CN108534707B - 工业制造部件规模化扫描检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种工业制造部件规模化扫描检测方法，它包括以下步骤：a.精确定位待检测部件的标准件；b.人工使用扫描仪对标准件进行三维数据扫描，并通过三维轨迹跟踪系统记录扫描仪在扫描中的移动轨迹；c.扫描仪将扫描数据传输至终端，建立标准件的三维扫描模型；d.不断优化人工扫描的路径；e.将最佳移动轨迹导入多维度机械臂的操控程序，由多维度机械臂带动扫描仪自动完成待测部件的扫描工作。本发明的目的在于提供一种自动化，高效率的工业制造部件规模化扫描检测方法。本发明的优点在于：本发明通过记录人工扫描时扫描仪的方位和角度，并将扫描的轨迹数据输入多维度机械臂，实现了机械臂的自动化扫描，极大提高工业制造部件扫描检测的效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业制造部件规模化扫描检测方法。
背景技术
工业制造领域，如汽车、航天领域，需要对其生产制造出的部件进行检测，随着三维扫描技术的发展，现阶段可通过三维扫描仪将部件扫描后，采用电脑端与设计标准模型进行对比以检测其是否合格。然而上述检测方法，需要耗费大量人力，效率低下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动化，高效率的工业制造部件规模化扫描检测方法。
本发明的目的通过如下技术方案实现：一种工业制造部件规模化扫描检测方法，它包括以下步骤：a.精确定位待检测部件的标准件；b.人工使用扫描仪对标准件进行三维数据扫描，并通过三维轨迹跟踪系统记录扫描仪在扫描中的移动轨迹；c.扫描仪将扫描数据传输至终端，终端对扫描数据进行分析，并建立标准件的三维扫描模型，扫描过程中，终端将三维扫描模型与标准三维模型进行对比，当两者匹配度完全一致时，三维轨迹跟踪系统停止收集工作；d.重复上述标准件的扫描步骤，不断优化人工扫描的路径，在保证标准件扫描精确度的情况下，尽可能简化扫描路径，避免多余操作；e.将三维轨迹跟踪系统所收集的最佳移动轨迹导入多维度机械臂的操控程序，并将扫描仪固定在多维度机械臂上，由多维度机械臂带动扫描仪自动完成待测部件的扫描工作。
较之现有技术而言，本发明的优点在于：本发明通过记录人工扫描时扫描仪的方位和角度，并将扫描的轨迹数据输入多维度机械臂，实现了多维度机械臂的自动化扫描，极大提高工业制造部件扫描检测的效率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明内容进行详细说明：
一种工业制造部件规模化扫描检测方法，它包括以下步骤：
a.精确定位待检测部件的标准件；
b.人工使用扫描仪对标准件进行三维数据扫描，并通过三维轨迹跟踪系统记录扫描仪在扫描中的移动轨迹；
c.扫描仪将扫描数据传输至终端，终端对扫描数据进行分析，并建立标准件的三维扫描模型，
扫描过程中，终端将三维扫描模型与标准三维模型进行对比，当两者匹配度完全一致时，三维轨迹跟踪系统停止收集工作；
d.重复上述标准件的扫描步骤，不断优化人工扫描的路径，在保证标准件扫描精确度的情况下，尽可能简化扫描路径，避免多余操作；
e.将三维轨迹跟踪系统所收集的最佳移动轨迹导入多维度机械臂的操控程序，并将扫描仪固定在多维度机械臂上，由多维度机械臂带动扫描仪自动完成待测部件的扫描工作。
扫描仪为手持式扫描仪。
由于部件存在复杂的结构区域，目前还无法根据三维模型直接计算出最佳的扫描路线，只能通过经验丰富的扫描技术员多次重复试验，本发明可将试验的最佳路线记录，并通过多维度机械臂多次精确重现。
步骤b中，扫描仪上设置若干标定点，其通过与三维轨迹跟踪系统配合以确定扫描仪在空间中的位置以及扫描仪镜头的扫描角度。
标定点包括基准标定点以及至少三个角度标定点，角度标定点形成一个空间平面。
步骤b中，可将基准标定点设于角度标定点的中心位置。
三维轨迹跟踪系统在扫描过程中记录下基准标定点、角度标定点的空间坐标，并计算出角度标定点形成的空间平面的倾斜角，形成不同时间点的基准标定点空间坐标以及倾斜角的数据集合，并通过数据集合控制多维度机械臂运行。
基准标定点可设置在扫描仪的后侧面，为了配合多维度机械臂，可在扫描仪后侧面设置球形关节转轴，并将基准标定点定位在球形关节转轴的球心位置，扫描仪通过球形关节转轴与多维度机械臂连接。
在一实施例中，基准标定点在空间中的三维坐标通过多维度机械臂实现，角度标定点形成的空间平面的倾斜角可通过扫描仪和多维度机械臂之间的若干伸缩件控制，伸缩件伸缩时可带动扫描仪以球形关节转轴的球心转动，实现不同的倾斜角。
将步骤d中收集的最佳路线切分成若干段，由多台多维度机械臂配合完成待测部件的扫描工作。
较佳的，可将步骤d中收集的最佳路线纵向分割成两段以上的扫描轨迹，多维度机械臂与分割的扫描轨迹一一对应。
分割的扫描轨迹之间可以存在扫描的重叠部分，通过重叠部分的匹配算法可更好的将若干台多维度机械臂的扫描部分进行拼接。
Claims (3)
1.一种工业制造部件规模化扫描检测方法，其特征在于，它包括以下步骤：
a.精确定位待检测部件的标准件；
b.人工使用扫描仪对标准件进行三维数据扫描，并通过三维轨迹跟踪系统记录扫描仪在扫描中的移动轨迹；
c.扫描仪将扫描数据传输至终端，终端对扫描数据进行分析，并建立标准件的三维扫描模型，
扫描过程中，终端将三维扫描模型与标准三维模型进行对比，当两者匹配度完全一致时，三维轨迹跟踪系统停止收集工作；
d.重复上述标准件的扫描步骤，不断优化人工扫描的路径，在保证标准件扫描精确度的情况下，简化扫描路径，避免多余操作，并由三维轨迹跟踪系统收集得到扫描仪的最佳移动轨迹；
e.将三维轨迹跟踪系统所收集的最佳移动轨迹导入多维度机械臂的操控程序，并将扫描仪固定在多维度机械臂上，由多维度机械臂带动扫描仪自动完成待测部件的扫描工作；
步骤b中，扫描仪上设置若干标定点，其通过与三维轨迹跟踪系统配合以确定扫描仪在空间中的位置以及扫描仪镜头的扫描角度；
步骤b中，标定点包括基准标定点以及至少三个角度标定点，角度标定点形成一个空间平面；
步骤b中，将基准标定点设于角度标定点的中心位置；
三维轨迹跟踪系统在扫描过程中记录下基准标定点、角度标定点的空间坐标，并计算出角度标定点形成的空间平面的倾斜角，形成不同时间点的基准标定点空间坐标以及倾斜角的数据集合，并通过数据集合控制多维度机械臂运行。
2.根据权利要求1所述的工业制造部件规模化扫描检测方法，其特征在于：将步骤d中收集的最佳移动轨迹切分成若干段，由多台多维度机械臂配合完成待测部件的扫描工作。
3.根据权利要求2所述的工业制造部件规模化扫描检测方法，其特征在于：步骤d中收集的最佳移动轨迹纵向分割成两段以上的扫描轨迹，多维度机械臂与分割的扫描轨迹一一对应。
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