CN109801274A - 基于投影的零件装配方法及其装置、设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种基于投影的零件装配方法及其装置、设备和存储介质，通过获取对应零件的三维设计模型，并选取投影基准定位，以使投影图的各所述基准位置与所述零件的各所述基准位置一一对准，采集所述零件的现场装配图并与所述三维设计模型进行对比以形成并反馈差异结果；和/或，判断所述零件的现场装配效果与所述投影图之间的差异以得出差异结果。本申请能够实现设计数据源的统一，信息完整准确，简化设计数据发布，提高设计效率，同时简化施工工人识图流程，提高施工质量，以及实现设计数据到施工现场，避免“设备孤岛”，进一步提高施工现场的信息化水平，缩短零件建造周期、降低生产成本。

Description

基于投影的零件装配方法及其装置、设备和存储介质

技术领域

本申请涉及零件装配、及投影技术领域，特别是涉及一种基于投影的零件装配方法及其装置、设备和存储介质。

背景技术

目前，在零部件装配建造过程中，主要采用的方式划线印字法，通过专用设备将零件设计数据信息在钢板上划线、印字，这样施工人员可一目了然的清楚了解到零部件的安装信息：安装件号、安装位置、安装方向，最后质检人员从图纸上确认所有装焊信息的准确性。但这样的装配建造过程中存在以下不足：

1、切割设备使用较长时间后，存在切割定位、精度误差，导致零件尺寸不准确；

2、划线设备定位基准偏差、划线粗细精度误差，引起零部件安装偏差；

3、施工人员识图能力、对建造的理解局限性，引起的建造失误；

4、焊接工的焊接水平，以及天气环境因素等累计误差，引起的零部件安装精度不到位。

申请内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种基于投影的零件装配方法及其装置、设备和存储介质，用于解决现有船舶制造中不能有效提高设计效率、提升建造生产力的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种基于投影的零件装配方法，所述方法包括：获取对应零件的三维设计模型；选取所述零件上一或多个基准位置作为投影基准定位，将所述三维设计模型投影至所述零件上以形成投影图，并使所述投影图的各所述基准位置与所述零件的各所述基准位置一一对准；采集所述零件的现场装配图并与所述三维设计模型进行对比以形成并反馈差异结果；和/或，判断所述零件的现场装配效果与所述投影图之间的差异以得出差异结果。

于本申请的一实施例中，所述基准位置包括：角点、边界、开孔、及安装件中任意一种或多种组合。

于本申请的一实施例中，所述获取对应零件的三维设计模型的方法包括：所述零件上附着有包含其对应的所述三维设计模型的标识码，以供通过扫描所述标识码获取所述三维设计模型。

于本申请的一实施例中，所述三维设计模型还包括：工艺信息、及基本信息；所述工艺信息包括：零件外轮廓、内部开孔、安装件数量、安装件位置、安装件厚度、安装件方向、安装角度、余量、坡口、及划线名称中任意一种或多种组合；所述基本信息包括：零件件号、板厚、材质、方向、及安装阶段中任意一种或多种组合。

于本申请的一实施例中，所述采集所述零件的现场装配图并与所述三维设计模型进行对比的方法包括：将所述现场装配图的图层与所述三维设计模型对应投影视角的平面图的图层重叠进行对比；通过将重叠的两图层同步放大以观察细微差异。

于本申请的一实施例中，所述采集所述零件的现场装配图的方法包括以下任意一种或多种组合：a、实时采集；b、在接收到获取命令后进行采集；c、按一定间隔时间进行采集。

于本申请的一实施例中，所述差异结果依据差异情况分为：满足生产、驳回修正、及有待检验中任意一种或多种组合。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种基于投影的零件装配装置，所述装置包括：获取模块，用于获取对应零件的三维设计模型；处理模块，用于选取所述零件上一或多个基准位置作为投影基准定位，将所述三维设计模型投影至所述零件上以形成投影图，并使所述投影图的各所述基准位置与所述零件的各所述基准位置一一对准；采集所述零件的现场装配图并与所述三维设计模型进行对比以形成并反馈差异结果；和/或，判断所述零件的现场装配效果与所述投影图之间的差异以得出差异结果。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种基于投影的零件装配设备，所述设备包括：存储器，其上存储有计算机程序；处理器，用于执行存储器存储的计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的基于投影的零件装配方法；通信器，用于通信连接外部设备。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的基于投影的零件装配方法。

如上所述，本申请提供的一种基于投影的零件装配方法及其装置、设备和存储介质。具有以下有益效果：

1、实现设计数据源的统一，信息完整准确，简化设计数据发布，提高设计效率；

2、简化施工工人识图流程，提高施工质量；

3、实现设计数据到施工现场，避免“设备孤岛”，进一步提高施工现场的信息化水平，缩短零件建造周期、降低生产成本。

附图说明

图1显示为本申请于一实施例中的基于投影的零件装配方法的流程示意图。

图2显示为本申请于一实施例中的基于投影的零件装配装置的模块示意图。

图3显示为本申请于一实施例中的基于投影的零件装配设备的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图式仅以示意方式说明本申请的基本构想，遂图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

于本实施例中，所述的零件装配可具体包括装配作业中的安装、切割、焊接等作业。本方法的应用需借助投影机进行投影或相机进行采集图像得以实现。

优选地，本发明所述方法适用于船舶领域的零件装配建造。

如图1所示，展示本申请于一实施例中的基于投影的零件装配方法的流程示意图。如图所示，所述方法包括：

步骤S101：获取对应零件的三维设计模型。

于本实施例中，所述对应零件的三维设计模型，可以是从软件中直接获取的。但是这种方式通常实际操作中比较麻烦，需要查找或确认所述零件与三维设计模型是否对应。

于本申请的一实施例中，所述获取对应零件的三维设计模型的方法包括：所述零件上附着有包含其对应的所述三维设计模型的标识码，以供通过扫描所述标识码获取所述三维设计模型。

举例来说，所述标识码为二维码，操作人员通过工业PDA扫描二维码，在PDA中就可以直接获取到对应该零件的三维设计模型，从而快速准确的获取。当然，后续投影或者采集图像过程都可以通过工业PDA完成。

于本申请的一实施例中，所述三维设计模型还包括：工艺信息、及基本信息。

其中，所述工艺信息包括：零件外轮廓、内部开孔、安装件数量、安装件位置、安装件厚度、安装件方向、安装角度、余量、坡口、及划线名称中任意一种或多种组合。

于本实施例中，了解所述工艺信息能够指导相关装配人员进行装配，以及快速了解装配方案或情况，节省装配人员了解情况的时间。

另外，所述基本信息包括：零件件号、板厚、材质、方向、及安装阶段中任意一种或多种组合。

于本实施例中，了解所述基本信息能够快速帮助相关装配人员确认所述获取的三维设计模型是否与所述零件对应。

举例来说，零件上附着的标识码也会出现搭配错的情况，因此有必要进一步确认。

于本实施例中，所述三维设计模型还包括，识别零件标记后，能够显示零件在本级及上级流向的部件完整三维设计模型信息，可以辅助施工人员了解零件在部件中所处位置及相关定位信息。

上述所列举的工艺信息或基本信息相关内容，多为零件设计关键参数，但于本申请一实施例中并不仅限于上述所举例的内容，其他属于零件设计范畴的相关内容均在本申请构思的范围内。同理，下述各类型或信息所举例的内容，也并不仅限于所举例的内容，属于相关涵盖范畴的内容，也都包含在本申请构思的范畴内，故下述不再重复。

步骤S102：选取所述零件上一或多个基准位置作为投影基准定位，将所述三维设计模型投影至所述零件上以形成投影图，并使所述投影图的各所述基准位置与所述零件的各所述基准位置一一对准。

于本实施例中，在零件装配过程中，通常会将零件设计或装配的数据信息标记、划线或印字在零件上，或者通过划线设备定位，但是往往会因划线设备定位基准偏差、划线粗细精度误差，造成引起零部件安装偏差，因此，有必要提供一种精准的定位方法。

于本实施例中，采用投影方式将装配相关数据信息投影至零件上，以实现精准定位。然后通过基准位置将投影影像与零件进行配准。

于本申请的一实施例中，所述基准位置包括：角点、边界、开孔、及安装件中任意一种或多种组合。

于本实施例中，角点为零件外轮廓或内轮廓上角点，边界为零件外轮廓边界，开孔为零件上所设开孔，安装件为零件上设置的用于安装的附件。

举例来说，选择零件上两个角点，或者三个开孔位置，将所述三维设计模型投影出的投影图像，将对应的两个角点，或者三个开孔位置，与实物零件上两个角点，或者三个开孔位置一一对准，从而实现投影与实物零件的配准。

于本实施例中，依据零件设计好的用于装配的三维设计模型并投影至零件上的方式，可以帮助工作人员精准的进行装配，包括切割或焊接。这种方式简单省事，并且直观，将大大提高装配效率，减少失误及误差的概率。

步骤S103：采集所述零件的现场装配图并与所述三维设计模型进行对比以形成并反馈差异结果；和/或，判断所述零件的现场装配效果与所述投影图之间的差异以得出差异结果。

于本实施例中，在装配过程中或者完成装配中任意阶段，或者完成全部装配时，均可对装配后的效果与所述三维设计模型或者投影图之间进行对比，以判断差异的情况，从而根据差异情况作出相应反馈。

具体来说，一方面可以通过采集现场装配图，并与所述三维设计模型进行对比，以精准的对比找出高精度的差异。另一方面，还可以通过直接观察，将现场装配效果与当前的投影图进行比对，以粗略的判断出差异。

其中，所述采集所述零件的现场装配图并与所述三维设计模型进行对比的方法包括：将所述现场装配图的图层与所述三维设计模型对应投影视角的平面图的图层重叠进行对比；通过将重叠的两图层同步放大以观察细微差异。

于本实施例中，将所述现场装配图的图层，与对应投影视角的所述三维设计模型的平面图图层，进行重叠对比。那么零件的外轮廓、内部开孔、安装件数量、安装件位置、安装件厚度、安装件方向、安装角度、余量、坡口、及划线名称等可以精准的形成对比。并且还可以通过放大图层，更细微的判断处两图层是否对齐以分析发生差异的地方和数量，以及差异程度，以此形成并反馈差异结果。

另外，判断所述零件的现场装配效果与所述投影图之间的差异以得出差异结果。则是通过人为现场观察，以得到简单的差异结果。

举例来说，装焊工人每装配或焊接一处，便与投影图相比较，以判断装配或焊接是否有误。

这种方式直接简单，在实际装配操作中，对装配人员及时判断自己操作是否无误，起到有效的帮助。

于本申请的一实施例中，所述采集所述零件的现场装配图的方法包括以下任意一种或多种组合：a、实时采集；b、在接收到获取命令后进行采集；c、按一定间隔时间进行采集。

于本实施例中，所述采集设备可以是相机或摄像头，或具有拍摄功能的移动终端，如工业PDA，手机等。

于本实施例中，采集设备可以预设为实时采集，或者通过接收相关命令进行采集，如切割完成后，按下采集设备的采集键以进行采集，即根据各阶段作业随意时间进行采集。再或者设置为按一定间隔时间进行采集，这种方式，介于前两种方式之间，即可节省资源又可省去操作采集设备的步骤。

多种方式的选取以供实际装配作业中的不同情况。

于本申请的一实施例中，所述差异结果依据差异情况分为：满足生产、驳回修正、及有待检验中任意一种或多种组合。

举例来说，当无差异或者差异很小，能够满足生产需求，则认定为满足生产的差异结果，那么根据该结果，对当前零件的装配则无需其他工作。

当差异情况较为严重，则认定为驳回修正，即该零件的装配情况不理想，需要重新修正。

当差异情况不确定对生产需求有没有影响，则暂时认定为有待检验，即还需要进一步检验。

于本申请的一实施例中，所述采集所述零件的现场装配图并与所述三维设计模型进行对比以形成并反馈差异结果的反馈方式，可以包括：灯光、声音、文字等方式进行反馈。

举例来说，对比出有差异存在，则可以通过警报声，或者灯光闪烁，或者在工业PDA上显示文字等方式进行提醒，以及时提醒相关人员进行校正或调整。

再举例来说，通过音频或者其他显示效果提醒施工人员、检测人员，零部件安装是否完工、检测是否合格等施工建造检测所需的信息。

如图2所示，展示本申请于一实施例中的基于投影的零件装配装置的模块示意图。如图所示，所述装置200包括：

获取模块201，用于获取对应零件的三维设计模型。

处理模块202，用于选取所述零件上一或多个基准位置作为投影基准定位，将所述三维设计模型投影至所述零件上以形成投影图，并使所述投影图的各所述基准位置与所述零件的各所述基准位置一一对准；采集所述零件的现场装配图并与所述三维设计模型进行对比以形成并反馈差异结果；和/或，判断所述零件的现场装配效果与所述投影图之间的差异以得出差异结果。

于本实施例中，所述处理模块202还可以通信连接投影机、及图像采集装置。

于本申请的一实施例中，通过各模块配合使用能够实现如图1所述的基于投影的零件装配方法。

需要说明的是，应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，处理模块202可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上处理模块202的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。

例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(digital signal processor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。

如图3所示，展示本申请于一实施例中的基于投影的零件装配设备的结构示意图，所述设备300包括：存储器301，其上存储有计算机程序；处理器302，用于执行存储器存储的计算机程序，该程序被处理器执行时实现如图1所述的基于投影的零件装配方法；通信器303，用于通信连接外部设备。

于本实施例中，所述通信连接的外部设备可以通信连接投影机、及图像采集装置。

所述存储器301可能包含随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。

所述处理器302可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

所述通信器303用于实现其他设备(例如客户端、控制器、读写库和只读库)之间的通信连接。其可包含一组或多组不同通信方式的模块。所述通信连接可以是一个或多个有线/无线通讯方式及其组合。通信方式包括：互联网、CAN、内联网、广域网(WAN)、局域网(LAN)、无线网络、数字用户线(DSL)网络、帧中继网络、异步传输模式(ATM)网络、虚拟专用网络(VPN)和/或任何其它合适的通信网络中的任何一个或多个。例如：WIFI、蓝牙、NFC、GPRS、GSM、及以太网中任意一种及多种组合。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述所述的基于投影的零件装配方法。

所述计算机可读存储介质，本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过计算机程序相关的硬件来完成。前述的计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

综上所述，本申请的一种基于投影的零件装配方法及其装置、设备和存储介质，通过获取对应零件的三维设计模型，选取所述零件上一或多个基准位置作为投影基准定位，将所述三维设计模型投影至所述零件上以形成投影图，并使所述投影图的各所述基准位置与所述零件的各所述基准位置一一对准，采集所述零件的现场装配图并与所述三维设计模型进行对比以形成并反馈差异结果；和/或，判断所述零件的现场装配效果与所述投影图之间的差异以得出差异结果。

本申请能够实现设计数据源的统一，信息完整准确，简化设计数据发布，提高设计效率，同时简化施工工人识图流程，提高施工质量，以及实现设计数据到施工现场，避免“设备孤岛”，进一步提高施工现场的信息化水平，缩短船舶零件建造周期、降低生产成本。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种基于投影的零件装配方法，其特征在于，所述方法包括：

获取对应零件的三维设计模型；

选取所述零件上一或多个基准位置作为投影基准定位，将所述三维设计模型投影至所述零件上以形成投影图，并使所述投影图的各所述基准位置与所述零件的各所述基准位置一一对准；

采集所述零件的现场装配图并与所述三维设计模型进行对比以形成并反馈差异结果；和/或，判断所述零件的现场装配效果与所述投影图之间的差异以得出差异结果。

2.根据权利要求1所述的基于投影的零件装配方法，其特征在于，所述基准位置包括：角点、边界、开孔、及安装件中任意一种或多种组合。

3.根据权利要求1所述的基于投影的零件装配方法，其特征在于，所述获取对应零件的三维设计模型的方法包括：

所述零件上附着有包含其对应的所述三维设计模型的标识码，以供通过扫描所述标识码获取所述三维设计模型。

4.根据权利要求1所述的基于投影的零件装配方法，其特征在于，所述三维设计模型还包括：工艺信息、及基本信息；

所述工艺信息包括：零件外轮廓、内部开孔、安装件数量、安装件位置、安装件厚度、安装件方向、安装角度、余量、坡口、及划线名称中任意一种或多种组合；

所述基本信息包括：零件件号、板厚、材质、方向、及安装阶段中任意一种或多种组合。

5.根据权利要求1所述的基于投影的零件装配方法，其特征在于，所述采集所述零件的现场装配图并与所述三维设计模型进行对比的方法包括：

将所述现场装配图的图层与所述三维设计模型对应投影视角的平面图的图层重叠进行对比；

通过将重叠的两图层同步放大以观察细微差异。

6.根据权利要求1所述的基于投影的零件装配方法，其特征在于，所述采集所述零件的现场装配图的方法包括以下任意一种或多种组合：

a、实时采集；

b、在接收到获取命令后进行采集；

c、按一定间隔时间进行采集。

7.根据权利要求1所述的基于投影的零件装配方法，其特征在于，所述差异结果依据差异情况分为：满足生产、驳回修正、及有待检验中任意一种或多种组合。

8.一种基于投影的零件装配装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取对应零件的三维设计模型；

处理模块，用于选取所述零件上一或多个基准位置作为投影基准定位，将所述三维设计模型投影至所述零件上以形成投影图，并使所述投影图的各所述基准位置与所述零件的各所述基准位置一一对准；采集所述零件的现场装配图并与所述三维设计模型进行对比以形成并反馈差异结果；和/或，判断所述零件的现场装配效果与所述投影图之间的差异以得出差异结果。

9.一种基于投影的零件装配设备，其特征在于，所述设备包括：存储器，其上存储有计算机程序；处理器，用于执行存储器存储的计算机程序，该程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任意一项所述的基于投影的零件装配方法；通信器，用于通信连接外部设备。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任意一项所述的基于投影的零件装配方法。