[发明专利]一种管路控制点误差计算方法及系统

说明书

本发明公开的一种管路控制点误差计算方法，包括如下步骤：S1、读取管路的端点及节点在测量坐标系M下的坐标，初始化卡箍点在测量坐标系M下的坐标Ps_M；S2、基于管路所有控制点在设计坐标系C及测量坐标系M下的坐标，计算出测量坐标系M相对于设计坐标系C的位姿变换系矩阵T_M_C及配准误差；S3、在测量坐标系M中查找与设计坐标系C中卡箍点Qs_C最为匹配的卡箍点Ps_M，更新卡箍点在测量坐标系M下的坐标Ps_M；S4、检测当前配准误差与上次匹配误差的差值是否大于误差变化阈值，若检测结果为是，则执行步骤S2，若检测结果为否，则计算所有控制点的测量误差。现有的管路测量设备即可实现管路所有控制点的计算和误差评估。

技术领域

本发明属于管路测量技术领域，更具体地，本发明涉及一种管路控制点误差计算方法及系统。

背景技术

管路是汽车、船舶和航空航天等行业中机电产品的重要组成部分，管路系统以气体、液体等流体作为工作介质，实现产品的运行、控制和操纵等功能。管路的合理布局设计、精确制作与可靠施工直接关系到机电产品的质量、可靠性和工作寿命。管路的生产加工主要以弯管机人工或数控加工为主，由于管材绕弯成型是一个集材料非线性、几何非线性和边界条件非线性于一体的复杂过程，该过程的影响因素非常复杂，导致管路成型质量难以控制，极易产生诸如管材弯曲成型后回弹的质量缺陷，使成型管路与设计要求之间存在较大形状误差。

管路的装配精度对设备的整体使用性能有着极其重要的影响，影响管路装配精度的主要因素是管路的形状误差。在管路的设计图纸上，管路的形状误差控制主要通过管路控制点的公差进行控制。管路的控制点一般包含三类：其一是管路端点，如管路起点和终点，管路在这类控制点处通常安装有螺母、密封件等，用于管路与外部设备直接连接，端点的公差最小，如汽车制动管端点公差典型值为1.0mm，管路端点位置误差过大则易出现传输介质泄露、压力下降等严重问题；其二是卡箍点，管路的卡箍点主要与外部设备配合，使管路固定到外部设备上防止管路使用过程中发生摆动，对汽车制动管，卡箍点的公差典型值为1.5mm；其三是管路节点，也即管路相邻两段圆柱段轴线之间的虚拟交点，这类控制点的公差设置较大，对于汽车制动管，公差典型值为2.0mm。如图1所示的某管路设计图纸，控制点1和控制点15为管路端点，控制点2～控制点14为管路节点，控制点Befp.1～Befp.4为管路卡箍点。管路在加工过程中，通过设置合适的弯管工艺参数，保证管路控制点的定位误差在设计公差范围内即可生产出合格的管路。

但是，管路在大批量生产过程中，由于弯管机性能、管材成分等变化，导致管路成型质量发生波动，因此在管路生产过程中必须对管路成型质量进行检测。目前，国内外对管路加工成型后的空间几何形态测量主要采用机器人测量机测量，通过将三维面结构光传感器集成到工业机器人末端组成柔性测量系统，具有测量精度高、测量范围广的显著优点，其通过非接触式测量管路各个圆柱段轴线，进而求出管路端点和节点，可实现管路端点和节点的定量测量。定量测量相较于定性测量，因为能够给出误差的具体数值，可以指导弯管机工艺参数调整，已逐渐成为管路生产企业的主流测量手段。目前的定量测量方法，主要测量管路的端点和中间节点，然后与管路设计图纸进行对齐，计算管路端点与节点的误差；对于存在卡箍点的管路圆柱段，由于卡箍点在管路上并无明显几何特征，因此，无法实现卡箍点的测量及其误差的计算。

发明内容

本发明提供一种管路控制点误差计算方法，旨在改善上述问题。

本发明是这样实现的，一种管路控制点误差计算方法，所述方法具体包括如下步骤：

S1、读取管路的端点及节点在测量坐标系M下的坐标，初始化卡箍点在测量坐标系M下的坐标Ps_M；

S2、基于管路所有控制点在设计坐标系C及测量坐标系M下的坐标，计算出测量坐标系M相对于设计坐标系C的位姿矩阵T_M_C及配准误差；

S3、在测量坐标系M中查找与设计坐标系C中卡箍点Q_s_C最为匹配的卡箍点P_s_M，更新卡箍点在测量坐标系M下的坐标P_s_M；