[发明专利]化铣胶膜刻形的在机视觉检测方法

说明书

本发明公开了化铣胶膜刻形的在机视觉检测方法，涉及视觉检测领域，能够与数控刻形工艺相适合，快速精准的检测待测零件上的化铣胶膜刻形精度。本发明包括：视觉图像采集系统固定在数控机床的运动端，由面阵图像传感器、成像镜头、照明光源构成；检测规划软件用于预先规划视觉检测路径；数控机床的运动端带动视觉图像采集系统依次到达预先规划的视觉检测路径上的各个拍摄方位拍摄待测零件上的化铣胶膜刻形图像；在机检测软件用于接收视觉图像采集系统拍摄的图像，并对拍摄的图像进行处理和计算，从而得到胶膜刻形的检测结果。本发明具有高精度、高效率、检测结果可追溯、能够节省大量胶膜刻形模板从而大幅降低化铣生产成本等显著优点。

技术领域

本发明涉及视觉检测、图像处理、路径规划领域，尤其涉及化铣胶膜刻形的在机视觉检测方法。

背景技术

飞机结构中广泛应用的大型薄壁零件，大多要求以厚板为坯料加工成复杂曲面，并需进一步在复杂曲面蒙皮或壁板的表面铣出减重槽或者加强筋。这类零件常常采用化学铣切工艺。该工艺需要先在金属零件表面涂覆一层能够抵抗腐蚀溶液作用的可剥性保护胶膜，然后在保护性胶膜上沿待铣切区域的边缘进行刻形，从而确定需要铣切加工的部位。经过刻形以后，涂覆于待铣切加工部位的保护胶膜可以沿刻形边缘剥去，把零件浸入腐蚀溶液中，就可以对裸露的待铣切区域表面进行腐蚀加工。

化铣工艺中的胶膜刻形精度直接决定了化铣区域的准确与否，是决定化铣质量的重要因素。传统的化铣工艺采用手工刻形的方式，效率低、精度低。航空工业已逐步由原来的手工胶膜刻形转为采用五轴激光数控刻形机进行数控刻形，但是现有技术中缺乏能够与数控刻形相适应的胶膜刻形快速精确数字化检测方法。

发明内容

本发明提供了化铣胶膜刻形的在机视觉检测方法，能够与数控刻形工艺相适合，快速精准的检测出待加工零件的化铣胶膜刻形。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

化铣胶膜刻形的在线视觉检测方法，包括：

S1、读取待检测零件的模型，将模型的外形曲面离散成三维点云P_i,i＝1,2,…,m，将模型上的胶膜刻形曲线离散成三维坐标点列Q_j，j＝1,2,…,n,将模型上的胶膜刻形曲线离散成三维坐标点列Q_j，j＝1,2,…,n，依据检测路径规划方法，计算得到在机视觉检测路径；

S2、将待检测零件装夹固定在数控机床工作平面上，依据零件找正方法确定待检测零件相对于数控机床的位姿关系；

S3、将视觉图像采集系统固定在数控机床的运动端，通过手眼标定算法标定出视觉图像采集系统的成像参数和视觉图像采集系统相对于数控机床的位姿关系；

S4、由待检测零件相对于数控机床的位姿关系和视觉图像采集系统相对于数控机床的位姿关系，根据坐标变换法则得到待检测零件相对于视觉图像采集系统的位姿关系；

S5、数控机床根据视觉检测路径，带动图像采集系统，到达视觉检测路径上的各个拍摄方位，对待检测零件上的胶膜刻形进行拍摄，待检测零件上的胶膜刻形的每个点均能被图像采集系统从两个不同方位拍摄,得到实际拍摄图像；

S6、利用边缘检测算法对实际拍摄图像中的胶膜刻形曲线进行提取，得到实际成像的胶膜刻形曲线；

S7、根据三维坐标点列Q_j在实际拍摄图像上的实际成像位置，由双目立体视觉算法，解算得到三维坐标点列Q_j的实测三维坐标点列M_j，Q_j与M_j的距离d_j，j＝1,2,…,n,即为胶膜刻形空间曲线轮廓度误差检测结果；

进一步的,视觉检测路径包含数控机床运动端带动视觉图像采集系统对化铣胶膜刻形进行拍摄的各个拍摄方位和依次到达各个拍摄方位的先后顺序信息。