CN118189806A - 一种弯曲零件的检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种弯曲零件的检测方法及系统，通过获取待测弯曲零件的图像并提取三维模型，确定三维模型中的柔性部分和非柔性部分；根据柔性部分和非柔性部分的分段情况，分别确定各部分对应的装配基准，拟合待测弯曲零件实物的装配基准与三维模型的装配基准，模拟实际装配；将待测弯曲零件二维图纸中的偏差要求转换到三维空间中，得到三维偏差限值，根据得到的三维偏差限值确定弯曲零件在三维空间中走向的偏差量，得到对应的检测结果。

Description

一种弯曲零件的检测方法及系统

技术领域

本发明涉及零件检测技术领域，具体为一种弯曲零件的检测方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

发动机系统中存在各类弯曲的零件，例如润滑冷却系统、进排气系统中具有弯曲的管类零件，这类零件在制造完毕后需要进行检测，确保弯曲零件的走向符合设计要求。

现有技术一般利用检测工装实现弯曲零件的检测，而检测工装自身是刚性的装置，只能定性的检测弯曲的管类零件中，两个管口的空间相对位置，而无法检测两个管口之间中间段的走向，当弯曲零件两端的位置符合设计要求，而中间段的偏差过大时，会在装配期间与周围的其他零件发生干涉。与此同时，此类检测工装由于是刚性的，每一个检测工装通常只能应对固定长度和走向的弯曲零件检测，适用范围过小，实际检测时，需要配备多个不同规格的检测工装。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种弯曲零件的检测方法及系统，将待检测的弯曲零件进行扫描，获得其三维模型，根据二维图纸中标注的偏差要求转换到三维空间中，得到三维偏差限值，从而在三维空间中确定弯曲零件走向的偏差量。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供一种弯曲零件的检测方法，包括以下步骤：

获取待测弯曲零件的图像并提取三维模型，确定三维模型中的柔性部分和非柔性部分；

根据柔性部分和非柔性部分的分段情况，分别确定各部分对应的装配基准，拟合待测弯曲零件实物的装配基准与三维模型的装配基准，模拟实际装配；

将待测弯曲零件二维图纸中的偏差要求转换到三维空间中，得到三维偏差限值，根据得到的三维偏差限值确定弯曲零件在三维空间中走向的偏差量，得到相应的检测结果。

进一步的，获取待测弯曲零件的图像并提取三维模型，具体为：基于光学扫描设备获取待测弯曲零件的图像并得到三维模型。

进一步的，确定三维模型中的柔性部分和非柔性部分，具体为：基于识别算法确定三维模型中的柔性部分和非柔性部分。

进一步的，对于柔性部分，将待测弯曲零件实物非柔性部分对应的装配基准，与三维模型中非柔性部分对应的装配基准进行拟合。

进一步的，若不存在装配基准，则以零件整体拟合。

进一步的，模拟装配，具体为：在三维空间中模拟装配过程，判断三维模型是否与模拟安装位置周边的零部件发生干涉情况。

进一步的，将待测弯曲零件二维图纸中的偏差要求转换到三维空间中，具体为：

在二维图纸中确定图纸零点和与零点最远距离的点，确定弯曲零件的成型工艺，根据图纸标注或设定成型工艺对应的规范公差，计算出最远点的三维偏差；

进一步的，计算出最远点的三维偏差，具体为：基于勾股定理计算得出三维偏差限值；其中x、y、z分别代表X、Y、Z三个方向的二维偏差。

进一步的，根据得到的三维偏差限值确定待测弯曲零件的偏差量，输出对应的检测结果为合格或不合格。

本发明的第二个方面提供一种弯曲零件的检测系统，包括：

光学扫描设备，用于获取待测弯曲零件的图像并提取三维模型；

零件区段划分模块，被配置为：根据柔性部分和非柔性部分的分段情况，分别确定各部分对应的装配基准，拟合待测弯曲零件实物的装配基准与三维模型的装配基准，模拟实际装配；

空间走向检测模块，被配置为：将待测弯曲零件二维图纸中的偏差要求转换到三维空间中，得到三维偏差限值，根据得到的三维偏差限值确定弯曲零件在三维空间中走向的偏差量，得到相应的检测结果。

与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

1、不再使用刚性的检测工装，而是在得到零件实物的三维模型后，利用实物的装配基准与理论模型的装配基准进行拟合，通过模拟装配来检测零件实物空间各点的偏差，能够应对形状各异的多种弯曲零件。

2、通过扫描零件实体得到三维模型，区分零件中的柔性和非柔性部分，能够定量的检测非柔性部分在三维空间中的走向偏差量，而柔性部分则进行监控。

3、将二维图纸中标注的偏差尺寸转换为三维偏差限值，能够利用该限值对三维模型进行走向偏差的定量检测，能够节省检测时间，帮助生产定型过程中加工参数的快速调整。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是现有技术中的一种弯曲零件装置示意图；

图2是本发明一个或多个实施例提供的弯曲零件的检测过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文运行的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所运行的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所运行的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中运行术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术中所介绍的，现有技术利用检测工装实现弯曲零件的检测时，只能定性的检测弯曲的管类零件中，两个管口的空间相对位置，而无法检测两个管口之间中间段的走向。

例如CN203534466U中，连接件两端分别具有定位销和测量销，如图1所示，定位板上的定位销插入待测弯曲零件的其中一个管口，定位板端面与被测管类弯曲件孔径端面紧密贴合，最小规值的测量销通过定位块上的定位孔插入被测管类弯曲件的另一各管口，定位块端面与被测管类弯曲件孔径端面贴合，期间若果测量销顺利插入，则表示待测管类弯曲件的偏差符合设计需求，若不能顺利插入，则表示管类弯曲件不合格。

这种方式只能测量零件两个端点在空间中的相对位置，确定两个端点的相对位置是否在所需的偏差范围内，而两个端点之间的中间段走向无法测量，也就无法定量的确定中间段走向的偏差量。

因此，以下实施例给出一种弯曲零件的检测方法及系统，将待检测的弯曲零件进行扫描，获得其三维模型，根据二维图纸中标注的偏差要求转换到三维空间中，得到三维偏差限值，从而在三维空间中确定弯曲零件走向的偏差量。

实施例一：

如图1所示，一种弯曲零件的检测方法，包括以下步骤；

获取待测弯曲零件的图像并提取三维模型，确定三维模型中的柔性部分和非柔性部分；

根据柔性部分和非柔性部分的分段情况，分别确定各部分对应的装配基准，拟合待测弯曲零件实物的装配基准与三维模型的装配基准，模拟实际装配；

将待测弯曲零件二维图纸中的偏差要求转换到三维空间中，得到三维偏差限值，根据得到的三维偏差限值确定弯曲零件在三维空间中走向的偏差量，得到相应的检测结果。

S1：获取待测弯曲零件的图像并提取三维模型；

本实施例利用光学扫描仪发出光源，将零件实物进行三维成像，利用相应的识别算法得到待测弯曲零件的三维模型。

本实施例中的识别算法以软件的形式加载到与光学扫描仪配合的处理设备中，识别算法为成熟的现有技术，本实施例不再赘述具体的算法过程。

S2：确定待测弯曲零件中是否含有柔性部分；

柔性连接部分是指弯曲零件中存在的柔性连接段，柔性连接段可以发生一定量的变形，从而在装配过程中，改变零件整体或部分的空间走向。

例如，两端的接头为刚性部分，柔性连接段为金属丝编织软管或多个波纹管(螺旋波纹或者环形波纹)形式。

如果存在柔性连接部分，由于柔性连接的走向是可变的，对后期装配的影响较小，则分别对柔性连接部分两侧的刚性段进行空间走向三维偏差检测。

由于柔性连接部分在外形结构上与刚性段的差异较大，因此从三维模型中识别出零件的柔性部分采用现有技术成熟的算法即可。

S3：若待测弯曲零件不含有柔性部分，则确定是否存在装配基准，若含有柔性部分，则根据柔性和非柔性的分段情况，分别确定各段是否存在对应的装配基准；

本实施例中，在评价待测弯曲零件空间走向是否准确，是否会与安装位置周边的零部件发生干涉情况之前，要考虑待测弯曲零件的实际装配基准，根据装配基准仿真检测空间走向，定量评价空间走向三维偏差大小。

S4：若没有装配基准，则以零件整体拟合，若存在装配基准，则根据装配基准拟合；

存在装配基准时，将待测弯曲零件实物三维的装配基准与理论三维模型的装配基准进行最佳拟合，对待测弯曲零件三维模型空间中的各点进行偏差分析，进而达到模拟实际装配进行定量检测空间走向三维偏差的目的。

S5：将待测弯曲零件的二维图纸标注转换为三维模型的偏差要求；

待测弯曲零件的设计图纸通常是二维图纸，对待测弯曲零件空间走向约束均标注二维尺寸。

若待测弯曲零件在三维扫描后，根据二维尺寸检测空间走向是否合格，需要对零件中的各个特征(如圆、圆柱等)逐一构建，并且逐一投影到XY、XZ、YZ三个平面中进行尺寸检测以确定偏差，需要消耗大量时间，性比价较低。

本实施例中将二维图纸中的偏差要求，转化为三维空间中的偏差要求，具体步骤为：

确定图纸零点，找到与零点最远距离的点，确定弯曲零件的成型工艺(冲压、焊接等)，根据图纸标注或成型工艺对应的规范公差，计算出最远点的三维偏差，由于最远点在XYZ三个方向都有二维偏差要求，使用勾股定理其中x、y、z分别代表XYZ三个方向的二维偏差，计算得出三维偏差限值。

本实施例中，图纸零点指二维图纸中XOY坐标轴上的O点。

S6：根据偏差要求对比待测弯曲零件，确定零件的偏差量，输出检测结果。

根据得到的三维偏差限值确定待测弯曲零件的偏差量，偏差量超过限值则输出对应的检测结果为不合格，未超过限值则为合格。

上述过程通过扫描零件实体得到三维模型，区分零件中的柔性和非柔性部分，能够定量的检测非柔性部分在三维空间中的走向偏差量，而柔性部分则进行常规监控。

将二维图纸中标注的偏差尺寸转换为三维偏差限值，能够利用该限值对三维模型进行走向偏差的定量检测，能够节省检测时间，帮助生产定型过程中加工参数的快速调整。

不再使用刚性的检测工装，而是在得到零件实物的三维模型后，利用实物的装配基准与理论模型的装配基准进行最佳拟合，通过模拟装配来检测零件实物空间各点的偏差，能够应对形状各异的多种弯曲零件。

实施例二：

本发明的第二个方面提供一种弯曲零件的检测系统，包括：

光学扫描设备，用于获取待测弯曲零件的图像并提取三维模型；

零件区段划分模块，被配置为：根据柔性部分和非柔性部分的分段情况，分别确定各部分对应的装配基准，拟合待测弯曲零件实物的装配基准与三维模型的装配基准，模拟实际装配；

空间走向检测模块，被配置为：将待测弯曲零件二维图纸中的偏差要求转换到三维空间中，得到三维偏差限值，根据得到的三维偏差限值确定弯曲零件在三维空间中走向的偏差量，得到对应的检测结果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种弯曲零件的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取待测弯曲零件的图像并提取三维模型，确定三维模型中的柔性部分和非柔性部分；

根据柔性部分和非柔性部分的分段情况，分别确定各部分对应的装配基准，拟合待测弯曲零件实物的装配基准与三维模型的装配基准，模拟实际装配；

将待测弯曲零件二维图纸中的偏差要求转换到三维空间中，得到三维偏差限值，根据得到的三维偏差限值确定弯曲零件在三维空间中走向的偏差量，得到相应的检测结果。

2.如权利要求1所述的一种弯曲零件的检测方法，其特征在于，获取待测弯曲零件的图像并提取三维模型，具体为：基于光学扫描设备获取待测弯曲零件的图像并得到三维模型。

3.如权利要求1所述的一种弯曲零件的检测方法，其特征在于，确定三维模型中的柔性部分和非柔性部分，具体为：基于识别算法确定三维模型中的柔性部分和非柔性部分。

4.如权利要求1所述的一种弯曲零件的检测方法，其特征在于，对于柔性部分，将待测弯曲零件实物非柔性部分对应的装配基准，与三维模型中非柔性部分对应的装配基准进行拟合。

5.如权利要求1所述的一种弯曲零件的检测方法，其特征在于，若不存在装配基准，则以零件整体拟合。

6.如权利要求1所述的一种弯曲零件的检测方法，其特征在于，所述模拟装配，具体为：在三维空间中模拟装配过程，判断三维模型是否与模拟安装位置周边的零部件发生干涉情况。

7.如权利要求1所述的一种弯曲零件的检测方法，其特征在于，将待测弯曲零件二维图纸中的偏差要求转换到三维空间中，具体为：在二维图纸中确定图纸零点和与零点最远距离的点，确定弯曲零件的成型工艺，根据图纸标注或设定成型工艺对应的规范公差，计算出最远点的三维偏差。

8.如权利要求7所述的一种弯曲零件的检测方法，其特征在于，计算出最远点的三维偏差，具体为：基于勾股定理计算得出三维偏差限值；其中x、y、z分别代表X、Y、Z三个方向的二维偏差。

9.如权利要求1所述的一种弯曲零件的检测方法，其特征在于，根据得到的三维偏差限值确定待测弯曲零件的偏差量，输出对应的检测结果为合格或不合格。

10.一种弯曲零件的检测系统，其特征在于，包括：

光学扫描设备，用于获取待测弯曲零件的图像并提取三维模型；

零件区段划分模块，被配置为：零件区段划分模块，被配置为：根据柔性部分和非柔性部分的分段情况，分别确定各部分对应的装配基准，拟合待测弯曲零件实物的装配基准与三维模型的装配基准，模拟实际装配；

空间走向检测模块，被配置为：将待测弯曲零件二维图纸中的偏差要求转换到三维空间中，得到三维偏差限值，根据得到的三维偏差限值确定弯曲零件在三维空间中走向的偏差量，得到对应的检测结果。