[发明专利]一种基于直线拟合消除辊型梁平面扭曲影响的孔边距测量方法

说明书

本发明提供一种基于直线拟合消除辊型梁平面扭曲影响的孔边距测量方法，利用非接触激光成像原理，采用四个二维激光距离传感器采集辊型粱断面轮廓数据，通过对各个传感器采集到的图像数据进行坐标变换、旋转、平移，进行图形拼合，来获取辊型粱断面轮廓，用最小二乘法拟合直线，将断面轮廓简化成n形两两相交的三条直线，记录三条直线相交的两个交点，每隔一定距离重新测量一次，记录交点，最后用所测孔附近的连续交点计算出直线与该孔圆心的距离表示孔边距。本发明方法可消除辊型粱平面扭曲对孔边距检测精度的影响，检测精度高；连续测量的稳定性好，抗干扰能力强；计算原理更贴近实际需求。

技术领域

本发明属于商用车辊型梁检测技术领域，具体涉及一种基于直线拟合消除辊型梁平面扭曲影响的孔边距测量方法。

背景技术

随着汽车工业的飞速发展以及生产自动化水平的不断提高，检测手段是否先进，对提高生产水平来说就变得尤为重要。而商用车的辊型梁是整车关键的总成之一，它既是发动机、驾驶室、车桥、前后板簧、油箱、电瓶箱等总成装配的基准，又是垂直方向的弯曲应力和紧急制动出现的扭曲应力的承载体，俗称“钢铁脊梁”。因此车架的组装或多或少决定着整车的性能，车架三面冲件的孔位精度决定着后续工序能否顺利进行。目前生产过程中的质量检测采用全自动检测，可实现全检，但在实际使用中，发现量产型锟型梁自身有一定的扭曲度，对检测结果影响较大，使孔边距的测量结果无法稳定在+/-0.4以内而失去了该检测设备规定精度，本算法是一种基于直线拟合来消除辊型粱平面扭曲对孔边距检测精度影响的计算方法，可以排除产型锟型梁扭曲度对梁上孔边距测量的影响，以保证不良品不流到后续工序。因此，开发基于直线拟合的辊型梁孔边距测量计算方法有很大的实际意义。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：

一种基于直线拟合消除辊型梁平面扭曲影响的孔边距测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、对给定尺寸的标准工件进行数据标定，得到两组标定参数：旋转角R1、R2、R3、R4和偏移量S1、S2、S3、S4；

步骤2、利用位于辊型梁三面冲孔精度检测装置主体的左翼面、右翼面和腹面上端的四个传感器，采集得到锟型梁外部轮廓横截面上点的空间位置的部分数据，即由四个传感器传出的二维坐标，以传感器的空间位置为原点，来表示测量点的空间相对位置；

步骤3、将四个传感器所得的二维坐标系顺时针旋转R1、R2、R3、R4，再将其分别平移S1、S2、S3、S4，均平移到同一坐标原点上后，完成图像拼接，得到断面轮廓；

步骤4、将步骤3计算得出的断面轮廓，分为左翼右翼腹部三个部分，将每个部分采集到的稳定数据点，用最小二乘法拟合直线，最后简化成n形两两相交的三条直线，记录三条直线相交的两个交点，每隔一定距离重新测量一次，记录交点，最后用所测孔附近的连续交点计算出直线与该孔圆心的距离表示孔边距。

所述步骤1中数据标定的具体过程为：

Ⅰ、采用给定尺寸的标准工件放在检测工位上，开启四个传感器；

Ⅱ、将四个传感器输出的数据坐标系进行旋转变换，将其统一到同一个世界坐标系中，获得第一组标定参数，其为旋转角R1、R2、R3、R4；

Ⅲ、将旋转后的数据根据标准块的尺寸进行坐标平移，获得第二组标定参数，其为数据偏移量S1、S2、S3、S4。

所述步骤4中第一次探测数据计算时，选取传感器第350到700的点做为稳定数据，该数据选取与梁的参数指标有关，350之前与700之后的点噪音大，需要舍去，用最小二乘法得出三条直线组成第一次采集的辊型粱断面轮廓简化图，在之后每隔0.05-0.1mm距离进行数据点采集，只保留与上一次辊型粱断面轮廓简化图距离小于0.1mm的数据点，使用最小二乘法计算出新的辊型粱断面轮廓简化图，一直更新迭代到检测结束。