[發(fā)明專利]一種基于三維掃描的裝配釘頭平齊度檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110546997.0
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113405491A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設計）人: 王安寧;楊亞鵬;陶仲達;鄭煒
• 申請（專利權）人: 中航西安飛機工業(yè)集團股份有限公司
• 主分類號: G01B11/30
• 分類號: G01B11/30;G01B11/24
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本申請?zhí)峁┝艘环N基于三維掃描的裝配釘頭平齊度檢測方法，利用三維掃描儀器獲取結構件表面點云數(shù)據(jù)及影像圖案，識別出裝配釘頭的中心位置及釘頭的表面輪廓，通過計算裝配釘頭特征點到裝配釘頭周圍結構件表面點云數(shù)據(jù)所擬合成結構平面的高度差，對裝配釘頭平齊度進行高精度定量檢測。該方法可用于飛機復材結構表面埋頭緊固件安裝后釘頭平齊度的檢測及分析，給出釘頭平齊度檢測結果數(shù)據(jù)，為飛機復材結構表面釘頭平齊度合格與否提供測量數(shù)據(jù)支持。

技術領域

本申請涉及飛機裝配測量技術，具體是一種基于三維掃描的裝配釘頭平齊度檢測方法。

背景技術

新研型號具有飛機尺寸大、結構復雜、大量使用復合材料等特點，且因其自身性能需求，對飛機表面裝配誤差控制要求極高。復合材料結構在裝配過程中變形大、連接難度大、技術要求高，對飛機表面誤差控制有重要影響，釘頭平齊度是影響飛機表面誤差的主要因素。釘頭平齊度即埋頭緊固件連接后，釘頭與飛機復材結構件表面的高度差大小，其連接質(zhì)量好壞直接決定表面局部氣動連續(xù)性和電磁反射性能，為此需要對緊固件連接后的釘頭平齊度進行檢測。

釘頭平齊度檢測的難點在于裝配釘頭點及該裝配釘頭周圍結構件表面的點的準確提取。由于新型號飛機釘頭與其周圍表面的高度差在0.01mm左右的量級，這不僅對測量設備提出較高要求，而且針對整個測量點云中的釘頭識別算法要設置鉚釘提取的閾值很小，導致可能產(chǎn)生許多的錯誤識別，此外從體積龐大的點云中搜尋屬于鉚釘?shù)狞c云需要消耗大量的計算時間與計算內(nèi)存。

所以，急需一種裝配釘頭點云快速提取并完成裝配釘頭表面輪廓精準識別的方法，從而進行釘頭平齊度的高精度檢測。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的是提供一種基于三維掃描的裝配釘頭平齊度檢測方法，該方法能夠滿足飛機復材結構裝配釘頭平齊度的分析檢測，用于飛機復材結構表面埋頭緊固件安裝后釘頭平齊度的檢測及分析，給出釘頭平齊度檢測結果數(shù)據(jù)，用定量的方法評判了釘頭平齊度合格與否。

為達到以上目的，本申請采取如下技術方案：

一種基于三維掃描的裝配釘頭平齊度檢測方法，在結構件的表面有多個裝配釘頭，該裝配釘頭表面與結構件表面的高度差為一個預定值，其特征在于包含以下內(nèi)容：1)利用三維掃描設備對所裝配完成的結構件表面進行掃描，獲取結構件表面的點云數(shù)據(jù)和影像圖案；2)根據(jù)結構件表面的影像圖案和裝配釘頭的直徑識別出裝配釘頭的中心位置及釘頭的表面輪廓；3)在結構件表面的點云數(shù)據(jù)中分別提取每一個裝配釘頭表面輪廓的特征點和該裝配釘頭周圍結構件表面的點云數(shù)據(jù)；4)將該裝配釘頭周圍結構件表面的點云數(shù)據(jù)擬合成該裝配釘頭對應的結構平面；5)分別計算出每一個裝配釘頭表面輪廓的特征點與該裝配釘頭對應的結構平面的高度差；6)將裝配釘頭表面輪廓的特征點與該裝配釘頭對應的結構平面的高度差與預定值進行比較，如果高度差在預定值范圍內(nèi)，則產(chǎn)品合格，否則為不合格產(chǎn)品。

本申請的優(yōu)點在于精準識別裝配體裝配釘頭表面輪廓，定量得出裝配釘頭平齊度，實現(xiàn)了飛機復材裝配釘頭平齊度高精度檢測，為新型號飛機外表面裝配釘頭平齊度高精度指標要求提供可靠檢測方法，并定量給出檢測數(shù)值。可以用于飛機生產(chǎn)過程中或外場排故時，對飛機外表面緊固件安裝質(zhì)量檢測及分析，判斷飛機結構外表面緊固件安裝是否存在故障，達到裝配釘頭平齊度精準檢測的目的，并為裝配釘頭平齊度合格與否提供檢測數(shù)據(jù)支持。

附圖說明

圖1為結構件表面的點云數(shù)據(jù)和影像圖案示意圖。

圖2為裝配釘頭表面輪廓特征點與該裝配釘頭對應結構平面的高度差集合示意圖。

圖中編號說明：1結構件表面、2裝配釘頭、3結構件表面點云數(shù)據(jù)、4裝配釘頭表面輪廓特征點。

具體實施方式

參見附圖，本申請的目的是提供一種基于三維掃描的裝配釘頭平齊度檢測方法，其方法主要步驟為：