[发明专利]大型零件化学铣削切割非接触在线检测方法

说明书

本发明大型零件化学铣削切割非接触在线检测方法属于激光测量技术领域，涉及一种测量大型零件化铣切割质量的非接触性在线检测方法。检测方法将双目视觉系统集成在机床的横梁上，通过调节双目视觉系统的位姿测得大型零件边界的局部数据；分别对双目摄像机内外参数、T‑Mac位姿进行标定，采集测量数据，对数据进行零件边界结构特征点提取，得到零件边界的局部三维信息。将局部测量数据统一到全局坐标系下，实现整体三维信息的测量与重建。该检测方法测量效率高，位姿调节方便，安装时不破坏机床原有结构，与零件无接触，精度高。具有能实时测量的优点，满足大型零件化铣切割质量检测的要求。

技术领域

本发明属于激光测量技术领域，涉及一种测量大型零件化铣切割质量的非接触性在线检测方法。

背景技术

在飞机制造工艺中，需要对机身等零部件进行化学铣削，然后将化铣件进行切边处理，使其达到规定的技术及精度要求，满足装配条件。在零件化学铣削之后，将零件放在切边机床上按照设计要求对边缘部分进行切割，零件边缘质量的好坏直接影响零件的外形尺寸，从而影响飞机的装配质量，因此零件切割位置的准确性对飞机的质量非常重要。通过轮廓切割位置测量数据的分析，可获得实际加工位置与理论数模的偏差大小，同时为加工过程中的偏差分析提供数据依据，有效调整加工中运动偏差。经文献检索，中国发明专利号：CN201210153987.1，卢科青等人的发明专利“基于影像复合的薄片零件轮廓自动检测测头与检测方法”提出了一种基于影像复合的薄片零件轮廓自动检测测头与检测方法。该方法在测量过程中将放大倍数不同的三个照相机镜头安装在镜头转换器上,先将低倍镜头转换至工作位置,由CCD照相机获取薄片零件的全景图像,并提取零件轮廓；然后由路径规划模块根据零件整体轮廓分布情况规划二次测量路径；接着将高倍镜头转换至工作位置,由CCD照相机按二次测量路径对薄片零件的轮廓分区域进行精确测量；最后以二次测量获得的数据作为最终的检测结果。该方法装置结构简单,能实现复杂形状薄片零件的自动化检测，但由于安装在三坐标测量仪上，无法对飞机的大型零件边界进行检测，并需要对路径进行规划，效率较低，无法对正在加工中的零件进行实时检测。

发明内容

本发明为克服现有技术的缺陷，发明一种大型零件化学铣削切割非接触在线检测方法。该方法通过将双目视觉系统通过横纵导轨悬挂在机床横梁上，并与激光接收器T-Mac(以下均用T-Mac进行简称)连接在一起，通过T-Mac得到激光跟踪仪全局坐标系和双目视觉系统局部坐标系的转换关系；通过调节双目视觉系统的位姿来获取大型零件边界的多组局部图像信息，对双目视觉系统进行内外参数标定，并利用测量系统采集测量数据，对数据进行结构边界特征点提取与精密检测等处理，然后计算目标的三维信息，实现对大型航空零件化铣边界的切割质量进行检测。测量效率高，位姿调节方便，安装时不破坏机床原有结构，与零件无接触，并且具有能实时测量的优点，能够满足一般大型零件化铣切割质量检测的要求。

本发明采用的技术方案是大型零件化学铣削切割非接触在线检测方法，其特性是，检测方法将双目视觉系统集成在机床的横梁上，通过调节双目视觉系统的位姿测得大型零件边界的局部数据；分别对双目摄像机内外参数、T-Mac位姿进行标定，通过T-Mac得到运动的双目视觉系统局部坐标系和静止的激光跟踪仪全局坐标系之间的转换关系，实现全局坐标实时统一；采集测量数据，对数据进行零件边界结构特征点提取等处理，然后得到零件边界的局部三维信息。然后将局部测量数据统一到全局坐标系下，实现整体三维信息的测量与重建。方法的具体步骤如下：

第一步将双目视觉系统集成在机床的横梁上

将上横向导轨1直接通过两端的左、右固定块2A、2B用螺母紧固后安装在机床的横梁上，再将下横向导轨3也通过两端的左、右固定块2A、2B用螺母紧固后安装在上横向导轨1下面；纵向导轨6上端由固定块4安装在上、下横向导轨1、3上，纵向导轨6下端通过连接块5与联接板9连接；