成型指通過多點柔性成型彎板機對復雜雙曲率船舶外板進行冷壓加工成型，該方法為近年來新興的一種成型工藝方法，一定程度上替代了傳統(tǒng)的水火彎板成型方法，提高了船舶雙曲率外板成型效率及雙曲率外板成型后的板材力學性能。

目前，復雜曲面柔性彎板機彎曲工件成型后，對于成型工件的測量方法大致有兩大類。一是傳統(tǒng)的樣箱測量方法，其測量精度低，且需要施工人員搬運樣箱，費時費力，測量的偏差依靠目測，測量穩(wěn)定性差。在傳統(tǒng)測量方法下，嚴重限制了多點柔性成型下模調形的工藝路線，調形與測量沒有數據聯(lián)系，導致只能開環(huán)的試錯式調整下模形狀，嚴重制約了加工效率及加工精度。另一種是數字化的測量方法，通常采用激光點測量、激光線測量的方式對加工過程中和加工后曲面形狀進行測量。但是，當前的數字化測量方式存在弊端，一是激光點測量效率低，需要在被測工件上“畫龍”，當測量一個寬度2m，長度2米的工件時，通常需要15-20分鐘。二是激光線測量僅局限在工件加工區(qū)域內，對于長板測量精度無法保證。除此之外，當前復雜區(qū)面板數字化測量精度通常在1mm以內，如果提高精度需要對被測工件貼大量反光標靶，每測不同工件需要重新在工件上貼標靶，測量效率大幅降低。當測量效率低于使用樣箱測量時，施工人員通常不會選擇使用數字化測量裝置。導致數字化測量裝置的精度優(yōu)勢也無法發(fā)揮。

發(fā)明內容

為了實現曲板外板的快速和準確測量，本發(fā)明提出一種雙曲外板成型檢測裝置及方法。通過布置地面標靶建立測量基準網的方式，有效解決在不貼標靶的情況下，高精度的測量被加工工件曲面形值。同時解決長板快速高精度測量問題，可實現寬度2.2米，長度6m范圍內的雙曲工件的快速高精度測量；可實現測量區(qū)域0～3m長零件測量速度在1min以內，6m范圍內的測量速度在3min以內測量完成；同時，還可實現測量數據與工藝數據的存儲與分析以及測量形值的逆向建模以及驅動設備下模調形，大幅提高復雜曲面柔性成型加工件測量精度和效率，為彎曲加工工藝優(yōu)化提供了良好的支撐。適宜作為曲板外板的測量裝置及測量方法應用。

本發(fā)明解決技術問題所采用的方案是：

一種雙曲船體外板成型檢測裝置包括線激光掃描測量裝置、六軸機械手、移動門架、軌道、地面靶標、雙目相機支撐結構、雙目相機Ⅰ、設備四柱機架和雙目相機Ⅱ；在地面上設置平行排列的軌道，軌道上架設沿其自由滑行的移動門架，移動門架通過六軸機械手連接有線激光掃描測量裝置；軌道兩側的地面上陣列有地面靶標，軌道一側設置有雙目相機支撐裝置并安裝有雙目相機Ⅰ；被測工件放置于兩軌道之間，并籠罩在設備四柱機架框架下，設備四柱機架上設置有雙目相機Ⅱ；移動門架和線激光掃描測量裝置上均設置有永久反光標靶，地面靶標、線激光掃描測量裝置上標靶、雙目相機Ⅰ和雙目相機Ⅱ布置建立測量基準網絡，線激光掃描測量裝置發(fā)出測量激光線對被測工件進行掃描，在軟件系統(tǒng)逆向建模比對，輸出測量結果。

為了進一步解決本發(fā)明所要解決的技術問題，本發(fā)明提供的六軸機械手中，所述六軸機械手坐落在移動門架上，并帶動線激光掃描測量裝置在軌道上沿著軌道方向移動，六軸機械手的旋轉半徑包含被測工件寬度一半以上，在整個旋轉范圍內帶動線激光掃描測量裝置測量全板寬度曲面形狀。

進一步的，所述雙目相機Ⅰ連接在雙目相機支撐結構上，可以對3～6m范圍內的拍照測量定位，提供長板快速測量功能。