[发明专利]一种基于模型的零件制造质量智能检测方法

说明书

本发明公开了一种基于模型的零件制造质量智能检测方法，涉及智能制造技术领域，从采用MBD技术构建的CAD模型中自动提取PMI以及关联的几何信息，重构检测项，可免去检测人员的人工构建，减少了出错率，提高了效率；通过实物点云与CAD模型的坐标系配准、点云与CAD模型表面的自动归属匹配等过程的处理，在检测特征的引导下，自动调用相应的制造质量评价算法，给出评价结果，免去人工选择采样点、创建构造项等繁冗工作，降低了出错率，评价效率得到大幅提升。

技术领域

本发明涉及智能制造技术领域，特别是涉及一种基于模型的零件制造质量 智能检测方法。

背景技术

零件制造质量检测是智能制造的一个关键环节。三维数字化技术的发展， 使产品的性能得到飞速的提升，致使传统的零件质量检测方法难以满足现代制 造业在检测效率和精度上的要求，基于模型的数字化质量检测将成为主流。

目前零件制造质量数字化检测的方法主要有三种：基于“二维图纸”或“二 维图纸+三维模型”的人工检测和基于点云的模型几何比对检测。①基于“二维 图纸”的人工检测方法，检测人员首先对照图纸制定检测工艺规划，然后驱动 检测设备(如坐标测量机)进行离散点采样，最后逐项的进行零件制造质量的 评价。该方法具有较好的灵活性，可在没有CAD模型的情况下，根据图纸中 的技术要求，对零件进行检测和评价。该方式对检测人员的要求较高，检测效 率较低，容易遗漏检测项和出错，严重影响检测的工作进度及成本。②基于“二 维图纸+三维模型”的人工检测，检测人员首先将三维模型导出为中性文件加载 到检测系统中，然后对照二维图纸上的设计要求，对CAD模型进行离散点虚 拟采样和评价，并将该过程保存为程序，最后在真正的检测设备上运行，再现 检测评价过程。该方法检测过程比较直观、充分利用多种CAD软件所构建的 模型，摆脱了各CAD系统知识产权的保护。但该方式在三维模型向中性文件 转化过程中会造成产品制造信息(Product andManufacturing Information，PMI) 的丢失，没有充分利用CAD模型中蕴含的知识，同时还存在检测效率低，容 易遗漏检测项等问题。③基于点云的模型几何比对检测，检测人员首先将源于 接触或非接触检测设备得到的实物点云与CAD几何模型(通常是离散为三角 面片)进行点点、点线、点面的比对，利用几何逼近程度来评价零件的制造质 量。但这是一种无差别的检测方式，即该比对检测忽略了设计者对模型检测项 的要求，会造成检测结果过于严格或宽松，造成资源的浪费。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于模型的零件制造质量智能检测方法，可以解 决现有技术中存在的问题。

本发明提供了一种基于模型的零件制造质量智能检测方法，所述方法包括 以下步骤：

坐标系配准：载入零件实物点云模型与该零件的CAD模型，将二者转化 到同一模型坐标空间，得到两个模型所在坐标系之间的位姿变换矩阵，根据该 位姿变换矩阵对所述点云模型进行处理，使点云模型中的点云处在CAD模型 附近，获得配准后的点云模型；

检测信息的识别与特征重构：提取和识别CAD模型中的PMI及关联的几 何信息，重构CAD模型的检测特征；

配准后点云模型与CAD模型表面归属匹配：在检测特征的指导下，通过 构建包围体的方式将配准后点云模型与CAD模型的表面进行归属匹配；

制造质量的评价：根据检测特征的类型，自动对配准后点云模型调用相应 的处理及评价算法，完成零件制造质量的评价工作。

优选地，使用3-2-1法或ICP及其变种方法对实物点云模型和CAD模型进 行坐标系配准。

优选地，检测信息的识别与特征重构具体包括：

载入CAD模型，提取其中的PMI信息，形成PMI集合；