CN112525108A - 一种采用激光跟踪仪在线检测薄板类零件轮廓误差的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种采用激光跟踪仪在线检测薄板类零件轮廓误差的方法，将激光跟踪仪设备摆放至柔夹内部，选取3个柔夹用于建立检测坐标系，应用激光跟踪仪手持式测头在薄板的待测边上测量点，将测得的点与柔夹和薄板整合后的理论数模进行对比，得出薄板的轮廓误差。该方法能够实现在线检测薄板类零件轮廓误差，有效降低检测成本，而且可以避免薄板转运途中产生误差，提高检测精度和效率。

Description

一种采用激光跟踪仪在线检测薄板类零件轮廓误差的方法
技术领域
本发明属于在线检测技术领域，具体为一种采用激光跟踪仪在线检测薄板类零件轮廓误差的方法。
背景技术
大型复合材料加筋薄板具有厚度薄、型面曲率大、壁板尺寸大、制造难度高的特点，且要求净边交付，需进行数控机床进行加工。传统做法是根据薄板的型面定制专用工装，通过专用工装实现薄板装夹和固定，完成薄板加工和检测。通常情况下，复合材料薄板的检测方法为将薄板与专用工装一起运至三坐标测量机上进行轮廓误差检测。
因柔性夹具可根据待夹持件的型面进行自身高度调整来适应待固持件的型面，从而达到固持零件的目的。现将复合材料薄板通过定位销固定于柔性夹具上，调整柔性夹具的高度来适应薄板的型面，并通过柔性夹具的真空吸附力实现薄板的固定。通过柔性夹具固持大型复合材料加筋薄板不仅可以节省巨额的加工模具费用，还可以提高加工效率。通过柔性夹具加工大型复合材料薄板需使用薄板上定位孔将板与柔夹定位，因此，加工完后薄板零件检测需在柔夹机床上在线检测，如使用三坐标测量机检测方式，不仅需要定制专用检测工装，还需采购符合要求的三坐标测量机设备，很大程度提高了检测成本且降低了检测效率。
研究提出一种在线检测薄板类零件轮廓误差，将有效降低检测成本，而且可以避免薄板转运途中产生误差，从而提高检测精度和效率。
发明内容
为实现采用柔性夹具加工的薄板类零件轮廓误差的在线检测，本发明研究提出一种采用激光跟踪仪在线检测薄板类零件轮廓误差的方法。
所述的一种采用激光跟踪仪在线检测薄板类零件轮廓误差的方法，其技术方案采用以下步骤：
第一步，将激光跟踪仪摆放至柔夹内部，且保证激光跟踪仪的手持式测头能测量薄板的所有轮廓和柔性夹具的平面和圆；
第二步，选取3个柔夹用于建立检测坐标系；
第三步，在建立的检测坐标系中，应用激光跟踪仪手持式测头在薄板的待测边上测量得出相关点的数据；
第四步，将测得的点的数据与前期加工理论数模进行对比，得出薄板的轮廓误差。
进一步地，如第二步所述的选取3个柔夹建立检测坐标系，3个柔夹的选取方法是：选取的3个柔夹，一个柔夹A0位于薄板右上角，一个柔夹A14位于薄板左上角，一个柔夹Z0位于薄板右下角，此3个柔夹形成的区域能包含待测薄板，且3个柔夹的连线在柔夹A0处能成一个直角。
进一步地，运用选取的3个柔夹用于建立检测坐标系的方法是：使用激光跟踪仪的手持式测头在3个柔夹的平面和圆特征上分别测量点，使用得到的测量点构造平面、圆、直线元素，将3个柔夹测得的平面点构造一个大平面，将3个柔夹测得的圆元素构造出圆特征，且将圆特征投影到大平面上，得到3个圆，提取3个圆的圆心，应用现有元素建立检测坐标系，其中坐标原点在柔夹A0处的圆心上，柔夹A0与柔夹A14的连线并指向柔夹A14为+X轴向，大平面的法向为+Z轴向。
在上述技术方案中，所提出的采用激光跟踪仪在线检测薄板类零件轮廓误差的方法，使得制造基准与检测基准一致，从而提高了检测精度和效率，降低了检测成本。
附图说明
图1为检测坐标系建立示意图。
图1中：1、柔夹A0，2、薄板，3、柔夹A14，4、柔夹Z0，5、平面，6、圆。
具体实施方式
下面将结合图1，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明某一种具体实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以运用柔性夹具加工的大型复合材料加筋壁板（薄板）为例。
首先，将柔性夹具的数模与待测薄板的数模进行整合，应用整合后的数模进行编程加工。
加工完成后，将激光跟踪仪摆放至柔夹内部，且保证激光跟踪仪的手持式测头能测量薄板的所有轮廓和柔性夹具的平面和圆。
如图1所示，选取3个柔夹，一个柔夹A0（1）位于薄板（2）右上角，一个柔夹A14（3）位于薄板（2）左上角，一个柔夹Z0（4）位于薄板（2）右下角，此3个柔夹形成的区域能包含待测薄板（2），且3个柔夹的连线在柔夹A0（1）处能成一个直角；使用激光跟踪仪的手持式测头在3个柔夹的平面和圆特征上分别测量点，使用得到的测量点构造平面、圆、直线元素，将3个柔夹测得的平面点构造一个大平面，将3个柔夹测得的圆元素构造出圆特征，且将圆特征投影到大平面上，得到3个圆，提取3个圆的圆心，应用现有元素建立检测坐标系，其中坐标原点在柔夹A0（1）处的圆心上，柔夹A0（1）与柔夹A14（3）的连线并指向柔夹A14（3）为+X轴向，大平面的法向为+Z轴向。
使用激光跟踪仪手持式测头测量柔夹A0（1）、柔夹A14（3）、柔夹Z0（4）的平面（5）和圆（6）。
在建立的检测坐标系中，应用激光跟踪仪手持式测头在薄板（2）的待测边上测量得出相关点的数据，将测得的点的数据与前期加工理论数模进行对比，得出薄板（2）的轮廓误差。
最后，整理并给出检测报告。

Claims (3)

1.一种采用激光跟踪仪在线检测薄板类零件轮廓误差的方法，其特征是：所述的采用激光跟踪仪在线检测薄板类零件轮廓误差的方法，采用以下步骤：
第一步，将激光跟踪仪摆放至柔夹内部，且保证激光跟踪仪的手持式测头能测量薄板的所有轮廓和柔性夹具的平面和圆；
第二步，选取3个柔夹用于建立检测坐标系；
第三步，在建立的检测坐标系中，应用激光跟踪仪手持式测头在薄板的待测边上测量得出相关点的数据；
第四步，将测得的点的数据与前期加工理论数模进行对比，得出薄板的轮廓误差。
2.如权利要求1所述的采用激光跟踪仪在线检测薄板类零件轮廓误差的方法，其特征在于：所述的选取3个柔夹用于用于建立检测坐标系，3个柔夹的选取方法是，一个柔夹A0（1）位于薄板（2）右上角，一个柔夹A14（3）位于薄板（2）左上角，一个柔夹Z0（4）位于薄板（2）右下角，此3个柔夹形成的区域能包含待测薄板（2），且3个柔夹的连线在柔夹A0（1）处能成一个直角。
3.如权利要求2所述的采用激光跟踪仪在线检测薄板类零件轮廓误差的方法，其特征在于：所述的运用选取的3个柔夹用于建立检测坐标系的方法是，使用激光跟踪仪的手持式测头在3个柔夹的平面（5）和圆（6）特征上分别测量点，使用得到的测量点构造平面、圆、直线元素，将3个柔夹测得的平面点构造一个大平面，将3个柔夹测得的圆元素构造出圆特征，且将圆特征投影到大平面上，得到3个圆，提取3个圆的圆心，应用现有元素建立检测坐标系，其中坐标原点在柔夹A0（1）处的圆心上，柔夹A0（1）与柔夹A14（3）的连线并指向柔夹A14（3）为+X轴向，大平面的法向为+Z轴向。
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