CN106503358A - 一种零部件装配检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种零部件装配检测方法及系统,该方法包括:获取零部件的结构参数;根据所述结构参数生成所述零部件的三维模型;按照预设工艺装配流程对所述三维模型进行模拟装配;通过计算所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态的误差以检测所述零部件是否符合装配要求。通过采用可视化手段对零部件进行数据建模并自动化模拟装配过程,从而可克服现有技术中耗时耗力、操作难度大和检测结果受人为因素干扰的缺陷,节省了总装匹配的成本,提高了装配检测的可靠性和效率。
Description
技术领域
本发明涉及机械装配领域,特别涉及一种零部件装配检测方法及系统。
背景技术
目前,在整车研发制造过程中,总装匹配验证是产品投产前的必经阶段,可以确保整车装配质量合格。传统的整车总装匹配由于零部件结构特征的不同一般需要针对不同零部件实现不同方式的匹配验证方式。如内外饰零部件匹配,需要投入大量资金开发Cubing等功能检具,而底盘类零部件匹配,大多依靠生产工艺、装调工艺匹配验证,有的还需要通过路试进行匹配验证。实现整车装配质量的目标,至少需要三至五轮匹配验证过程。而且整个匹配过程由人工操作实现,会产生因经验差异造成总装匹配质量参差不齐的问题。可见,目前对零部件进行装配检测的模式操作难度大,周期长,易受人为经验因素影响。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种零部件装配检测方法及系统,解决了零部件装配检测操作难度大,周期长,易受人为经验因素影响的问题。
为了达到上述目的,本发明实施例提供一种零部件装配检测方法,包括:
获取零部件的结构参数;
根据所述结构参数生成所述零部件的三维模型;
按照预设工艺装配流程对所述三维模型进行模拟装配;
通过计算所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态的误差以检测所述零部件是否符合装配要求。
本发明实施例还提供一种零部件装配检测系统,包括:
获取模块,用于获取零部件的结构参数;
建模模块,用于根据所述结构参数生成所述零部件的三维模型;
装配模块,用于按照预设工艺装配流程对所述三维模型进行模拟装配;
检测模块,用于通过对比所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态检测所述零部件是否符合装配要求。
本发明实施例还提供一种计算机存储介质,所述计算机存储介质中存储有计算机可执行的一个或多个程序,所述一个或多个程序被所述计算机执行时使所述计算机执行如上述提供的一种零部件装配检测方法。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果:通过采用可视化手段对零部件进行数据建模并自动化模拟装配过程,从而可克服现有技术中耗时耗力、操作难度大和检测结果受人为因素干扰的缺陷,节省了总装匹配的成本,提高了装配检测的可靠性和效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种零部件装配检测方法的流程图;
图2为本发明实施例提供的另一种零部件装配检测方法的流程图;
图3为本发明实施例提供的一种零部件装配检测系统的结构图;
图4为图3中检测模块的结构图之一;
图5为图3中检测模块的结构图之二;
图6为图3中检测模块的结构图之三;
图7为图3中检测模块的结构图之四;
图8为本发明实施例提供的另一种零部件装配检测系统的结构图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图1所示,本发明实施例提供一种零部件装配检测方法,包括以下步骤:
步骤101、获取零部件的结构参数。
具体而言,零部件的结构参数可由人工测量获得,也可利用检测装置进行测量。在本发明实施例中为提高精确度,通过激光扫描仪对零部件进行扫描以获得三维坐标下零部件的结构参数,具体的结构参数包括尺寸、形状以及姿态等物理参数。
步骤102、根据所述结构参数生成所述零部件的三维模型。
利用数据建模工具对测得的零部件的结构参数进行数据预处理(例如,多视对齐、噪点处理以及数据精简等)之后,将处理后的数据网格化,创建出三维轮廓曲线,然后拟合出三维特征曲面,以形成零部件的三维模型。需要说明的是,具体的数据建模过程根据不同需要可存在变化,也可采用其他的建模方式,此处不做限定。
步骤103、按照预设工艺装配流程对所述三维模型进行模拟装配。
为检测零部件能否满足工艺设计要求,根据预设工艺装配流程对模型化的零部件在虚拟环境中进行模拟装配实验。其中,预设工艺装配流程应与实际的工艺装配流程一致,以达到零部件装配仿真的效果。
步骤104、通过计算所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态的误差以检测所述零部件是否符合装配要求。
可以理解的,预设装配状态为三维坐标下与所述三维模型同比例的零部件理论装配状态。在模拟装配过程中,可测量并计算出模型化的零部件的模拟装配状态与理论装配状态之间的误差。具体的测量计算过程可采用将零部件的三维模型与理论装配模型进行匹配吻合,当然也可采用其他测量方式。根据误差即可判断出该零部件是否符合装配要求。
本发明实施例提供了一种零部件装配检测方法,包括:获取零部件的结构参数;根据所述结构参数生成所述零部件的三维模型;按照预设工艺装配流程对所述三维模型进行模拟装配;通过计算所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态的误差以检测所述零部件是否符合装配要求。通过采用可视化手段对零部件进行数据建模并自动化模拟装配过程,从而可克服现有技术中耗时耗力、操作难度大和检测结果受人为因素干扰的缺陷,节省了总装匹配的成本,提高了装配检测的可靠性和效率。
如图2所示,本发明实施例提供了另一种零部件装配检测方法,包括:
步骤201、获取零部件的结构参数。
具体而言,零部件的结构参数可由人工测量获得,也可利用检测装置进行测量。在本发明实施例中为提高精确度,通过激光扫描仪对零部件进行扫描以获得三维坐标下零部件的结构参数,具体的结构参数包括尺寸、形状以及姿态等物理参数。
步骤202、根据所述结构参数生成所述零部件的三维模型。
利用数据建模工具对测得的零部件的结构参数进行数据预处理(例如,多视对齐、噪点处理以及数据精简等)之后,将处理后的数据网格化,创建出三维轮廓曲线,然后拟合出三维特征曲面,以形成零部件的三维模型。需要说明的是,具体的数据建模过程根据不同需要可存在变化,也可采用其他的建模方式,此处不做限定。
步骤203、按照预设工艺装配流程对所述三维模型进行模拟装配。
为检测零部件能否满足工艺设计要求,根据预设工艺装配流程对模型化的零部件在虚拟环境中进行模拟装配实验。其中,预设工艺装配流程应与实际的工艺装配流程一致,以达到零部件装配仿真的效果。
步骤204、通过计算所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态的误差以检测所述零部件是否符合装配要求。
可以理解的,预设装配状态为同一三维坐标下与所述三维模型同比例的零部件理论模型的理论装配状态。具体而言,预设装配状态包括但不限于预设装配位置、预设装配尺寸,预设装配间距以及预设装配面差等等。在模拟装配过程中,可测量并计算出模型化的零部件的模拟装配状态与理论装配状态之间的误差。具体的测量计算过程可采用将零部件的三维模型与理论模型进行匹配吻合,当然也可采用其他测量方式。根据误差即可判断出该零部件是否符合装配要求。
步骤205、若所述零部件不符合装配要求,则标识出所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态的误差。
通过在数据模型中将不符合装配要求的零部件误差标识出来,起到更加直观的提示作用,减少了大量的错误搜寻时间和人力,从而缩短制造周期。例如,可在三维模型上标识出误差位置、误差值以及误差类型等,以提示设计人员修正零部件。
可以理解的,根据装配检测的结果还可形成零部件装配检测的分析报告,以供设计人员参考。
可选的,所述通过计算所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态的误差以检测所述零部件是否符合装配要求的步骤,包括:
获取所述零部件的三维模型的模拟装配位置;
将所述模拟装配位置与预设装配位置进行对比;
若所述模拟装配位置与所述预设装配位置之间的误差超出预设第一误差范围,则确定所述零部件不符合装配要求。
理论上,当三维模型与理论模型完全吻合时,两者任何一个位置都应是相对的吻合的,但实际中很难制作出与理论完全一致的零部件,因而可选取零部件的三维模型与理论模型具有相对应的位置点作为两者位置判断的基础。例如,由于同一零部件的三维模型与理论模型的安装点通常是一一对应的,因而可选取零部件的三维模型和理论模型的安装点作为相对应的位置点。在模拟装配时,获取零部件三维模型的安装点的模拟装配位置,并将该模拟装配位置与零部件理论模型的安装点的理论位置进行比较,从而可计算出模拟装配位置与理论位置之间的位置误差。当该位置误差超出预设第一误差范围时,则确定该零部件不符合装配要求。其中,预设第一误差范围根据结构设计要求确定。
可选的,所述通过计算所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态的误差以检测所述零部件是否符合装配要求的步骤,包括:
获取所述零部件的三维模型的模拟装配尺寸;
将所述模拟装配尺寸与预设装配尺寸进行对比;
若所述模拟装配尺寸与所述预设装配尺寸之间的误差超出预设第二误差范围,则确定所述零部件不符合装配要求。
理论上,当三维模型与理论模型完全吻合时,两者任何相对应特征结构的尺寸都应是相同的,但实际中很难制作出与理论完全一致的零部件,因而可选取零部件的三维模型与理论模型具有相对应关系的轮廓特征曲线作为两者尺寸判断的基础。可以理解的,也可选取具有对应关系的轮廓特征曲面或其他特征轮廓作为三维模型与理论模型尺寸判断的基础。在模拟装配时,获取零部件三维模型的特征轮廓的模拟装配尺寸,并将该模拟装配尺寸与零部件理论模型的特征轮廓的理论尺寸进行比较,从而可计算出模拟装配尺寸与理论尺寸之间的尺寸误差。当该尺寸误差超出预设第二误差范围时,则确定该零部件不符合装配要求。其中,预设第二误差范围根据结构设计要求确定。
可选的,所述通过计算所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态的误差以检测所述零部件是否符合装配要求的步骤,包括:
获取相配合的所述零部件的三维模型的模拟装配间距;
将所述模拟装配间距与预设装配间距进行对比;
若所述模拟装配间距与所述预设装配间距之间的误差超出预设第三误差范围,则确定相配合的所述零部件不符合装配要求。
对于相配合的零部件,有时会出现零部件在各自的位置和尺寸上存在偏差,但并不影响零部件之间的相互配合的情形,在结构装配中该情形往往是被允许的,因为相互配合的零部件之间不会发生配合干涉。在结构设计时,我们经常把零部件之间的装配间距也作为装配要求的重要指标。在零部件之间发生配合干涉时,相配合的零部件之间的装配间距通常会出现指征。
本发明实施例中,将相互配合的零部件之间的装配间距作为判断两者是否会发生配合干涉风险的基础。在模拟装配时,获取相配合的零部件的三维模型的模拟装配间距,并将该模拟装配间距与理论模型中相配合的零部件的理论间距进行比较,从而可计算出模拟装配间距与理论间距之间的间距误差。当该间距误差超出预设第三误差范围时,则确定该相配合的零部件不符合装配要求。其中,预设第三误差范围根据结构设计要求确定。
可选的,所述通过计算所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态的误差以检测所述零部件是否符合装配要求的步骤,包括:
获取相配合的所述零部件的三维模型在配合面的模拟装配面差;
将所述模拟装配面差与预设装配面差进行对比;
若所述模拟装配面差与所述预设装配面差之间的误差超出预设第四误差范围,则确定相配合的所述零部件不符合装配要求。
对于相配合的零部件,在配合面的面差往往是影响结构外观的重要因素。所谓面差是指两个曲面在曲面法向方向上的距离,换句话也就是在相配合的两个曲面在配合面上的高度差。相配合的零部件面差过大对结构的外观及其性能都会存在影响,因而在结构设计中,相配合的零部件之间的面差可作为装配要求的重要指标。在模拟装配时,获取相配合的零部件三维模型在配合面的模拟装配面差,并将该模拟装配面差与理论模型中相配合零部件的理论面差进行比较,从而计算出模拟装配面差与理论面差之间的面差误差。当该面差误差超出预设第四误差范围时,则确定该相配合的零部件不符合装配要求。其中,预设第四误差范围根据结构设计要求确定。
本发明实施例提供了一种零部件装配检测方法,包括:获取零部件的结构参数;根据所述结构参数生成所述零部件的三维模型;按照预设工艺装配流程对所述三维模型进行模拟装配;通过计算所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态的误差以检测所述零部件是否符合装配要求;若所述零部件不符合装配要求,则标识出所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态的误差。通过采用可视化手段对零部件进行数据建模并自动化模拟装配过程,从而可克服现有技术中耗时耗力、操作难度大和检测结果受人为因素干扰的缺陷,节省了查错时间和总装匹配的成本,提高了装配检测的可靠性和效率。
如图3所示,本发明实施例提供一种零部件装配检测系统30,包括:
获取模块31,用于获取零部件的结构参数;
建模模块32,用于根据所述结构参数生成所述零部件的三维模型;
装配模块33,用于按照预设工艺装配流程对所述三维模型进行模拟装配;
检测模块34,用于通过对比所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态检测所述零部件是否符合装配要求。
可选的,如图4所示,所述检测模块34包括:
第一获取单元341,用于获取所述零部件的三维模型的模拟装配位置;
第一对比单元342,用于将所述模拟装配位置与预设装配位置进行对比;
第一确定单元343,用于若所述模拟装配位置与所述预设装配位置之间的误差超出预设第一误差范围,则确定所述零部件不符合装配要求。
可选的,如图5所示,所述检测模块34包括:
第二获取单元344,用于获取所述零部件的三维模型的模拟装配尺寸;
第二对比单元345,用于将所述模拟装配尺寸与预设装配尺寸进行对比;
第二确定单元346,若所述模拟装配尺寸与所述预设装配尺寸之间的误差超出预设第二误差范围,则确定所述零部件不符合装配要求。
可选的,如图6所示,所述检测模块34包括:
第三获取单元347,用于获取相配合的所述零部件的三维数据模型的模拟装配间距;
第三对比单元348,用于将所述模拟装配间距与预设装配间距进行对比;
第三确定单元349,用于若所述模拟装配间距与所述预设装配间距之间的误差超出预设第三误差范围,则确定相配合的所述零部件不符合装配要求。
如图7所示,所述检测模块34包括:
第四获取单元3410,用于获取相配合的所述零部件的三维模型在配合面的模拟装配面差;
第四对比单元3411,用于将所述模拟装配面差与预设装配面差进行对比;
第四确定单元3412,用于若所述模拟装配面差与所述预设装配面差之间的误差超出预设第四误差范围,则确定相配合的所述零部件不符合装配要求。
可选的,如图8所示,所述系统30还包括:
标识模块35,用于若所述零部件不符合装配要求,则标识出所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态的误差。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法的全部或者部分步骤是可以通过程序指令相关的硬件来完成,所述的程序可以存储于一计算机可读取介质中,该程序在执行时,包括以下步骤:
获取零部件的结构参数;
根据所述结构参数生成所述零部件的三维模型;
按照预设工艺装配流程对所述三维模型进行模拟装配;
通过计算所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态的误差以检测所述零部件是否符合装配要求。
可选的,所述通过计算所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态的误差以检测所述零部件是否符合装配要求的步骤,包括:
获取所述零部件的三维模型的模拟装配位置;
将所述模拟装配位置与预设装配位置进行对比;
若所述模拟装配位置与所述预设装配位置之间的误差超出预设第一误差范围,则确定所述零部件不符合装配要求。
可选的,所述通过计算所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态的误差以检测所述零部件是否符合装配要求的步骤,包括:
获取所述零部件的三维模型的模拟装配尺寸;
将所述模拟装配尺寸与预设装配尺寸进行对比;
若所述模拟装配尺寸与所述预设装配尺寸之间的误差超出预设第二误差范围,则确定所述零部件不符合装配要求。
可选的,所述通过计算所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态的误差以检测所述零部件是否符合装配要求的步骤,包括:
获取相配合的所述零部件的三维数据模型的模拟装配间距;
将所述模拟装配间距与预设装配间距进行对比;
若所述模拟装配间距与所述预设装配间距之间的误差超出预设第三误差范围,则确定相配合的所述零部件不符合装配要求。
可选的,所述通过计算所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态的误差以检测所述零部件是否符合装配要求的步骤,包括:
获取相配合的所述零部件的三维模型在配合面的模拟装配面差;
将所述模拟装配面差与预设装配面差进行对比;
若所述模拟装配面差与所述预设装配面差之间的误差超出预设第四误差范围,则确定相配合的所述零部件不符合装配要求。
所述通过对比所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态检测所述零部件是否符合装配要求的步骤之后,还包括:
若所述零部件不符合装配要求,则标识出所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态的误差。
所述的存储介质,如只读存储器(Read-Only Memory,简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,简称RAM)、磁碟或者光盘等。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种零部件装配检测方法,其特征在于,包括:
获取零部件的结构参数;
根据所述结构参数生成所述零部件的三维模型;
按照预设工艺装配流程对所述三维模型进行模拟装配;
通过计算所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态的误差以检测所述零部件是否符合装配要求。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通过计算所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态的误差以检测所述零部件是否符合装配要求的步骤,包括:
获取所述零部件的三维模型的模拟装配位置;
将所述模拟装配位置与预设装配位置进行对比;
若所述模拟装配位置与所述预设装配位置之间的误差超出预设第一误差范围,则确定所述零部件不符合装配要求。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通过计算所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态的误差以检测所述零部件是否符合装配要求的步骤,包括:
获取所述零部件的三维模型的模拟装配尺寸;
将所述模拟装配尺寸与预设装配尺寸进行对比;
若所述模拟装配尺寸与所述预设装配尺寸之间的误差超出预设第二误差范围,则确定所述零部件不符合装配要求。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通过计算所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态的误差以检测所述零部件是否符合装配要求的步骤,包括:
获取相配合的所述零部件的三维模型的模拟装配间距;
将所述模拟装配间距与预设装配间距进行对比;
若所述模拟装配间距与所述预设装配间距之间的误差超出预设第三误差范围,则确定相配合的所述零部件不符合装配要求。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通过计算所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态的误差以检测所述零部件是否符合装配要求的步骤,包括:
获取相配合的所述零部件的三维模型在配合面的模拟装配面差;
将所述模拟装配面差与预设装配面差进行对比;
若所述模拟装配面差与所述预设装配面差之间的误差超出预设第四误差范围,则确定相配合的所述零部件不符合装配要求。
6.根据权利要求1-5任一所述的方法,其特征在于,所述通过对比所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态检测所述零部件是否符合装配要求的步骤之后,还包括:
若所述零部件不符合装配要求,则标识出所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态的误差。
7.一种零部件装配检测系统,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取零部件的结构参数;
建模模块,用于根据所述结构参数生成所述零部件的三维模型;
装配模块,用于按照预设工艺装配流程对所述三维模型进行模拟装配;
检测模块,用于通过对比所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态检测所述零部件是否符合装配要求。
8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述检测模块包括:
第一获取单元,用于获取所述零部件的三维模型的模拟装配位置;
第一对比单元,用于将所述模拟装配位置与预设装配位置进行对比;
第一确定单元,用于若所述模拟装配位置与所述预设装配位置之间的误差超出预设第一误差范围,则确定所述零部件不符合装配要求。
9.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述检测模块包括:
第二获取单元,用于获取所述零部件的三维模型的模拟装配尺寸;
第二对比单元,用于将所述模拟装配尺寸与预设装配尺寸进行对比;
第二确定单元,若所述模拟装配尺寸与所述预设装配尺寸之间的误差超出预设第二误差范围,则确定所述零部件不符合装配要求。
10.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述检测模块包括:
第三获取单元,用于获取相配合的所述零部件的三维模型的模拟装配间距;
第三对比单元,用于将所述模拟装配间距与预设装配间距进行对比;
第三确定单元,用于若所述模拟装配间距与所述预设装配间距之间的误差超出预设第三误差范围,则确定相配合的所述零部件不符合装配要求。
11.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述检测模块包括:
第四获取单元,用于获取相配合的所述零部件的三维模型在配合面的模拟装配面差;
第四对比单元,用于将所述模拟装配面差与预设装配面差进行对比;
第四确定单元,用于若所述模拟装配面差与所述预设装配面差之间的误差超出预设第四误差范围,则确定相配合的所述零部件不符合装配要求。
12.根据权利要求7-11任一所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:
标识模块,用于若所述零部件不符合装配要求,则标识出所述三维模型的模拟装配状态与预设装配状态的误差。
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