CN112964173A - 一种结构件品质检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种结构件品质检测方法，该方法包括以下步骤：步骤S1：对待测零件待检测面轮廓进行扫描，得到待检测面轮廓的测量坐标值；步骤S2：将所述步骤S1得到的测量坐标值进行最小二乘拟合，得到一条以测量坐标值为输入的拟合趋势直线；步骤S3：计算测量坐标值与所述拟合趋势直线上对应坐标点之间的离差，选取正负离差最大的两个坐标点，作为待检测面轮廓上的最大变形位置点。本发明提供的检测方法不依赖标准平面和待测零件定位的精度即能有效地检测出待测零件的平面度，保证了测量结果的准确性，且该方法能够对位于产品内侧面的当待检测面进行检测。

Description

一种结构件品质检测方法
技术领域
本发明属于自动化检测技术领域，具体涉及一种结构件品质检测方法。
背景技术
当前电子产品所使用的材料越来越轻薄，甚至整机外壳的材料厚度不足1mm，所以在生产组装的过程中，很多工序都容易导致组件的变形，对组件平面度的检测必不可少。
目前业内对电子产品平面度的检测一般采用两种计算方式：第一种方法是缝隙测量法，即是将待测零件平放在一个标准平面上，检测零件边缘与标准平面之间的缝隙，以缝隙宽度宽度作为零件变形程度的判定依据。第二种方法是高度差值测量法，即是将待测零件水平放置在一个仿形治具中，测量零件不同位置的边缘与一个标准平面的高度差值，以高度差值大小作为零件变形程度的判定依据。
上述提到的两种方法目前在业内无论是手动测量治具还是自动化量测设备上都被广泛使用。但是这两种方法都必须依赖比较高要求的标准平面，如果平面本身发生变形则所有的测量结果都是不准确的。而且在测量过程中，待测零件定位的精度也会对测量结果有较大的影响，零件放置稍有歪斜，就会在很大程度上影响判定的结果。且目前的变形度测量算法无法判断整个零件的变形特征，对需要严格管控的V型急剧变形无法也无法进行有效区分。而且当待检测平面的位置位于产品内侧面的时候，上述的两种测量方法都是无法满足的。
发明内容
为解决现有检测方法存在的技术问题，本发明在此的目的在于提供一种结构件品质检测方法，该检测方法不依赖标准平面和待测零件定位的精度，能够有效检测出待测零件的平面度。
为实现本发明的目的，在此提供的平面度检测方法包括以下步骤：
步骤S1：对待测零件待检测面轮廓进行扫描，得到待检测面轮廓的测量坐标值；
步骤S2：将所述步骤S1得到的测量坐标值进行最小二乘拟合，得到一条以测量坐标值为输入的拟合趋势直线；
步骤S3：计算测量坐标值与所述拟合趋势直线上对应坐标点之间的离差，选取正负离差最大的两个坐标点，作为待检测面轮廓上的最大变形位置点。
本发明提供的检测方法通过扫描得到待检测面轮廓的测量坐标值，对该测量坐标值进行处理得到一条测量坐标值为输入的拟合趋势直线，通过测量坐标值与该测量坐标值在拟合趋势直线上对应坐标点之间离差确定待检测面轮廓上最大变形位置点，整个检测方法不依赖标准平面和待测零件定位的精度即能有效地检测出待测零件的平面度，保证了测量结果的准确性，且该方法能够对位于产品内侧面的当待检测面进行检测。
进一步的，计算所述步骤S3中最大变形位置点与所述拟合趋势直线的距离并相加，相加结果作为判断待检测面的变形量用于判断待测零件的变形情况，实现了对整个零件变形特征的判断。
进一步的，选取最大变形位置点两侧的两个点，该两点的测量坐标值与所述拟合趋势直线上对应坐标点之间的离差为零，求的由这三个点组成的夹角α，并将该夹角α与阈值进行比对，如夹角α小于阈值，则最大变形处存在V型急剧突变，实现了对需要严格管控的V型急剧变形有效区分。
本发明的有益效果：
1)该检测方法不依赖标准平面和待测零件定位的精度即能有效地检测出待测零件的平面度，保证了测量结果的准确性，且该方法能够对位于产品内侧面的当待检测平面进行检测；
2)该检测方法实现了对整个零件变形特征的判断；
3)该检测方法实现了对需要严格管控的V型急剧变形有效区分。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1是笔记本电脑A件塑件平面度的检测装置示意图；
图2是扫描得到的塑件面轮廓的3D点云图；
图3是本发明提供的拟合趋势直线示意图；
图4是本发明记载的离差最大点的示意图；
图5是本发明记载的变形量计算原理图；
图6是本发明V型急剧变形计算原理图；
附图中：1-3D线激光轮廓扫描仪，2-待测零件，3-机械臂。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本发明将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
本发明为了解决现有的平面检测方法需依赖标准平面和待测零件定位精度的问题，提供的一种结构件品质检测方法将待测零件待检测面向上放置，用3D线激光轮廓扫描仪对待检测面进行扫描，得到待检测面轮廓的3D点云图。一个扫描表面的点云数据组其实就是以3D线激光轮廓扫描仪为坐标原点建立的位移与高度的点坐标，将扫描到的点坐标作为输入参数，进行最小二乘拟合，得到一条以扫描到的点坐标为输入的拟合趋势直线。
查询所有扫描的点坐标当中，距离拟合趋势线距离最远的正值点(离差最大正值点)，和距离最远的负值点(离差最大负值点)，这两个点就是待测零件待检测面上的最大变形位置点；通过这两个点即可判断出待检测面是否存在变形。
以这两个点到拟合趋势线的距离之和，作为该待检测面的最大变形量数值进行判断，即可判读得出待检测面变形情况。
选取离差最大正值点最近的两个离差为零的点，求的由这三个点组成的夹角α，将α的大小作为是否存在V型急剧变形的判定依据，如果α小于某个设定值，则说明该零件在最大变形处存在较为明显的V型急剧突变，反之则不存在V型急剧突变。
本文提供的检测方法可以用于对任何产品的平面进行检测，在此结合附图以笔记本电脑A件塑件平面度的检测为例，对该平面度检测算法进行详细说明。
如图1所示，将待测零件2(A件塑件)面向上放置在扫描位置，用通过机械臂3带动3D线激光轮廓扫描仪1对塑件表面进行扫描；
扫描后得到的点云图如图2所示。
3D线激光轮廓扫描仪的扫描频率设置为980HZ和扫描速度为200mm/s，在点云坐标中，每个点的X坐标变量是一定的，约为0.204mm。300mm长的待测零件，扫描时间为0.67秒，共得到约650个点坐标。每个点坐标的y为3D线激光轮廓扫描仪测量到的高度数值，x为3D线激光轮廓扫描仪移动的距离，所以y和x之间存在变量关系，建立一元线性回归方程：
yi＝α+βxi+εi (5)
将650个坐标点(也就是观测值、测量坐标值)的值代入上述方程，找到两个样本统计量a、b分别作为参数α和β的估计量，那么用a、b分别替代总体回归方程中的参数，则得到样本回归方程如下：
y′i＝a+bxi (2)
采用观测值与对应估计值之间的离差平方总和来衡量全部数据总的离差大小，要求全部观测值与对应的回归估计值的离差平方的总和为最小，即：
Figure BDA0002878390770000051
Figure BDA0002878390770000052
采用微分法即可得到：
∑yi＝na+b∑xi
Figure BDA0002878390770000053
求解上述方程可以得到a和b，a和b的计算公式如下：
Figure BDA0002878390770000054
Figure BDA0002878390770000055
本文中y′i为待检测面轮廓上i点的拟合坐标点值，xi和yi为扫描得到的待检测面轮廓上i点的测量坐标值，n为扫描待检测面得到的所有坐标点数。
结合式(2)—式(4)得到如图3所示的拟合趋势直线。
将待检测面轮廓上i点的观测值(测量坐标值)坐标代入方程(2)—方程(4)得到待检测面轮廓上i点的拟合坐标点值y′i，再通过方程(1)计算得到各观测值与拟合坐标点的离差，
L＝y′i-yi (1)
式中：L为离差，y′i为待检测面轮廓上i点的拟合坐标点值，xi和yi为扫描得到的待检测面轮廓上i点的测量坐标值。
根据计算，将正负离差最大的两个点B1和B2作为最大形变点，作为待检测面轮廓上的最大变形位置点，如图4所示。如图5所示,以B1和B2的测量坐标值计算出点到拟合趋势线的距离D1和D2，则这个检测平面上的最大形变量Dmax；
Dmax＝D1+D2 (6)
利用方程(1)—(4)，找到B1附近前后两个点N1和N2，该两个点的测量坐标值与拟合趋势直线上对应坐标点之间的离差为零(即将该两个点测量坐标代入方程(3)、(4)计算得到a、b，再将a、b代入方程(2)得到该两点的拟合坐标点值y′i，再将计算得到的该两点拟合坐标点值y′i和测量坐标值yi代入方程(1)的到离差L，L为零)。
如图6所示，N1、N2和B1三点在B1处形成夹角，通过N1、N2和B1三点的坐标根据向量夹角余弦公式计算B1点的夹角，计算过程如下：
B1点坐标(xb1,yb1)
N1点坐标(xN1,yN1)
N2点坐标(xN2,yN2)
B1N1向量：(xN1—xb1，yN1—yb1)
B1N2向量：(xN2—xb1，yN2—yb1)
N2N1向量：(xN1—xN2，yN1—yN2)
Figure BDA0002878390770000061
∠B1的值小于设定的判定阀值，则可判断B1点的变形为V型急剧变形。
本公开已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本公开的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本公开的范围。相反，在不脱离本公开的精神和范围内所作的变动与润饰，均属本公开的专利保护范围。

Claims (4)

1.一种结构件品质检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤S1：对待测零件待检测面轮廓进行扫描，得到待检测面轮廓的测量坐标值；
步骤S2：将所述步骤S1得到的测量坐标值进行最小二乘拟合，得到一条以测量坐标值为输入的拟合趋势直线；
步骤S3：计算测量坐标值与所述拟合趋势直线上对应坐标点之间的离差，选取正负离差最大的两个坐标点，作为待检测面轮廓上的最大变形位置点。
2.根据权利要求1所述的结构件品质检测方法，其特征在于：计算所述步骤S3中最大变形位置点与所述拟合趋势直线的距离并相加，相加结果作为判断待检测面的变形量用于判断待测零件的变形情况。
3.根据权利要求1所述的结构件品质检测方法，其特征在于：选取最大变形位置点两侧的两个点，该两点的测量坐标值与所述拟合趋势直线上对应坐标点之间的离差为零，求的由这三个点组成的夹角α，并将该夹角α与阈值进行比对，如夹角α小于阈值，则最大变形处存在V型急剧突变。
4.根据权利要求1或2或3所述的结构件品质检测方法，其特征在于：所述离差由以下方程得出：
Figure FDA0002878390760000011
Figure FDA0002878390760000012
Figure FDA0002878390760000013
Figure FDA0002878390760000014
式中：L为离差，
Figure FDA0002878390760000015
为待检测面轮廓上i点的拟合坐标点值，xi和yi为扫描得到的待检测面轮廓上i点的测量坐标值，n为扫描待检测面得到的所有坐标点数。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113884049A (zh) * 2021-10-08 2022-01-04 包头钢铁（集团）有限责任公司 一种使用全站仪测量起重机水平弯曲的方法
CN113983958A (zh) * 2021-11-26 2022-01-28 中电科信息产业有限公司 运动状态确定方法、装置、电子设备及存储介质
CN115157437A (zh) * 2022-06-28 2022-10-11 中电建路桥集团有限公司 一种预制箱梁质量控制的标准化及数据化方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0997331A (ja) * 1995-09-29 1997-04-08 Nec Corp 画像処理装置
CN102607503A (zh) * 2012-03-29 2012-07-25 西安理工大学 基于倾角传感器的直线度测量仪及其直线度测量方法
CN103459978A (zh) * 2011-04-14 2013-12-18 Inb视觉股份公司 用于测量表面的装置和方法
CN103542820A (zh) * 2013-10-12 2014-01-29 中国人民解放军63926部队 一种检测风洞内表面平整度的方法
TW201504593A (zh) * 2013-07-25 2015-02-01 Nat Univ Tsing Hua 使用陰影雲紋法線上即時檢測表面形貌與平面外變形之方法與系統
CN106500633A (zh) * 2016-12-29 2017-03-15 苏州逸美德科技有限公司 一种平整度检测方法
CN107292926A (zh) * 2017-06-13 2017-10-24 西安科技大学 基于多图像序列的巡检机器人运动轨迹直线度测量方法
JP2018179632A (ja) * 2017-04-07 2018-11-15 三菱電機株式会社 ロープの表面凹凸検出方法および表面凹凸検出装置
JP2019178877A (ja) * 2018-03-30 2019-10-17 ダイハツ工業株式会社 表面検査装置
CN110579201A (zh) * 2019-07-25 2019-12-17 北京航空航天大学 一种基于差分进化算法的平面度评定方法
CN110954009A (zh) * 2019-12-20 2020-04-03 逸美德科技股份有限公司 轮毂端面变形检测方法及其装置
CN111811442A (zh) * 2020-07-14 2020-10-23 上海船舶工艺研究所(中国船舶工业集团公司第十一研究所) 一种船舶大面积甲板平面度快速测量与计算方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0997331A (ja) * 1995-09-29 1997-04-08 Nec Corp 画像処理装置
CN103459978A (zh) * 2011-04-14 2013-12-18 Inb视觉股份公司 用于测量表面的装置和方法
CN102607503A (zh) * 2012-03-29 2012-07-25 西安理工大学 基于倾角传感器的直线度测量仪及其直线度测量方法
TW201504593A (zh) * 2013-07-25 2015-02-01 Nat Univ Tsing Hua 使用陰影雲紋法線上即時檢測表面形貌與平面外變形之方法與系統
CN103542820A (zh) * 2013-10-12 2014-01-29 中国人民解放军63926部队 一种检测风洞内表面平整度的方法
CN106500633A (zh) * 2016-12-29 2017-03-15 苏州逸美德科技有限公司 一种平整度检测方法
JP2018179632A (ja) * 2017-04-07 2018-11-15 三菱電機株式会社 ロープの表面凹凸検出方法および表面凹凸検出装置
CN107292926A (zh) * 2017-06-13 2017-10-24 西安科技大学 基于多图像序列的巡检机器人运动轨迹直线度测量方法
JP2019178877A (ja) * 2018-03-30 2019-10-17 ダイハツ工業株式会社 表面検査装置
CN110579201A (zh) * 2019-07-25 2019-12-17 北京航空航天大学 一种基于差分进化算法的平面度评定方法
CN110954009A (zh) * 2019-12-20 2020-04-03 逸美德科技股份有限公司 轮毂端面变形检测方法及其装置
CN111811442A (zh) * 2020-07-14 2020-10-23 上海船舶工艺研究所(中国船舶工业集团公司第十一研究所) 一种船舶大面积甲板平面度快速测量与计算方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113884049A (zh) * 2021-10-08 2022-01-04 包头钢铁（集团）有限责任公司 一种使用全站仪测量起重机水平弯曲的方法
CN113983958A (zh) * 2021-11-26 2022-01-28 中电科信息产业有限公司 运动状态确定方法、装置、电子设备及存储介质
CN113983958B (zh) * 2021-11-26 2024-01-05 中电科信息产业有限公司 运动状态确定方法、装置、电子设备及存储介质
CN115157437A (zh) * 2022-06-28 2022-10-11 中电建路桥集团有限公司 一种预制箱梁质量控制的标准化及数据化方法
CN115157437B (zh) * 2022-06-28 2024-01-16 中电建路桥集团有限公司 一种预制箱梁质量控制的标准化及数据化方法

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