CN111811425A - 一种航空复合材料蜂窝壁板蒙皮浅孔检测装置和检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种航空复合材料蜂窝壁板蒙皮浅孔检测装置和检测方法，对带孔蒙皮表面点云数据进行采集，并记录数据采集装置的工作数据；根据数据采集装置的工作数据重建待测航空蜂窝壁板蒙皮表面三维模型；然后检测航空蜂窝壁板蒙皮表面的缺陷小孔，得到检测结果。本发明实现了航空复合材料蜂窝壁板蒙皮缺陷小孔的快速检测，减少壁板蒙皮小孔检测过程中的人力成本，同时也提高了对蒙皮小孔状态检测的准确性和可信度，加快了航空复合材料蜂窝壁板产线的制造效率，实现了航空复合材料蜂窝壁板蒙皮小孔稳定、高效的检测。

Description

一种航空复合材料蜂窝壁板蒙皮浅孔检测装置和检测方法
技术领域
本发明属于复合材料铺装领域，具体涉及一种航空复合材料蜂窝壁板蒙皮浅孔检测装置和检测方法。
背景技术
常见的航空复合材料蜂窝壁板是一种三维夹层结构，由于其隔音、隔热和隔火性能好以及质量轻、抗弯性能好等特点，在航空、航天领域得到了广泛的应用。航空复合材料蜂窝壁板蒙皮上的小孔对壁板整体隔音、隔热等性能有着较大的影响，因此，检测蒙皮上的小孔是否存在堵塞现象是复材壁板生产制造过程中必不可少的一个环节。目前，对于以自动化的方式来检测蒙皮上的小孔是否存在有堵塞现象，相关资料较少，检测难度较大，尚且还需要较多的人力去人工检查。因此，传统的检测方法有着受人为因素影响较大、检测过程花费的时间较长等特性，对提高航空复材蜂窝壁板的生产制造效率有着较大的限制因素。所以，针对实际工程环境需求，目前迫切的需要一种航空复合材料蜂窝壁板蒙皮浅孔检测方法及装置。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供一种航空复合材料蜂窝壁板蒙皮浅孔检测装置和检测方法，能够快速准确的检测出蜂窝壁板蒙皮上的堵塞孔，提高了航空复合材料蜂窝壁板产线的制造效率，实现了航空复合材料蜂窝壁板蒙皮小孔稳定、高效的检测。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种航空复合材料蜂窝壁板蒙皮浅孔检测装置，包括底板，所述底板上设有固定夹具和滑轨，所述滑轨上安装有三个可调移动悬架，三个所述可调移动悬架分别沿X轴、Y轴和Z轴设置，所述沿Z轴方向设置的可调移动悬架末端安装有数据采集装置。
一种航空复合材料蜂窝壁板蒙皮浅孔检测方法，应用上述的航空复合材料蜂窝壁板蒙皮浅孔检测装置，其特征在于，包括以下步骤：
通过固定夹具将待测航空蜂窝壁板固定，使待测航空蜂窝壁板得蒙皮表面为上表面；调整数据采集装置的高度，使数据采集装置的扫描范围覆盖待测航空蜂窝壁板蒙皮表面，对带孔蒙皮表面点云数据进行采集，并记录数据采集装置的工作数据；
根据数据采集装置的工作数据重建待测航空蜂窝壁板蒙皮表面三维模型；
根据待测航空蜂窝壁板蒙皮表面三维模型和带孔蒙皮表面点云数据检测航空蜂窝壁板蒙皮表面的缺陷小孔，得到航空复合材料蜂窝壁板蒙皮浅孔检测结果。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
进一步地，上述数据采集装置为二维激光数据采集装置。
进一步地，上述数据采集装置的工作数据包括数据采集过程中产生的二维激光束数目N和可调移动悬架在滑轨上移动的距离L。
进一步地，上述根据数据采集装置的工作数据重建待测航空蜂窝壁板蒙皮表面三维模型包括以下步骤：
根据数据采集装置的工作数据计算单个二维激光数据的平移量P，计算公式为：
P＝L/N
使采集到的任一二维激光数据i在Y轴方向上增加平移量(i-1)*P，得到均匀分布的二维激光数据，即航空复材壁板的带孔蒙皮表面三维模型。
进一步地，上述根据待测航空蜂窝壁板蒙皮表面三维模型和带孔蒙皮表面点云数据检测航空蜂窝壁板蒙皮表面的缺陷小孔包括以下步骤：
根据带孔蒙皮表面点云数据中的蒙皮表面轮廓数据，提取存在堵塞孔和半堵塞孔的二维轮廓数据；
结合存在堵塞孔和半堵塞孔的二维轮廓数据和待测航空蜂窝壁板蒙皮表面三维模型，定位航空蜂窝壁板蒙皮表面的缺陷小孔，得到航空复合材料蜂窝壁板蒙皮浅孔检测结果。
本发明的有益效果是：
本发明提供的一种航空复合材料蜂窝壁板蒙皮浅孔检测装置和检测方法，利用二维激光采集带孔蒙皮表面点云数据；根据采集到的激光条数目以及可调移动悬架在导轨上移动的距离信息，可重建出壁板的带孔蒙皮表面三维模型；根据重建出的三维模型以及采集的二维激光信息，即可检测出航空蜂窝壁板蒙皮表面的缺陷小孔；本发明实现了航空复合材料蜂窝壁板蒙皮缺陷小孔的快速检测，减少壁板蒙皮小孔检测过程中的人力成本，同时也提高了对蒙皮小孔状态检测的准确性和可信度，加快了航空复合材料蜂窝壁板产线的制造效率，实现了航空复合材料蜂窝壁板蒙皮小孔稳定、高效的检测。
附图说明
图1为本发明的方法流程示意图。
图2为本发明的航空复合材料蜂窝壁板蒙皮浅孔检测装置结构示意图。
图3为本发明的带孔蒙皮表面三维重建模型结构示意图。
图中：1-底板；2-固定夹具；3-滑轨；4-可调移动悬架；5-数据采集装置。
具体实施方式
现在结合附图1-3对本发明作进一步详细的说明。
需要注意的是，发明中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图2所示，在本发明的其中一个实施例中，一种航空复合材料蜂窝壁板蒙皮浅孔检测装置，包括底板1，所述底板1上设有固定夹具2和滑轨3，所述滑轨3上安装有三个可调移动悬架4，三个所述可调移动悬架4分别沿X轴、Y轴和Z轴设置，所述沿Z轴方向设置的可调移动悬架4末端安装有数据采集装置5。
在本实施例中，数据采集装置5为二维激光数据采集装置。
如图1和图2所示，在本发明的其中一个实施例中，一种航空复合材料蜂窝壁板蒙皮浅孔检测方法，应用航空复合材料蜂窝壁板蒙皮浅孔检测装置，包括以下步骤：
通过固定夹具2将待测航空蜂窝壁板固定，使待测航空蜂窝壁板得蒙皮表面为上表面；调整数据采集装置的高度，使数据采集装置5的扫描范围覆盖待测航空蜂窝壁板蒙皮表面，对带孔蒙皮表面点云数据进行采集，并记录数据采集装置5的工作数据；
根据数据采集装置5的工作数据重建待测航空蜂窝壁板蒙皮表面三维模型；
根据待测航空蜂窝壁板蒙皮表面三维模型和带孔蒙皮表面点云数据检测航空蜂窝壁板蒙皮表面的缺陷小孔，得到航空复合材料蜂窝壁板蒙皮浅孔检测结果。
在本实施例中，数据采集装置5的工作数据包括数据采集过程中产生的二维激光束数目N和可调移动悬架4在滑轨3上移动的距离L。
如图3所示，在本发明的其中一个实施例中，根据数据采集装置5的工作数据重建待测航空蜂窝壁板蒙皮表面三维模型包括以下步骤：
根据数据采集装置5的工作数据计算单个二维激光数据的平移量P，计算公式为：
P＝L/N
使采集到的任一二维激光数据i在Y轴方向上增加平移量(i-1)*P，得到均匀分布的二维激光数据，即航空复材壁板的带孔蒙皮表面三维模型。
如图1和图3所示，在本发明的其中一个实施例中，根据待测航空蜂窝壁板蒙皮表面三维模型和带孔蒙皮表面点云数据检测航空蜂窝壁板蒙皮表面的缺陷小孔包括以下步骤：
根据带孔蒙皮表面点云数据中的蒙皮表面轮廓数据，提取存在堵塞孔和半堵塞孔的二维轮廓数据；
结合存在堵塞孔和半堵塞孔的二维轮廓数据和待测航空蜂窝壁板蒙皮表面三维模型，定位航空蜂窝壁板蒙皮表面的缺陷小孔，得到航空复合材料蜂窝壁板蒙皮浅孔检测结果。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种航空复合材料蜂窝壁板蒙皮浅孔检测装置，其特征在于，包括底板(1)，所述底板(1)上设有固定夹具(2)和滑轨(3)，所述滑轨(3)上安装有三个可调移动悬架(4)，三个所述可调移动悬架(4)分别沿X轴、Y轴和Z轴设置，所述沿Z轴方向设置的可调移动悬架(4)末端安装有数据采集装置(5)。
2.根据权利要求1所述的用于航空复合材料蜂窝壁板蒙皮浅孔检测装置，其特征在于，所述数据采集装置(5)为二维激光数据采集装置。
3.一种航空复合材料蜂窝壁板蒙皮浅孔检测方法，应用权利要求1-2中任一项所述的航空复合材料蜂窝壁板蒙皮浅孔检测装置，其特征在于，包括以下步骤：
通过固定夹具(2)将待测航空蜂窝壁板固定，使待测航空蜂窝壁板得蒙皮表面为上表面；调整数据采集装置的高度，使数据采集装置(5)的扫描范围覆盖待测航空蜂窝壁板蒙皮表面，对带孔蒙皮表面点云数据进行采集，并记录数据采集装置(5)的工作数据；
根据数据采集装置(5)的工作数据重建待测航空蜂窝壁板蒙皮表面三维模型；
根据待测航空蜂窝壁板蒙皮表面三维模型和带孔蒙皮表面点云数据检测航空蜂窝壁板蒙皮表面的缺陷小孔，得到航空复合材料蜂窝壁板蒙皮浅孔检测结果。
4.根据权利要求3所述的航空复合材料蜂窝壁板蒙皮浅孔检测方法，其特征在于，所述数据采集装置(5)的工作数据包括数据采集过程中产生的二维激光束数目N和可调移动悬架(4)在滑轨(3)上移动的距离L。
5.根据权利要求4所述的航空复合材料蜂窝壁板蒙皮浅孔检测方法，其特征在于，所述根据数据采集装置(5)的工作数据重建待测航空蜂窝壁板蒙皮表面三维模型包括以下步骤：
根据数据采集装置(5)的工作数据计算单个二维激光数据的平移量P，计算公式为：
P＝L/N
使采集到的任一二维激光数据i在Y轴方向上增加平移量(i-1)*P，得到均匀分布的二维激光数据，即航空复材壁板的带孔蒙皮表面三维模型。
6.根据权利要求3或5所述的航空复合材料蜂窝壁板蒙皮浅孔检测方法，其特征在于，所述根据待测航空蜂窝壁板蒙皮表面三维模型和带孔蒙皮表面点云数据检测航空蜂窝壁板蒙皮表面的缺陷小孔包括以下步骤：
根据带孔蒙皮表面点云数据中的蒙皮表面轮廓数据，提取存在堵塞孔和半堵塞孔的二维轮廓数据；
结合存在堵塞孔和半堵塞孔的二维轮廓数据和待测航空蜂窝壁板蒙皮表面三维模型，定位航空蜂窝壁板蒙皮表面的缺陷小孔，得到航空复合材料蜂窝壁板蒙皮浅孔检测结果。
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