CN109737885A - 一种复合材料零件的变形量检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及复合材料构件制造技术领域，提供一种复合材料零件的变形量检测方法，首先对三维照相测量仪进行镜头参数选取及校准，然后对被测零件进行清理、粘贴编码点等检测准备，接着对被测零件进行多角度逐幅拍摄，并对拍摄结果进行整体拼接与合并处理后，得到被测零件的初步数模，对初步数模进行降噪处理和背景、非连接项及体外弧点的去除后得到被测零件的三维点云数模，对三维点云数模进行分析求解后得到被测零件的几何参数，最后将被测零件的几何参数与被测零件的原始数模进行对比，得到被测零件的变形量。本发明能够为零件尺寸和回弹角的补偿、工装返修等提供数据支持，能够使得检测结果不受人为因素干扰且检测精度及检测效率高。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料构件制造技术领域，特别是涉及一种复合材料零件的变形量检测方法。
背景技术
复合材料在制造过程中，其型面尺寸会受到热化学作用、构件铺层设计、工装材质及结构、热压罐内多场耦合等因素的综合影响。由于复合材料零件与工装间热膨胀系数相差较大，零件在固化后会发生尺寸变化及回弹变形现象。
现有复合材料零件的变形量检测方法需采用检验工装对复合材料零件进行测量，以确定零件与初始设计型面间的偏差。然而，一方面，现有方法中，一个零件需要相应配备一个专用检验工装，极大地提高了制造成本；另一方面，现有方法属于手工检验模式，不仅检验结果容易受到人为因素的干扰，而且存在检验效率极低等问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种复合材料零件的变形量检测方法，能够使得检测结果不受人为因素干扰且检测精度及检测效率高。
本发明的技术方案为：
一种复合材料零件的变形量检测方法，其特征在于，包括下述步骤：
步骤1：对三维照相测量仪进行校准：根据被测零件的尺寸，确定三维照相测量仪的镜头参数L，通过三维照相测量仪对表面带有标准点的标准板进行测量，完成对三维照相测量仪的校准；所述被测零件为复合材料零件；
步骤2：对被测零件进行检测准备：对被测零件的表面进行清理，然后在被测零件的型面具有特征及具有转折的位置粘贴编码点；
步骤3：对被测零件进行检测：根据每个拍摄角度的宽幅确定拍摄幅数，随着对被测零件的多角度转换，利用三维照相测量仪对被测零件进行多角度逐幅拍摄，得到多个角度的多幅拍摄结果，对拍摄结果进行整体拼接与合并处理，得到被测零件的初步数模；
步骤4：对初步数模进行处理：对初步数模进行降噪处理，并对初步数模进行背景、非连接项及体外弧点的去除，得到被测零件的三维点云数模；
步骤5：对三维点云数模进行分析求解：对被测零件的三维点云数模进行分析求解，得到被测零件的几何参数；
步骤6：对几何参数进行参比：将步骤5中得到的被测零件的几何参数与被测零件的原始数模进行对比，得到被测零件的变形量。
所述步骤1中，所述镜头参数L为三维照相测量仪的镜头拍摄一次所得到的拍摄画面的对角线长度，所述拍摄画面的宽度为0.6L、长度为0.8L。
所述步骤2中，用均匀喷涂显影剂代替粘贴编码点。
所述步骤3中，在拍摄过程中，允许不同幅的拍摄范围的重叠。
本发明的有益效果为：
本发明利用基于数字摄影技术的数字化检测设备即三维照相测量仪对复合材料零件进行多角度逐幅拍摄，得到被测零件的初步数模，然后将被测零件的初步数模转换为三维点云数模，通过对三维点云数模的分析求解，得到被测零件的几何参数，最后通过将被测零件的几何参数与原始数模进行对比，得到被测零件的变形量，不仅能够快速完成复合材料零件的变形量定量检测，还能够为零件尺寸和回弹角的补偿、工装返修等提供数据支持，解决了现有检测方法中存在的易受人为因素干扰、检测结果不够精确、检测效率低的技术问题。
附图说明
图1为本发明的复合材料零件的变形量检测方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步描述。
如图1所示，为本发明的复合材料零件的变形量检测方法的流程图。本发明的复合材料零件的变形量检测方法，其特征在于，包括下述步骤：
步骤1：对三维照相测量仪进行校准：根据被测零件的尺寸，确定三维照相测量仪的镜头参数L，通过三维照相测量仪对表面带有标准点的标准板进行测量，完成对三维照相测量仪的校准；所述被测零件为复合材料零件。
所述步骤1中，所述镜头参数L为三维照相测量仪的镜头拍摄一次所得到的拍摄画面的对角线长度，所述拍摄画面的宽度为0.6L、长度为0.8L。其中，三维照相测量仪的镜头的测量范围越小，其精度越高。镜头参数L需根据被测零件的尺寸以及零件型面的复杂程度来确定，当被测零件尺寸小且零件型面较为简单时，需要测量范围越小的镜头，以提高检测精度；随着零件尺寸的增大和零件型面复杂程度的增加，应逐渐增大镜头的量程，以提高测量效率，但选择的镜头其检测精度必须使被测零件的尺寸检测精度满足检验要求。
本实施例中，被测零件为L型角材，被测零件的原始数模尺寸为长度300mm、截面两边长均为25mm、两边间R角为90°；三维照相测量仪的型号为Breuckmann SmartSCAN；针对被测零件的尺寸，选取镜头参数L为125mm的镜头，对带有标准点的标准板进行测量，完成对三维照相测量仪的校准，三维照相测量仪的测量精度为6μm～8μm。
步骤2：对被测零件进行检测准备：对被测零件的表面进行清理，然后在被测零件的型面具有特征及具有转折的位置粘贴编码点。
所述步骤2中，也可以用均匀喷涂显影剂代替粘贴编码点。
本实施例中，为了保证检测后被测零件便于清理，在被测零件的型面具有特征及具有转折的位置粘贴编码点，以使被测零件在检测过程中能够多角度精确成像。其中，型面具有特征的位置指型面具有裂孔、凹陷或台阶的位置，型面具有转折的位置指型面的曲率变化较大的位置，编码点为用于被测零件测量过程编码的标准点。
步骤3：对被测零件进行检测：根据每个拍摄角度的宽幅确定拍摄幅数，随着对被测零件的多角度转换，利用三维照相测量仪对被测零件进行多角度逐幅拍摄，得到多个角度的多幅拍摄结果，对拍摄结果进行整体拼接与合并处理，得到被测零件的初步数模。
本实施例中，所述步骤3中，在拍摄过程中，允许不同幅的拍摄范围的重叠，以避免漏拍的问题。
步骤4：对初步数模进行处理：对初步数模进行降噪处理，并对初步数模进行背景、非连接项及体外弧点的去除，得到被测零件的三维点云数模。
步骤5：对三维点云数模进行分析求解：对被测零件的三维点云数模进行分析求解，得到被测零件的几何参数。
步骤6：对几何参数进行参比：将步骤5中得到的被测零件的几何参数与被测零件的原始数模进行对比，得到被测零件的变形量。
本实施例中，通过对被测零件的三维点云数模的分析求解，得到被测零件的几何参数为长度300.7mm、截面两边长分别为25.07mm和25.08mm、两边间R角为87.7°，将这些几何参数与被测零件的原始数模进行对比，得到被测零件的长度与截面两边长三个方向的变形量分别为0.28％、0.32％、0.23％、R角回弹量为2.3°。
显然，上述实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。上述实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。基于上述实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，也即凡在本申请的精神和原理之内所作的所有修改、等同替换和改进等，均落在本发明要求的保护范围内。
Claims (4)
1.一种复合材料零件的变形量检测方法，其特征在于，包括下述步骤：
步骤1：对三维照相测量仪进行校准：根据被测零件的尺寸，确定三维照相测量仪的镜头参数L，通过三维照相测量仪对表面带有标准点的标准板进行测量，完成对三维照相测量仪的校准；所述被测零件为复合材料零件；
步骤2：对被测零件进行检测准备：对被测零件的表面进行清理，然后在被测零件的型面具有特征及具有转折的位置粘贴编码点；
步骤3：对被测零件进行检测：根据每个拍摄角度的宽幅确定拍摄幅数，随着对被测零件的多角度转换，利用三维照相测量仪对被测零件进行多角度逐幅拍摄，得到多个角度的多幅拍摄结果，对拍摄结果进行整体拼接与合并处理，得到被测零件的初步数模；
步骤4：对初步数模进行处理：对初步数模进行降噪处理，并对初步数模进行背景、非连接项及体外弧点的去除，得到被测零件的三维点云数模；
步骤5：对三维点云数模进行分析求解：对被测零件的三维点云数模进行分析求解，得到被测零件的几何参数；
步骤6：对几何参数进行参比：将步骤5中得到的被测零件的几何参数与被测零件的原始数模进行对比，得到被测零件的变形量。
2.根据权利要求1所述的复合材料零件的变形量检测方法，其特征在于，所述步骤1中，所述镜头参数L为三维照相测量仪的镜头拍摄一次所得到的拍摄画面的对角线长度，所述拍摄画面的宽度为0.6L、长度为0.8L。
3.根据权利要求1所述的复合材料零件的变形量检测方法，其特征在于，所述步骤2中，用均匀喷涂显影剂代替粘贴编码点。
4.根据权利要求1所述的复合材料零件的变形量检测方法，其特征在于，所述步骤3中，在拍摄过程中，允许不同幅的拍摄范围的重叠。
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