CN112084595A - 一种快速虚拟装配的方法 - Google Patents

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周长灵
徐鸿照
张作焦
张家路
朱平
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Abstract

本发明公开了一种快速虚拟装配的方法，属于虚拟装配技术领域，所述方法在对机体冷结构进行三维激光扫描时，通过设置边界线，将标志点设置于边界线上，建立区域边界，确定冷结构所需装配区域。本发明方法在三维激光扫描时所用的标志点全部粘接于边界线或桌面上，可以避免反复粘贴标志点；通过采用面与面快速比对，且冷结构仅需检测一次，部件每次打磨后，可快速扫描、快速比对，每次虚拟装配的时间仅为几分钟，而现有技术往往需要数小时的虚拟装配时间，本发明可以大大提高装配修磨的效率；可以有效的指导修配的过程，实时监测修配过程，通过虚拟装配标注位置，将虚拟装配与实际操作结合起来，解决了现有虚拟装配技术与实际操作脱节的问题。

Description

一种快速虚拟装配的方法
技术领域
本发明涉及虚拟装配技术领域，具体提供一种快速虚拟装配的方法。
背景技术
虚拟装配是在产品设计过程中，为了更好地帮助进行与装配有关的设计决策，在虚拟环境下对计算机数据模型进行装配关系分析的一项计算机辅助设计技术。它结合面向装配设计(DesignForAssembly，DFA)理论和方法，基本任务就是从设计原理方案出发在各种因素制约下寻求装配结构的最优解，由此拟定装配草图.它以产品可装配性的全面改善为目的，通过模拟试装和定量分析，找出零部件结。构设计中不适合装配或装配性能不好的结构特征，进行设计修改。最终保证所设计的产品从技术角度来讲装配是合理可行的，从经济角度来讲应尽可能降低产品总成本，同时还必须兼顾人因工程和环保等社会因素。
近年来，随着计算机技术和人工智能技术不断地深入发展，虚拟装配引起了越来越多的关注。虚拟装配是通过对产品外形重构建模，在计算机上进行仿真装配。通过虚拟装配可以直观的显示出部件间以及部件与机体冷结构之间的相对位置及相互干涉情况，从而指导热防护系统的返修过程。
复杂产品的装配是产品制造中的瓶颈问题。对于像飞行器热防护系统这种结构复杂、零部件数量多、装配精度要求高的复杂产品，往往需经多次反复试装、拆卸、返修、再试装的过程，才能装配出合格产品。但是当前采用的虚拟装配方式需对全机以及全部件进行数模重构，耗时长、成本高。针对飞行器局部区域的部件返修时效性较差，不能快速识别返修区域并判定返修结果。
现有技术中标志点直接粘接于冷结构或部件上，每次检测后需去除标志点，打磨后再次粘贴标志点进行检测，反复测量需反复粘贴标志点，不仅造成了标志点的浪费，反复粘贴标志点还容易在冷结构表面残余胶，或者损伤部件底面。
发明内容
本发明的技术任务是针对上述存在的问题，提供一种快速虚拟装配的方法。
一种快速虚拟装配的方法，所述方法通过对需要装配的机体冷结构部件和热防护部件的结合面分别进行三维扫描，构建扫描图形，通过将所构建的扫描图形进行对比，将不适合的部位进行修改；
其中，在对冷结构部件进行三维扫描时，通过在冷结构部件上热防护部件所在区域的边缘设置边界线，并在所述边界线上设置标志点，建立装配区域边界，确定冷结构部件装配区域；分别对冷结构部件装配区域和热防护部件的底面进行扫描，并分别建立扫描图形模型；
将所获得的冷结构部件装配区域扫描图形模型和热防护部件底面的扫描图形模型进行对比，根据对比情况，对热防护部件底面进行修磨。
所述方法实现步骤包括：
1)建立冷结构部件区域边界：沿机体冷结构部件表面的热防护部件区域的外沿设置边界点，在边界点上安装边界线，在边界线上方粘贴标志点；
2)三维扫描并重构冷结构区域：使用三维扫描仪对上述区域进行扫描，构建冷结构部件所需要的装配区域的扫描图形模型；
3)热防护部件底面扫描：沿热防护部件底面边缘粘贴标志点，使用三维扫描仪对所述热防护部件的底面进行扫描，构建热防护部件底面的扫描图形模型；
4)模型比对：将热防护部件底面的扫描图形模型和冷结构装配区域的扫描图形模型导入三维测量数据分析软件进行对比，根据对比结果对热防护部件底面进行修补；根据修补情况，将修补后的热防护部件底面重新扫描，构建扫描图形模型，并再次导入三维测量数据分析软件与冷结构部件装配区域的扫描图形模型进行对比。
所述边界点为直径5～15mm、高度5～15mm的圆柱，相互之间间隔5～10cm，边界点用熔胶粘接在冷结构部件上。
所述边界线为长度与冷结构部件装配区域边界线等长。
所述冷结构区域的扫描和重构过程包括：
首先对标志点进行扫描，然后扫描面片，获得一个凹陷的三维图形，将此图形上的边界点和边界线删除，留下的部分为冷结构部件所需装配区域的扫描图形模型。
所述热防护部件底面的扫描过程包括内容如下：
首先进行标志点的扫描，然后扫描面片，获得一个凸起的三维图形，将该三维图形上的桌面部分删除，留下的部分为热防护部件底面的扫描图形模型。
所述模型对比的过程包括内容如下：
将热防护部件底面的扫描图形模型导入三维测量数据分析软件中作为部件，将冷结构部件所需装配区域的扫描图形模型导入三维测量数据分析软件中作为CAD件，采用最佳拟合法使其对齐，然后选择在CAD上的对比结果，显示出热防护部件底面与冷结构之间的匹配性。
所述方法根据模型对比的匹配性，选择处理方式如下：
如果热防护部件底面凸起与冷结构部件表面形成干涉，需对热防护部件底面的干涉区域进行打磨处理；
如果热防护部件底面与冷结构部件表面之间存在缝隙，需对热防护部件底面存在缝隙的区域进行修补；
如果热防护部件底面与冷结构部件表面匹配良好，直接装配。
所述标志点的粘贴间隔为3-10cm。
所述边界线由若干宽度5～15mm，厚度10～20mm的长方体连接而成，所述长方体固定在边界点上方，所述边界线在冷结构部件上的投影与热防护部件的边界线重合。
与现有技术相比，本发明一种快速虚拟装配的方法具有以下突出的有益效果：
1、本发明方法在三维扫描时所用的标志点全部粘接于边界线或桌面上，可以避免反复粘贴标志点；
2、本发明方法采用面与面快速比对，且冷结构仅需检测一次，部件每次打磨后，可快速扫描、快速比对，每次虚拟装配的时间仅为几分钟，而现有技术往往需要数小时的虚拟装配时间，本发明可以大大提高装配修磨的效率；
3、本发明可以有效的指导修配的过程，实时监测修配过程，通过虚拟装配标注位置，将虚拟装配与实际操作结合起来，解决了现有虚拟装配技术与实际操作脱节的问题。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本发明作进一步详细说明。
一种快速虚拟装配的方法，所述方法是实现步骤如下：
1、建立区域边界：
沿机体冷结构表面热防护部件区域的外沿设置边界点，区域面积约0.5平方，边界点为直径10mm、高度10mm的圆柱，相互之间间隔7.5cm的距离，边界点用熔胶粘接在冷结构上；
在边界点上安装边界线，边界线为宽度为10mm，厚度为15mm的长方体，以熔胶粘接在边界点上方，保证边界线在冷结构上的投影与热防护部件的边界线重合；
在边界线上方每隔一定距离粘贴一个标志点。
2.三维激光扫描并重构冷结构区域：
使用三维激光扫描仪对上述区域进行扫描，首先进行标志点的扫描，然后扫描激光面片，获得一个凹陷的三维图形，将此图形上的边界点和边界线删除，留下的即为冷结构所需装配区域。
3.热防护部件底面扫描：将热防护部件底面朝上放置在平整的桌面上，沿部件边缘间隔一定距离粘贴标志点，使用三维激光扫描仪对部件进行扫描，首先进行标志点的扫描，然后扫描激光面片，获得一个凸起的三维图形，将此图形上的桌面部分删除，留下的即为热防护部件底面。
4.模型比对：
将热防护部件底面图形导入gom软件中作为部件，将冷结构扫描图形导入gom软件中作为CAD件，采用最佳拟合法使其对齐，然后选择在CAD上的对比结果，即可显示出热防护部件底面与冷结构之间的匹配性，其中蓝色代表热防护部件底面凸起与冷结构干涉，需对部件底面该区域进行打磨处理；红色代表热防护部件底面与冷结构间存在缝隙，需进行修补；绿色代表热防护部件底面与冷结构匹配良好，可以直接装配。
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种快速虚拟装配的方法，其特征在于，所述方法通过对需要装配的机体冷结构部件和热防护部件的结合面分别进行三维扫描，构建扫描图形，通过将所构建的扫描图形进行对比，将不适合的部位进行修改；
其中，在对冷结构部件进行三维扫描时，通过在冷结构部件上热防护部件所在区域的边缘设置边界线，并在所述边界线上设置标志点，建立装配区域边界，确定冷结构部件装配区域；分别对冷结构部件装配区域和热防护部件的底面进行扫描，并分别建立扫描图形模型；
将所获得的冷结构部件装配区域扫描图形模型和热防护部件底面的扫描图形模型进行对比，根据对比情况，对热防护部件底面进行修磨。
2.根据权利要求1所述的一种快速虚拟装配的方法，其特征在于，所述方法实现步骤包括：
1)建立冷结构部件区域边界：沿机体冷结构部件表面的热防护部件区域的外沿设置边界点，在边界点上安装边界线，在边界线上方粘贴标志点；
2)三维扫描并重构冷结构区域：使用三维扫描仪对上述区域进行扫描，构建冷结构部件所需要的装配区域的扫描图形模型；
3)热防护部件底面扫描：沿热防护部件底面边缘粘贴标志点，使用三维扫描仪对所述热防护部件的底面进行扫描，构建热防护部件底面的扫描图形模型；
4)模型比对：将热防护部件底面的扫描图形模型和冷结构装配区域的扫描图形模型导入三维测量数据分析软件进行对比，根据对比结果对热防护部件底面进行修补；根据修补情况，将修补后的热防护部件底面重新扫描，构建扫描图形模型，并再次导入三维测量数据分析软件与冷结构部件装配区域的扫描图形模型进行对比。
3.根据权利要求2所述的一种快速虚拟装配的方法，其特征在于，所述边界点为直径5～15mm、高度5～15mm的圆柱，相互之间间隔5～10cm。
4.根据权利要求2所述的一种快速虚拟装配的方法，其特征在于，所述边界线为长度与冷结构部件装配区域边界线等长。
5.根据权利要求2所述的一种快速虚拟装配的方法，其特征在于，所述冷结构部件区域的扫描和重构过程包括：
首先对标志点进行扫描，然后扫描面片，获得一个凹陷的三维图形，将此图形上的边界点和边界线删除，留下的部分为冷结构部件所需装配区域的扫描图形模型。
6.根据权利要求2所述的一种快速虚拟装配的方法，其特征在于，所述热防护部件底面的扫描过程包括内容如下：
首先进行标志点的扫描，然后扫描面片，获得一个凸起的三维图形，将该三维图形上的桌面部分删除，留下的部分为热防护部件底面的扫描图形模型。
7.根据权利要求2所述的一种快速虚拟装配的方法，其特征在于，所述模型对比的过程包括内容如下：
将热防护部件底面的扫描图形模型导入三维测量数据分析软件中作为部件，将冷结构部件所需装配区域的扫描图形模型导入三维测量数据分析软件中作为CAD件，采用最佳拟合法使其对齐，然后选择在CAD上的对比结果，显示出热防护部件底面与冷结构之间的匹配性。
8.根据权利要求7所述的一种快速虚拟装配的方法，其特征在于，所述方法根据模型对比的匹配性，选择处理方式如下：
如果热防护部件底面凸起与冷结构部件表面形成干涉，需对热防护部件底面的干涉区域进行打磨处理；
如果热防护部件底面与冷结构部件表面之间存在缝隙，需对热防护部件底面存在缝隙的区域进行修补；
如果热防护部件底面与冷结构部件表面匹配良好，直接装配。
9.根据权利要求3所述的一种快速虚拟装配的方法，其特征在于，所述标志点的粘贴间隔为3-10cm。
10.根据权利要求4所述的一种快速虚拟装配的方法，其特征在于，所述边界线由若干宽度5～15mm，厚度10～20mm的长方体连接而成，所述长方体固定在边界点上方，所述边界线在冷结构部件上的投影与热防护部件的边界线重合。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113626932A (zh) * 2021-08-11 2021-11-09 长春理工大学 一种消除阵列防热结构铺贴累积误差的装配方法
CN115431129A (zh) * 2022-09-26 2022-12-06 沈阳飞机工业（集团）有限公司 口盖类零件余量修配辅助装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204329964U (zh) * 2014-12-03 2015-05-13 天津汽车模具股份有限公司 一种激光扫描仪网状标志点基板
US20170211930A1 (en) * 2016-01-25 2017-07-27 3D Systems Korea, Inc. 3d scanning apparatus and 3d scanning method
CN107792455A (zh) * 2017-10-24 2018-03-13 大连交通大学 三维扫描快速贴点器
CN108120397A (zh) * 2017-12-27 2018-06-05 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 用于标志点快速固定的三维扫描测量辅助装置
CN109916300A (zh) * 2019-03-20 2019-06-21 天远三维（天津）科技有限公司 基于在线图像处理的面向三维扫描的标志点粘贴指示方法
CN110489778A (zh) * 2019-07-02 2019-11-22 西安电子科技大学 面向激光刻蚀加工的图形分割方法、激光刻蚀控制系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204329964U (zh) * 2014-12-03 2015-05-13 天津汽车模具股份有限公司 一种激光扫描仪网状标志点基板
US20170211930A1 (en) * 2016-01-25 2017-07-27 3D Systems Korea, Inc. 3d scanning apparatus and 3d scanning method
CN107792455A (zh) * 2017-10-24 2018-03-13 大连交通大学 三维扫描快速贴点器
CN108120397A (zh) * 2017-12-27 2018-06-05 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 用于标志点快速固定的三维扫描测量辅助装置
CN109916300A (zh) * 2019-03-20 2019-06-21 天远三维（天津）科技有限公司 基于在线图像处理的面向三维扫描的标志点粘贴指示方法
CN110489778A (zh) * 2019-07-02 2019-11-22 西安电子科技大学 面向激光刻蚀加工的图形分割方法、激光刻蚀控制系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘华刚;黎克清;郝瑞参;: "基于三维扫描技术的模具零件虚拟装配检测", 工程塑料应用, no. 06, pages 80 - 83 *
吴光辉: "虚拟装配技术在汽车钣金冲压模中的应用", 模具技术, vol. 2019, no. 5, pages 60 - 63 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113626932A (zh) * 2021-08-11 2021-11-09 长春理工大学 一种消除阵列防热结构铺贴累积误差的装配方法
CN115431129A (zh) * 2022-09-26 2022-12-06 沈阳飞机工业（集团）有限公司 口盖类零件余量修配辅助装置
CN115431129B (zh) * 2022-09-26 2023-10-13 沈阳飞机工业（集团）有限公司 口盖类零件余量修配辅助装置

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