[发明专利]一种基于实测数据的长桁自动化涂胶及质量检测方法

说明书

本发明公开了一种基于实测数据的长桁自动化涂胶及质量检测方法，利用三维激光扫描仪采集长桁和蒙皮组合件三维点云数据；对采集到的三维点云数据进行处理，包括去噪和采样步骤；利用基于高斯映射K均值方法的长桁和蒙皮待胶接处交线特征点提取，对提取出的特征点集构建最小生成树，建立连通区域，得到优化前初始长桁和蒙皮特征交线；利用随机采样一致性算法对得到的特征交线进行优化，除去冗余细小的分支结构，得到最终的实测数据下的涂胶轨迹线；本发明可以实现长桁自动化涂胶，大大减少涂胶过程中的人力成本，同时也提高了对涂胶状态检测的准确性和可信度，加快了长桁涂胶产线的涂胶效率，实现了基于实测数据的长桁稳定、高效的涂胶方法。

技术领域

本发明涉及涂胶技术领域，具体涉及一种基于实测数据的长桁自动化涂胶及质量检测方法。

背景技术

随着我国航空事业的发展，对新型号飞机的精度要求越来越高。在飞机数字化设计制造过程中，飞机壁板作为结构设计的一个非常重要的承载组件，其轻量化、高效率、共通性等特点是飞机设计关注的重点。蒙皮及长桁组合而成的承载组件，作为壁板结构的基本构件在飞机设计制造过程中扮演着重要的角色。壁板承载能力、稳定性（屈曲及压损性能) 及结构效率与壁板蒙皮及长桁结构密切相关。因此，保证长桁和蒙皮的稳定连接是维持飞机结构稳定性的基础。目前长桁和蒙皮采用的连接方式为胶接，传统生产制造过程中，往往需要人工来完成长桁和蒙皮之间的涂胶过程以及涂胶之后胶体质量的检测。因此，传统的涂胶过程十分耗费人力物力，一方面蒙皮生产制造过程中其尺寸不一，对于大型的蒙皮和长桁涂胶而言，由于尺寸过大，涂胶过程往往可能会造成涂胶轨迹线偏移，导致最终长桁和蒙皮胶接位置不正确，产生偏差。另一方面，利用传统的人工方式涂胶之后，还需人工巡视，检查胶体是否完整，蒙皮上待涂胶位置是否有漏涂现象以及胶体的尺寸质量是否符合质量标准。因此，如何能够快速精确提取出涂胶轨迹线以及实现胶体质量自动化监测，是实现自动化涂胶的关键所在。

近年来，由于高精度三维扫描设备的高速发展，基于实测点云的三维数据处理技术也得到了前所未有的进步，鉴于此，本发明基于实测数据的蒙皮与长桁精确涂胶技术，利用高精度三维测量数据，准确、快速地提取出涂胶轨迹线以及检测涂胶后胶体质量，实现蒙皮与长桁之间的自动化、精确的涂胶及涂胶质量检测系统。

发明内容

（一）解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种基于实测数据的长桁自动化涂胶及质量检测方法，以解决上述背景技术中提出的实际问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于实测数据的长桁自动化涂胶及质量检测方法，所述涂胶及质量检测方法包括以下步骤：

S1：涂胶前，采集长桁和蒙皮组合件三维点云数据，并对数据进行预处理；

S2：长桁和蒙皮待胶结处交线特征点提取，构建最小生成树，连接特征点，得到初始长桁和蒙皮特征交线；

S3：优化特征交线，并将其变换至涂胶机器人末端执行器坐标系上，得到实际涂胶轨迹线；

S4：涂胶后，采集胶体点云数据，计算胶体尺寸信息，确定胶体缺陷位置，进行二次涂胶。

进一步的，在步骤S1中，所述三维点云数据是利用三维激光扫描仪采集的，且采集到的所述三维点云数据包括长桁和蒙皮待涂胶位置的数据。

进一步的，步骤S2包括以下步骤：

S21：基于点云数据模型的特征点提取，将长桁和蒙皮待胶结处的交线特征点提取出来；

S22：对提取出的特征点集构建最小生成树，并根据最小生成树连接各特征点；

进一步的，步骤S21中采用基于高斯映射K均值的方法提取出长桁和蒙皮待胶结处的交线特征点，具体包括以下步骤：