CN113625658B - 偏移信息处理方法、装置、电子设备和制孔机构 - Google Patents

偏移信息处理方法、装置、电子设备和制孔机构 Download PDF

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CN113625658B CN202110945946.5A CN202110945946A CN113625658B CN 113625658 B CN113625658 B CN 113625658B CN 202110945946 A CN202110945946 A CN 202110945946A CN 113625658 B CN113625658 B CN 113625658B
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Abstract

本申请提供一种偏移信息处理方法、装置、电子设备和制孔机构，本申请的偏移信息处理方法，包括：获取制孔机构上各个位移传感器的当前位置信息，其中，制孔机构包括：刀具和至少4个位移传感器，各个位移传感器均与刀具连接；根据至少4个位移传感器中任意3个目标传感器的当前位置信息确定刀具的一个候选偏移信息，确定至少两个候选偏移信息；根据至少两个候选偏移信息，计算得到平均值；根据平均值，从至少两个候选偏移信息中选取目标偏移信息。故本申请能够实现制孔机构中刀具的偏移信息处理，且本申请可以对位移传感器的测量结果进行处理以得到更为准确的偏移信息，提高了所确定的目标刀具偏移信息的准确率，从而可以提高制孔的精准度。

Description

偏移信息处理方法、装置、电子设备和制孔机构
技术领域
本申请涉及机械制造技术领域，具体而言，涉及一种偏移信息处理方法、装置、电子设备和制孔机构。
背景技术
现有技术中，国内大部分的钻孔作业都为人工拿气钻操作，人工操作的准确度依靠的是操作人员的操作经验，而只凭操作经验是无法量化和正确找到当前待钻孔点的法向方向，往往导致结果存在较大的人工误差，使得刀具偏移当前待钻孔点的法向方向过多，从而造成钻孔的质量较差。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种偏移信息处理方法、装置、电子设备和制孔机构，用以实现制孔机构中刀具的偏移信息处理，且本申请可以对位移传感器的测量结果进行处理以得到更为准确的偏移信息。
第一方面，本申请提供一种偏移信息处理方法，包括：获取制孔机构上各个位移传感器的当前位置信息，其中，制孔机构包括：刀具和至少4个位移传感器，各个位移传感器均与刀具连接；根据至少4个位移传感器中任意3个目标传感器的当前位置信息确定刀具的一个候选偏移信息，确定至少两个候选偏移信息；根据至少两个候选偏移信息，计算得到平均值；根据平均值，从至少两个候选偏移信息中选取目标偏移信息。
于一实施例中，根据平均值，从至少两个候选偏移信息中选取目标偏移信息，包括：计算各个候选偏移信息与平均值的差值；从各个候选偏移信息中选取差值最大的一个目标偏移信息。
于一实施例中，根据平均值，从至少两个候选偏移信息中选取目标偏移信息，包括：计算各个候选偏移信息与平均值的差值；判断最大差值是否大于或者等于预设阈值；若最大差值大于或者等于预设阈值，则从各个候选偏移信息中选取差值最大的一个目标偏移信息；若最大差值小于预设阈值，则发出提示信息或者生成控制制孔机构的调控指令。
于一实施例中，根据至少4个位移传感器中任意3个目标传感器的当前位置信息确定刀具的一个候选偏移信息，包括：根据至少4个位移传感器中任意3个目标传感器的当前位置信息确定刀具的一个轴向向量；根据轴向向量和基准平面，确定候选偏移信息。
于一实施例中，确定至少两个候选偏移信息，包括：确定全部数量的候选偏移信息。
于一实施例中，偏移信息处理方法还包括：根据目标偏移信息，确定刀具的显示坐标；根据显示坐标，在显示装置上显示刀具的轨迹。
于一实施例中，偏移信息处理方法还包括：基于目标偏移信息校准刀具。
第二方面，本申请提供一种偏移信息处理装置，包括：第一获取模块、确定模块、计算模块和选取模块，第一获取模块用于获取制孔机构上各个位移传感器的当前位置信息，其中，制孔机构包括：刀具和至少4个位移传感器，各个位移传感器均与刀具连接；确定模块用于根据至少4个位移传感器中任意3个目标传感器的当前位置信息确定刀具的一个候选偏移信息，确定至少两个候选偏移信息；计算模块用于根据至少两个候选偏移信息，计算得到平均值；选取模块用于根据平均值，从至少两个候选偏移信息中选取目标偏移信息。
于一实施例中，选取模块还用于：计算各个候选偏移信息与平均值的差值；从各个候选偏移信息中选取差值最大的一个目标偏移信息。
于一实施例中，选取模块还用于：计算各个候选偏移信息与平均值的差值；判断最大差值是否大于或者等于预设阈值；若最大差值大于或者等于预设阈值，则从各个候选偏移信息中选取差值最大的一个目标偏移信息；若最大差值小于预设阈值，则发出提示信息或者生成控制制孔机构的调控指令。
于一实施例中，确定模块还用于：根据至少4个位移传感器中任意3个目标传感器的当前位置信息确定刀具的一个轴向向量；根据轴向向量和基准平面，确定候选偏移信息。
于一实施例中，确定模块还用于：确定全部数量的候选偏移信息。
于一实施例中，偏移信息处理装置还包括：显示坐标确定模块和显示模块，显示坐标确定模块用于根据目标偏移信息，确定刀具的显示坐标；显示模块用于根据显示坐标，在显示装置上显示刀具的轨迹。
于一实施例中，偏移信息处理装置还包括：校准模块，校准模块用于基于目标偏移信息校准刀具。
第三方面，本申请提供一种电子设备，包括：存储器和处理器，存储器用以存储计算机程序；处理器用以执行计算机程序，以实现如前述实施方式中第一方面及其任一实施例的方法。
于一实施例中，电子设备还包括：显示器。
第四方面，本申请提供一种制孔机构，包括：刀具、旋转装置、基座和至少4个位移传感器；旋转装置与刀具传动连接，用于驱动刀具旋转；基座固定在旋转装置上，位移传感器设于基座上。
于一实施例中，制孔机构还包括：控制装置，控制装置与位移传感器连接。
于一实施例中，制孔机构还包括：显示装置，显示装置与控制装置连接。
于一实施例中，制孔机构还包括：驱动装置，驱动装置与基座连接，用于驱动基座运动。
本申请与现有技术相比的有益效果是：
本申请可以通过多个位移传感器，确定刀具轴线与待加工表面法线之间的偏移角度计算，以实现制孔机构中刀具的偏移信息处理，提高制孔的精准度。且本申请可以应用于航空工业的飞机骨架等高精度场合，避免因法向不准确而影响留在蒙皮上的铆钉头形态，提高整机质量。
本申请还可以通过对位移传感器的测量结果以求平均等方式进行得到更为准确的偏移信息，提高了所确定的目标刀具偏移信息的准确率，从而可以提高制孔的精准度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请一实施例示出的制孔机构的部分结构示意图。
图2为本申请一实施例示出的制孔机构的加工示意图。
图3为本申请一实施例示出的制孔机构的框图。
图4为本申请一实施例示出的电子设备的结构示意图。
图5为本申请一实施例示出的偏移信息处理方法的流程示意图。
图6为本申请一实施例示出的偏移信息处理方法的流程示意图。
图7为本申请一实施例示出的基准坐标系的示意图。
图8为本申请一实施例示出的偏移信息处理方法的流程示意图。
图9为本申请一实施例示出的偏移信息处理方法的流程示意图。
图10为本申请一实施例示出的偏移信息处理方法的流程示意图。
图11为本申请一实施例示出的偏移信息处理装置的框图。
图标：100-制孔机构；110-基座；120-位移传感器；130-刀具；140-旋转装置；150-驱动装置；160-控制装置；190-显示装置；191-光点；192-十字架；200-待加工表面；300-电子设备；301-总线；302-存储器；303-处理器；400-偏移信息处理装置；410-第一获取模块；420-确定模块；430-计算模块；440-选取模块。
具体实施方式
术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，并不表示排列序号，也不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。
下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。
请参照图1，其为本申请一实施例示出的制孔机构100的部分结构示意图。制孔机构100包括：刀具130、旋转装置140、基座110、位移传感器120和控制装置160(请参照图3)，旋转装置140与刀具130传动连接，用于驱动刀具130旋转；基座110固定在旋转装置140上，位移传感器120设于基座110上，即各个位移传感器120均与刀具130间接连接，且多个位移传感器120周向布置于刀具130。
控制装置160包括人机交互界面、收发器、处理器303以及存储器302等部件，控制装置160与位移传感器120连接，用于接收并处理位移传感器120所检测的信息。
其中，刀具130可以是钻头、铣刀等工具，可以用于加工孔槽。旋转装置140可以是气钻或者电钻。位移传感器120的个数为至少4个，可以是4个、5个、6个、7个等。
控制装置160与位移传感器120之间的连接方式，可以是无线连接也可以是有线连接。本实施例中，位移传感器120共设有4个。
由于各个位移传感器120均与刀具130间接连接，当旋转装置140偏转一个角度，刀具130与位移传感器120也会在旋转装置140和基座110的带动下同步偏转，故各个位移传感器120实时检测的位移变化量可以反映刀具130的偏转角度即偏移信息。
各个位移传感器120将实时检测的位移变化量实时发送给控制装置160，控制装置160接收各个位移传感器120的所采集的信号，并进行处理得到该位移变化量所反映的刀具130偏移信息。
需要说明的是，位移传感器120可以是接触式传感器，也可以是非接触式传感器，当位移传感器120为接触式传感器时，在基座110上可以设有多个支管，位移传感器120通过弹簧等弹性部件能移动地设于支管内，位移传感器120在弹性部件的作用下与待加工平面接触。当位移传感器120为非接触式传感器时，位移传感器120可以设于刀具130刀尖的后方，无需与待加工平面接触。
请参照图2，其为本申请一实施例示出的制孔机构100的加工示意图。制孔机构100还包括：显示装置190，显示装置190与控制装置160连接。控制装置160将经过处理的刀具130偏移信息传递给显示装置190，由显示装置190输出，从而使反馈刀具130偏移信息可视化。
其中，显示装置190可以是直接通过螺栓固定于基座110上，也可以是独立设置的，例如：显示装置190可以设于机房或者其他地方。
显示装置190的显示屏上可以显示网格、一个示意原点的十字架192以及一个用于实时示意刀具130位置的光点191。刀具130的偏移轨迹在显示屏上以光点191像素偏移的形式进行显示。当光点191位于十字架192的中心，则操作人员可以得知刀具130垂直于待加工表面200，刀具130的轴线与待加工表面200当前点的法线重合；当光点191不位于十字架192的中心，则操作人员可以根据光点191与十字架192之间的位置得知刀具130的轴线与待加工表面200当前点的法线之间的偏移量，以利于操作人员手动或者制孔机构100自动调整。
待加工表面200可以是平面或者曲面。本实施例中，制孔机构100的旋转装置140为手持式气钻。位移传感器120是接触式传感器。
于一操作过程中，在制孔机构100不打孔，且显示装置190打开时，各个位移传感器120未与任何面接触，检测得到的数值没有发生变化，此时显示装置190中光点191与十字架192的中心重合。操作人员手持旋转装置140并将刀具130与待加工工件的待加工表面200相抵，此时多个位移传感器120在弹簧等部件弹力的作用下发生伸缩，也与待加工表面200相抵，此时各个位移传感器120可以测得一个位移变化量，显示装置190在控制装置160的控制下可以根据测得的位移变化量改变光点191位置，来显示此时刀具130轴线与待加工表面200当前点的法线之间的偏移量。
当操作人员将旋转装置140偏转一个角度，刀具130与位移传感器120也会在旋转装置140和基座110的带动下同步偏转，此时各个位移传感器120可以测得一个新的位移变化量，显示装置190可以根据新测得的位移变化量改变光点191位置，来显示此时刀具130轴线与待加工表面200当前点的法线之间的偏移量。
于一其他的实施例中，制孔机构100可以不包括显示装置190，由控制装置160内部处理数据并输出，实现全自动制孔。
请参照图3，其为本申请一实施例示出的制孔机构100的框图。制孔机构100还包括：驱动装置150，驱动装置150与基座110通过螺栓连接、焊接或卡接等方式连接，用于驱动基座110运动以驱动基座110上旋转装置140和刀具130进给或偏转，以实现全自动打孔。
控制装置160与驱动装置150有线连接或者无线连接，控制装置160进一步处理的刀具130偏移信息将其转化为运动命令，从而可以通过驱动装置150驱动刀具130运动，从而校准刀具130，使其与待加工表面200垂直。
控制装置160与旋转装置140有线连接或者无线连接，用于控制刀具130的转速。其中，控制装置160可以是直接通过螺栓固定于基座110上，也可以是独立设置的，例如：控制装置160可以设于机房或者其他地方。
需要说明的是，本实施例中，制孔机构100即包括驱动装置150，也包括显示装置190。于一其他的实施例中，制孔机构100只包括驱动装置150，不包括显示装置190。于一其他的实施例中，制孔机构100不包括驱动装置150，只包括显示装置190。
请参照图4，其为本申请一实施例示出的电子设备300的结构示意图。电子设备300可以作为上述实施例中的控制装置160，电子设备300包括：至少一个处理器303和存储器302。图4以一个处理器303为例。处理器303、存储器302和显示器通过总线301连接，存储器302存储有可被处理器303执行的指令，指令被处理器303执行，以使电子设备300可执行下述的实施例中方法的全部或部分流程，以实现制孔机构100中刀具130的偏移信息处理。
于一实施例中，处理器303可以是通用处理器303，包括但不限于中央处理器303(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器303(Network Processor，NP)等，还可以是数字信号处理器303(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器303可以是微处理器303或者该处理器303也可以是任何常规的处理器303等，处理器303是电子设备300的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备300的各个部分。处理器303可以实现或者执行本申请实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。
于一实施例中，存储器302可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，包括但不限于，随机存取存储器302(Random Access Memory，RAM)，只读存储器302(Read Only Memory，ROM)，静态随机存取存储器302(Static Random AccessMemory，简称SRAM)，可编程只读存储器302(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器302(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器302(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)。
电子设备300可以是手机、笔记本电脑、台式计算机、或者多台计算机组成的运算系统等设备。电子设备300还可包括比图5中所示更多或者更少的组件，或者具有与图5所示不同的配置。例如电子设备300还包括用于人机交互的输入输出设备。
于一其他的实施例中，电子设备300还包括显示器，显示器可以是上述实施例中的显示装置190，例如：显示屏。处理器303、存储器302和显示器通过总线301连接。
请参照图5，其为本申请一实施例示出的偏移信息处理方法的流程示意图。该方法可由图4所示的电子设备300作为图1至图3任一实施例所示的控制装置160来执行，以实现制孔机构100中刀具130的偏移信息处理。该方法可以发生在制孔机构100打孔之前，打孔过程中和打孔完成后。该方法包括如下步骤：
步骤S110：获取制孔机构100上各个位移传感器120的当前位置信息。
本步骤可以发生在控制装置160接受到制孔机构100启动命令之后，制孔机构100启动命令可以由操作人员通过开关、按钮输入。
本步骤中所获取的当前位置信息为制孔机构100上所有位移传感器120的实时检测信息。当刀具130偏转时，各个位移传感器120随之移动，此时各个位移传感器120可以测得各个位移传感器120的位移变化量，并将其作为当前位置信息。
于一实施例中，在本步骤发生之前，还包括对制孔机构100各个位移传感器120的调零处理，即将各个位移传感器120的初始值设定为0。
步骤S120：根据至少4个位移传感器120中任意3个目标传感器的当前位置信息确定刀具130的一个候选偏移信息，确定至少两个候选偏移信息。
由于不共线的三点可以确定一个平面的原则，本步骤中从所有的位移传感器120中任选3个目标传感器即可以通过向量计算等方法，可以计算出刀具130轴线与待加工表面200法线之间的偏移角度信息，并将其作为一个候选偏移信息，以备后续信息处理过程。
本步骤中，至少选两组包含不同的3个目标传感器的当前位置信息进行计算，分别得到至少两个候选偏移信息，以备步骤S130的求算术平均数。因此位移传感器120的个数至少为4，具体数量可以基于实际需求设定，位移传感器120越多，最终偏移信息处理的结果越准确，更能得出待加工工件真实的法向。
步骤S130：根据至少两个候选偏移信息，计算得到平均值。
本步骤通过将所有的候选偏移信息之和除以候选偏移信息个数，求得平均值。
步骤S140：根据平均值，从至少两个候选偏移信息中选取目标偏移信息。
申请人经试验发现，由于待加工表面200不一定是光滑的，待加工表面200上可能存在诸如其他基准孔、已经加工好的孔、凹槽、或者坑洼等孔窝，可能存在加工碎屑。当位移传感器120为接触式时，位移传感器120会陷入孔窝内或与加工碎屑接触，当位移传感器120为非接触式时，其测量光线可能会射入孔窝内或被加工碎屑干扰。因此待加工表面200上的这些孔窝或加工碎屑会对位移传感器120的测量值造成较大的影响。若采用这个被孔窝或加工碎屑干扰的位移传感器120测得的数据进行偏移信息的计算，会使得最终计算结果产生较大的误差，使得其偏离平均值较远。另外，若位移传感器120损坏，也会出现这种误差较大的情况。
故本步骤S140包括：计算各个候选偏移信息与平均值的差值；从各个候选偏移信息中选取差值最大的一个目标偏移信息。本步骤通过选取偏离平均值最远的一个候选偏移信息作为目标偏移信息，从而可以尽量消除被孔窝或加工碎屑干扰或者损坏的位移传感器120对目标偏移信息结果的影响，实现对位移传感器120的测量结果的初步处理，提高了所确定的目标刀具130偏移信息的准确率，从而可以提高制孔的精准度。
请参照图6，其为本申请一实施例示出的偏移信息处理方法的流程示意图。请参照图7，其为本申请一实施例示出的基准坐标系的示意图。该方法可由图4所示的电子设备300作为图1至图3任一实施例所示的控制装置160来执行，以实现制孔机构100中刀具130的偏移信息处理。该方法可以发生在制孔机构100打孔之前，打孔过程中和打孔完成后。该方法包括如下步骤：
步骤S210：获取制孔机构100上各个位移传感器120的当前位置信息。详情请参照步骤S110的描述。
步骤S220：根据至少4个位移传感器120中任意3个目标传感器的当前位置信息确定刀具130的一个轴向向量。
其中，制孔机构100的出厂设计包含一个预设的基准坐标系，由多个位移传感器120和刀具130之间的相对位置所确定的。基准坐标系可以是直角坐标系或者斜坐标系。
本实施例中，以“制孔机构100设有4个位移传感器120”为例进行说明。将4个位移传感器120分别称作a、b、c和d。
请参照图7所示，基准坐标系为空间直角坐标系，以刀具130测量点作为基准坐标系的原点O，由4个位移传感器120的初始测量点A、B、C和D所确定的平面作为基准坐标系的YZ平面。YZ平面中原点O处的法线作为基准坐标系的X轴。此YZ平面的法向量为X方向的单位向量，用
Figure BDA0003214654030000141
表示。
4个位移传感器120的初始测量点A、B、C和D，是4个位移传感器120检测得到的数值没有发生变化且分别为xa0、xb0、xc0和xd0的测量点。
其中，YZ平面如图7所示，线段OA、OB、OC和OD可以分别表示在制孔机构100不打孔时，4个位移传感器120的初始测量点与刀具130之间的距离，则4个位移传感器120初始测量点的坐标分别为A(xa0，ya，za)、B(xb0，yb，zb)、C(xc0，yc，zc)和D(xd0，yd，zd)。
当刀具130轴线发生偏转，此时4个位移传感器120的当前检测值分别是xa1、xb1、xc1和xd1，则此时4个位移传感器120的当前测量点坐标为A1(xa1,ya，za)、B1(xb1，yb，zb)、C1(xc1，yc，zc)和D1(xd1，yd，zd)。4个位移传感器120的位移变化量分别是Δxa＝xa1-xa0、Δxb＝xb1-xb0，Δxc＝xc1-xc0和Δxd＝xd1-xd0。
当待加工表面200为平面时，则待加工表面200可以与基准坐标系中的YZ平面重合，则X轴方向的单位向量
Figure BDA0003214654030000142
就是待加工表面200的法向量。
当待加工表面200为曲面时，由于4个位移传感器120的初始测量点A、B、C和D中，每3个初始测量点中有两个点相对于刀具130测量点O为轴对称设置，则待加工表面200在0点处的切面可以与基准坐标系中的YZ平面重合或者相差不大，则X轴方向的单位向量，与待加工表面200的法向量
Figure BDA0003214654030000143
相同或者近似。
本步骤中，刀具130的轴向向量
Figure BDA0003214654030000151
为刀具130的轴线在基准坐标系中的单位向量，用于表示刀具130当前角度。
由于4个位移传感器120与刀具130为联动设置，各个位移传感器120实时检测的位移变化量可以反映刀具130的偏转角度，根据三个位移传感器120的当前测量点坐标和基准坐标系，就可以计算得到刀具130的轴向向量。
于一实施例中，以“b、c和d作为选出的3个目标位移传感器120”为例进行说明刀具130的轴向向量的具体计算过程：
3个目标位移传感器120当前位置的测量点坐标分别为B1(xb1，yb，zb)、C1(xc1，yc，zc)和D1(xd1，yd，zd)。
刀具130的轴向向量
Figure BDA0003214654030000152
为B1、C1和D1三点确定平面的法向量，可以由向量
Figure BDA0003214654030000153
和向量
Figure BDA0003214654030000154
的叉乘获得。
Figure BDA0003214654030000155
其中：
Figure BDA0003214654030000156
Figure BDA0003214654030000157
由于xb1、xc1、yb、yc、zb、zc、xd1、yd和zd均为已知参数，分别为预设值或位移传感器120的当前检测值，从而可以求得刀具130的轴向向量
Figure BDA0003214654030000158
步骤S230：根据轴向向量和基准平面，确定候选偏移信息。
本步骤中基准平面就是基准坐标系的YZ平面，基准平面的基准法向量
Figure BDA0003214654030000159
就是X轴方向的单位向量，为(1，0，0)，用于表示待加工表面200的法向量。候选偏移信息包括刀具130轴线与X轴之间的夹角角度，用偏移角度值表示。
于一实施例中，根据轴向向量
Figure BDA0003214654030000161
与基准法向量
Figure BDA0003214654030000162
就可以计算得到刀具130轴线与X轴之间的夹角θ1。偏移角度值θ1可以采用如下公式进行计算：
Figure BDA0003214654030000163
于一其他的实施例中，根据步骤S220求得的刀具130的轴向向量
Figure BDA0003214654030000164
可以求得刀具130的单位轴向向量
Figure BDA0003214654030000165
例如：
Figure BDA0003214654030000166
根据单位轴向向量
Figure BDA0003214654030000167
与基准法向量
Figure BDA00032146540300001610
就可以计算得到刀具130轴线与X轴之间的夹角θ1。偏移角度值θ1可以采用如下公式进行计算：
Figure BDA0003214654030000168
Figure BDA0003214654030000169
步骤S240：确定全部数量的候选偏移信息。
4个位移传感器120(a、b、c和d)按照序号任选3个进行排列组合，总共可以分成四组。第一组包括：b、c和d；第二组包括：a、b和c；第三组包括：a、b和d；第四组包括：a、c和d。
本步骤中确定全部数量的候选偏移信息，即指的是根据这四组中位移传感器120的当前检测值以步骤S220和步骤S230的方式所分别求得的候选偏移信息。
步骤S250：根据全部数量的候选偏移信息，计算得到平均值。
将根据第一组b、c和d的传感器数据求得的候选偏移信息，称作θ1。将根据第二组a、b和c的传感器数据求得的候选偏移信息，称作θ2。将根据第三组a、b和d的传感器数据求得的候选偏移信息，称作θ3。将根据第四组a、c和d的传感器数据求得的候选偏移信息，称作θ4。
本步骤根据θ1、θ2、θ3和θ4求得平均值θ0。
步骤S260：根据平均值，从全部数量的候选偏移信息中选取目标偏移信息。
本步骤为从θ1、θ2、θ3和θ4这四个值中选取偏离平均值θ0最远的一个候选偏移信息作为目标偏移信息。
这是因为：申请人经试验发现，若位移传感器120进入孔窝或者损坏,则位移传感器120所测得的数据不具有参考价值，在数值会有很大的误差。此时，由于第二组、第三组和第四组的均采用了位移传感器120所测得的数据θ2、θ3和θ4均在数值上会有很大的误差，而第二组、第三组和第四组共有3组，在步骤S250求平均时占比为
Figure BDA0003214654030000171
故大大影响了平均值θ0。
故本步骤在此时应选择最偏离平均值θ0的候选偏移信息θ1作为目标偏移信息。这是由于θ1为根据第一组b、c和d的传感器数据进行计算求得的，排除了位移传感器120的测量数据，从而消除进入孔窝或者损坏的位移传感器120对目标偏移信息结果的影响，实现对位移传感器120的测量结果的初步处理，得到更为准确的偏移信息，提高了所确定的目标刀具130偏移信息的准确率，从而可以提高制孔的精准度。
需要说明的是，本实施例主要针对的为一个位移传感器120因进入孔窝或者损坏而造成数据无效的情况。
请参照图8，其为本申请一实施例示出的偏移信息处理方法的流程示意图。该方法可由图4所示的电子设备300作为图1至图3任一实施例所示的控制装置160来执行，以实现制孔机构100中刀具130的偏移信息处理。该方法可以发生在制孔机构100打孔之前，打孔过程中和打孔完成后。该方法包括如下步骤：
步骤S310：获取制孔机构100上各个位移传感器120的当前位置信息。详情请参照步骤S110的描述。
步骤S320：根据至少4个位移传感器120中任意3个目标传感器的当前位置信息确定刀具130的一个候选偏移信息，确定至少两个候选偏移信息。详情请参照步骤S120的描述。
步骤S330：根据至少两个候选偏移信息，计算得到平均值。详情请参照步骤S130的描述。
步骤S340：计算各个候选偏移信息与平均值的差值。
步骤S350：判断最大差值是否大于或者等于预设阈值。
本步骤根据最大差值是否大于或者等于预设阈值，从而判断是否存在两个以上的位移传感器120因进入孔窝或者损坏而造成数据无效。若是，则表示只有1个位移传感器120的数据失效，执行步骤步骤S360。若否，则表示有2个以上位移传感器120的数据失效，执行步骤步骤S370。
本步骤的预设阈值为人工输入的预设值。其来源可以是通过人工干预位移传感器120多次试验后统计得到的。
步骤S360：从各个候选偏移信息中选取差值最大的一个目标偏移信息。详情请参照步骤S260的描述。
步骤S370：发出提示信息或者生成控制制孔机构100的调控指令。
本步骤可以通过发出提示信息，提示人工进行干预，使得整个制孔机构100、旋转装置140或者基座110旋转一定角度，从而带动基座110上的刀具130和位移传感器120运动，使得位移传感器120离开孔窝，之后人工输入重新测量的指令，控制装置160返回至步骤S310继续循环，处理刀具130偏移信息。
本步骤可以通过生成控制基座110旋转的调控指令，通过图3所示驱动装置150，使得整个制孔机构100、旋转装置140或者基座110旋转一定角度，从而带动基座110上的刀具130和位移传感器120运动，使得位移传感器120离开孔窝，之后控制装置160自动返回至步骤S310继续循环，处理刀具130偏移信息。
于一实施例中，在步骤S370之后，还包括：记录循环次数，判断循环次数是否大于2次，若循环次数大于2次以上，则表示至少有2个位移传感器120为因损坏而造成数据无效的情况，则提示报修信息。
需要说明的是，本实施例不仅可以针对一个位移传感器120因进入孔窝或者损坏而造成数据无效的情况，而且可以针对2个以上位移传感器120因进入孔窝或者损坏而造成数据无效的情况，提高了偏移信息最终处理结果的精确性。
请参照图9，其为本申请一实施例示出的偏移信息处理方法的流程示意图。该方法可由图4所示的电子设备300作为图1至图3任一实施例所示的控制装置160来执行，以实现制孔机构100中刀具130的偏移信息处理。该方法可以发生在制孔机构100打孔之前，打孔过程中和打孔完成后。该方法包括如下步骤：
步骤S410：获取制孔机构100上各个位移传感器120的当前位置信息。详情请参照步骤S110的描述。
步骤S420：根据至少4个位移传感器120中任意3个目标传感器的当前位置信息确定刀具130的一个候选偏移信息，确定至少两个候选偏移信息。详情请参照步骤S120的描述。
步骤S430：根据至少两个候选偏移信息，计算得到平均值。详情请参照步骤S130的描述。
步骤S440：根据平均值，从至少两个候选偏移信息中选取目标偏移信息。详情请参照步骤S140的描述。
步骤S450：根据目标偏移信息，确定刀具130的显示坐标。
本步骤中刀具130的显示坐标即如图2所示中光点191相对于十字架192的坐标值。其中，显示装置190中十字架192可以分别表示基准坐标系的X轴和Y轴。
由于偏移角度值表示刀具130的轴线与Z轴之间的偏移量大小，轴向向量可以表示刀具130的轴线相对于Z轴的偏移方向，根据显示装置190的参数(例如：像素个数等)可以确定偏移量大小在显示屏上的显示比例，则根据目标偏移信息、轴向向量和显示装置190的参数，可以计算得到刀具130在显示装置190上的显示坐标。
步骤S460：根据显示坐标，在显示装置190上显示刀具130的轨迹。
本步骤中为控制装置160根据显示坐标发出输出指令，显示装置190中显示屏接收并执行该输出指令，以利于操作人员实时得知刀具130的轨迹信息，从而可以消除打孔时引起的法向误差，降低误差率，提高打孔法向精度，提高整机质量，且不会影响航空工业中留在蒙皮上的铆钉头形态。
于一其他的实施例中，本步骤还包括在显示装置190显示步骤S440求得的目标偏移信息。请参照图10，其为本申请一实施例示出的偏移信息处理方法的流程示意图。该方法可由图4所示的电子设备300作为图3实施例所示的控制装置160来执行，以实现制孔机构100中刀具130的偏移信息处理。该方法可以发生在制孔机构100打孔之前，打孔过程中和打孔完成后。该方法包括如下步骤：
步骤S510：获取制孔机构100上各个位移传感器120的当前位置信息。详情请参照步骤S110的描述。
步骤S520：根据至少4个位移传感器120中任意3个目标传感器的当前位置信息确定刀具130的一个候选偏移信息，确定至少两个候选偏移信息。详情请参照步骤S120的描述。
步骤S530：根据至少两个候选偏移信息，计算得到平均值。详情请参照步骤S130的描述。
步骤S540：根据平均值，从至少两个候选偏移信息中选取目标偏移信息。详情请参照步骤S140的描述。
步骤S550：基于目标偏移信息校准刀具130。
本步骤中为控制装置160根据目标偏移信息计算校准刀具130时需令基座110反向运动的移动距离和偏转角度，从而生成一个控制基座110运动的校准指令，将该校准指令发送至驱动装置150，驱动装置150接收并执行该校准指令，驱动基座110运动，以使刀具130自动校准，从而可以自动消除打孔时引起的法向误差，提高打孔法向精度，自动化程度高。
请参照图11，其为本申请一实施例示出的偏移信息处理装置400的框图。该装置可应用于图4所示的电子设备300，以实现制孔机构100中刀具130的偏移信息处理。偏移信息处理装置400包括：第一获取模块410、确定模块420、计算模块430和选取模块440。各个模块的原理关系如下：
第一获取模块410用于获取制孔机构100上各个位移传感器120的当前位置信息。
确定模块420用于根据至少4个位移传感器120中任意3个目标传感器的当前位置信息确定刀具130的一个候选偏移信息，确定至少两个候选偏移信息。
计算模块430用于根据至少两个候选偏移信息，计算得到平均值。
选取模块440用于根据平均值，从至少两个候选偏移信息中选取目标偏移信息。
于一实施例中，选取模块440还用于：计算各个候选偏移信息与平均值的差值；从各个候选偏移信息中选取差值最大的一个目标偏移信息。
于一实施例中，选取模块440还用于：计算各个候选偏移信息与平均值的差值；判断最大差值是否大于或者等于预设阈值；若是，则从各个候选偏移信息中选取差值最大的一个目标偏移信息；若否，则发出提示信息或者生成控制基座110旋转的调控指令。
于一实施例中，确定模块420还用于：根据至少4个位移传感器120中任意3个目标传感器的当前位置信息确定刀具130的一个轴向向量；根据轴向向量和基准平面，确定候选偏移信息。
于一实施例中，确定模块420还用于：确定全部数量的候选偏移信息。
于一实施例中，偏移信息处理装置400还包括：显示坐标确定模块420和显示模块，显示坐标确定模块420用于根据目标偏移信息，确定刀具130在制孔机构100上显示装置190上的显示坐标；显示模块用于根据显示坐标，在显示装置190上显示刀具130的轨迹。
于一实施例中，偏移信息处理装置400还包括：校准模块，校准模块用于基于目标偏移信息校准刀具130。
上述偏移信息处理装置400的详细描述，请参见上述实施例中相关方法步骤的描述。
在本申请所提供的几个实施例中，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。
在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。以上仅为本申请的优选实施例而已，仅用于说明本申请的技术方案，并不用于限制本申请。对于本技术领域的普通技术人员而言，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 (8)

1.一种偏移信息处理方法，其特征在于，包括：
获取制孔机构上各个位移传感器的当前位置信息，其中，所述制孔机构包括：刀具和至少4个位移传感器，各个位移传感器均与所述刀具连接；
根据所述至少4个位移传感器中任意3个目标传感器的当前位置信息确定所述刀具的一个候选偏移信息，确定至少两个所述候选偏移信息；
根据所述至少两个所述候选偏移信息，计算得到平均值；
根据所述平均值，从所述至少两个所述候选偏移信息中选取目标偏移信息；
所述根据所述平均值，从所述至少两个所述候选偏移信息中选取目标偏移信息，包括：
计算所述各个候选偏移信息与所述平均值的差值；
判断最大差值是否大于或者等于预设阈值；
若所述最大差值大于或者等于所述预设阈值，则从所述各个候选偏移信息中选取所述差值最大的一个目标偏移信息；
若所述最大差值小于所述预设阈值，则发出提示信息或者生成控制所述制孔机构的调控指令。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少4个位移传感器中任意3个目标传感器的当前位置信息确定所述刀具的一个候选偏移信息，包括：
根据所述至少4个位移传感器中任意3个目标传感器的当前位置信息确定所述刀具的一个轴向向量；
根据所述轴向向量和基准平面，确定候选偏移信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定至少两个所述候选偏移信息，包括：
确定全部数量的候选偏移信息。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
根据所述目标偏移信息，确定所述刀具的显示坐标；
根据所述显示坐标，在显示装置上显示所述刀具的轨迹。
5.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
基于所述目标偏移信息校准所述刀具。
6.一种偏移信息处理装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取制孔机构上各个位移传感器的当前位置信息，其中，所述制孔机构包括：刀具和至少4个位移传感器，各个位移传感器均与所述刀具连接；
确定模块，用于根据所述至少4个位移传感器中任意3个目标传感器的当前位置信息确定所述刀具的一个候选偏移信息，确定至少两个所述候选偏移信息；
计算模块，用于根据所述至少两个所述候选偏移信息，计算得到平均值；以及
选取模块，用于根据所述平均值，从所述至少两个所述候选偏移信息中选取目标偏移信息；
所述根据所述平均值，从所述至少两个所述候选偏移信息中选取目标偏移信息，包括：
计算所述各个候选偏移信息与所述平均值的差值；
判断最大差值是否大于或者等于预设阈值；
若所述最大差值大于或者等于所述预设阈值，则从所述各个候选偏移信息中选取所述差值最大的一个目标偏移信息；
若所述最大差值小于所述预设阈值，则发出提示信息或者生成控制所述制孔机构的调控指令。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，用以存储计算机程序；以及
处理器，用以执行所述计算机程序，以实现如权利要求1至5中任一项所述的方法。
8.一种制孔机构，其特征在于，包括：
刀具；
旋转装置，所述旋转装置与刀具传动连接，用于驱动所述刀具旋转；
基座，所述基座固定在所述旋转装置上；以及
至少4个位移传感器，设于所述基座上；
控制装置，所述控制装置与所述位移传感器连接，用于执行如权利要求1至5中任一项所述的偏移信息处理方法。
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