本發(fā)明涉及一種彎邊類鈑金零件彎曲角度的數(shù)字化檢測(cè)方法，屬于飛機(jī)制造
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：框肋類鈑金零件主要用于飛機(jī)機(jī)身及機(jī)翼中的次受力件，框肋類鈑金零件尺寸大小不一，形狀復(fù)雜?？蚶吡慵蓮澾吪c腹板構(gòu)成，其腹板面一般保持平整，四周沿輪廓分布有不同彎曲角和不同高度的彎邊，彎邊一般有直線、凸曲線、凹曲線彎邊三種形式。彎邊一般為變曲率變彎曲角度?？蚶吡慵澾呉话闩c長(zhǎng)桁、蒙皮等結(jié)構(gòu)件搭接，共同構(gòu)成飛機(jī)的氣動(dòng)外形，而彎邊的彎曲角度是影響裝配的重要因素。工程中針對(duì)框肋類鈑金零件的彎邊角度一般采用角度尺測(cè)量的方法進(jìn)行檢測(cè)，存在一定的測(cè)量誤差；對(duì)于變彎曲角度彎邊不能準(zhǔn)確確定某截面位置的角度偏差，檢測(cè)該類零件需要有較高檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)的檢測(cè)人員進(jìn)行檢測(cè)；角度尺測(cè)量不能夠?qū)Ξa(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的采集，大量的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)不能夠應(yīng)用于后續(xù)產(chǎn)品的成形工藝設(shè)計(jì)中，造成了工藝資源的浪費(fèi)。數(shù)字化檢測(cè)手段能夠有效降低測(cè)量誤差；能夠準(zhǔn)確定位某截面位置的角度偏差，并能夠?yàn)榇罅拷?jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集提供可靠的途徑，可以為后續(xù)產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)提供有效的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐。隨著零件種類、數(shù)量的不斷增加及對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量要求的不斷提高，數(shù)字化檢測(cè)手段是框肋類鈑金零件檢測(cè)的發(fā)展方向。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提出一種鈑金零件彎曲角度的數(shù)字化檢測(cè)方法，其特征在于以零件設(shè)計(jì)模型為參考模型，對(duì)成形零件的掃描點(diǎn)云模型CO進(jìn)行處理，以檢測(cè)成形零件的彎邊彎曲角度。具體步驟如下：步驟1：建立零件設(shè)計(jì)模型外形面點(diǎn)云模型CD，提取零件設(shè)計(jì)模型彎邊基線LIW，建立法平面、點(diǎn)云模型分割曲面SS、點(diǎn)云模型分割平面FS，具體步驟如下：步驟1.1：提取零件設(shè)計(jì)模型外形面SO，將外形面SO導(dǎo)出得到設(shè)計(jì)模型外形面點(diǎn)云模型CD；提取零件設(shè)計(jì)模型的彎邊基線LIW，沿彎邊基線LIW插入n個(gè)法平面FiNL，i＝1、2……n，法平面與零件設(shè)計(jì)模型外形面SO相交得到交線i＝1、2……n，測(cè)量得到交線圓角區(qū)的彎曲角度為i＝1、2……n，彎曲半徑為Rmm；步驟1.2：將彎邊基線LIW沿腹板外平面FWO的兩側(cè)法線方向雙向延伸長(zhǎng)度H+ξ得到曲面S，H為零件彎邊高度，ξ為設(shè)定的尺寸值；將曲面S分別沿其邊界線LBR、LBL外插延伸ζ，得到曲面S'，ζ為另一設(shè)定的尺寸值；將曲面S'向零件腹板內(nèi)側(cè)偏移得到點(diǎn)云模型分割曲面SS，仍為一設(shè)定的尺寸值；步驟1.3：將腹板外平面FWO沿其法線方向偏移DWmm，建立點(diǎn)云模型分割平面FS，DW計(jì)算方法為：其中α＝MAX(αiD)；步驟2：對(duì)成形零件的掃描點(diǎn)云模型CO進(jìn)行裁剪和對(duì)齊，得到點(diǎn)云模型CMA，然后對(duì)點(diǎn)云模型CMA進(jìn)行分割處理，分割后的點(diǎn)云模型與法平面FiNL相交得到點(diǎn)云截面坐標(biāo)集：具體步驟如下：步驟2.1：在點(diǎn)云處理軟件中，對(duì)成形零件的掃描點(diǎn)云模型CO進(jìn)行裁剪處理，刪除掉非零件外形部分的點(diǎn)云得到裁剪后的點(diǎn)云模型CM，將設(shè)計(jì)模型外形面模型CD導(dǎo)入到點(diǎn)云處理軟件中并設(shè)置為參考模型，將裁剪后的點(diǎn)云模型CM與設(shè)計(jì)模型外形面點(diǎn)云模型CD對(duì)齊得到對(duì)齊后成形零件的外形點(diǎn)云模型CMA；步驟2.2：將成形零件的外形點(diǎn)云模型CMA導(dǎo)入到CAD軟件中，以點(diǎn)云模型分割平面FS、點(diǎn)云模型分割曲面SS為分割面，將點(diǎn)云CMA分割為圓角區(qū)點(diǎn)云模型CA、腹板區(qū)點(diǎn)云模型CW和彎邊區(qū)點(diǎn)云模型CF三部分；步驟2.3：法平面FiNL與腹板區(qū)點(diǎn)云模型CW相交，得到腹板區(qū)截面點(diǎn)云模型i＝1、2......n，將截面點(diǎn)云模型導(dǎo)出得到腹板區(qū)截面點(diǎn)云模型的點(diǎn)云坐標(biāo)集i＝1、2......n,j＝1、2......m，其點(diǎn)云起始坐標(biāo)點(diǎn)為點(diǎn)云終止坐標(biāo)點(diǎn)為步驟2.4：法平面FiNL與彎邊區(qū)點(diǎn)云模型CF相交，得到彎邊區(qū)截面點(diǎn)云模型i＝1、2......n，將截面點(diǎn)云模型導(dǎo)出得到彎邊區(qū)截面點(diǎn)云模型的點(diǎn)云坐標(biāo)集i＝1、2......n,j＝1、2......p，其點(diǎn)云起始坐標(biāo)點(diǎn)為點(diǎn)云終止坐標(biāo)點(diǎn)為步驟3：將腹板區(qū)截面點(diǎn)云模型的點(diǎn)云坐標(biāo)集與彎邊區(qū)截面點(diǎn)云模型的點(diǎn)云坐標(biāo)集分別擬合成直線，計(jì)算兩條直線的夾角，計(jì)算得到成形零件的彎曲角度，與設(shè)計(jì)模型彎曲進(jìn)行比較后得到成形零件的彎曲角度偏差；具體步驟如下：步驟3.1：將腹板區(qū)截面點(diǎn)云模型的擬合直線方程設(shè)為其中為未知參數(shù)；將點(diǎn)云坐標(biāo)集中的m個(gè)點(diǎn)帶入方程式，求解方程可得截面點(diǎn)云模型的擬合直線的方向向量為步驟3.2：將彎邊區(qū)截面點(diǎn)云模型的擬合直線方程設(shè)為其中為未知參數(shù)；將點(diǎn)云坐標(biāo)集中的p個(gè)點(diǎn)帶入方程式，求解方程可得截面點(diǎn)云模型的擬合直線的方向向量為步驟3.3：點(diǎn)云模型的方向向量為：可得擬合直線的方向向量點(diǎn)云模型的方向向量為：可得擬合直線的方向向量步驟3.4：根據(jù)和求得成形零件彎曲角度為其中成形零件彎曲角度偏差值為有益效果本發(fā)明通過(guò)數(shù)字化方法對(duì)鈑金零件的彎邊彎曲角度進(jìn)行檢測(cè)，能夠?qū)崿F(xiàn)鈑金零件的精準(zhǔn)檢測(cè)，能夠?qū)崿F(xiàn)鈑金零件的批量檢測(cè)。能夠?qū)崿F(xiàn)成形零件檢測(cè)位置彎曲角度與設(shè)計(jì)模型相同位置彎曲角度的一一對(duì)應(yīng)，檢測(cè)位置的彎曲角度彎曲半徑等信息與該檢測(cè)零件的成形工藝參數(shù)等數(shù)據(jù)可以用于驗(yàn)證鈑金零件回彈補(bǔ)償經(jīng)驗(yàn)值數(shù)據(jù)庫(kù)中已存在的數(shù)據(jù)。對(duì)于批量檢測(cè)的成形零件，檢測(cè)數(shù)據(jù)可以用于擴(kuò)充鈑金零件回彈補(bǔ)償經(jīng)驗(yàn)值數(shù)據(jù)庫(kù)，為鈑金零件的工藝回彈補(bǔ)償提供依據(jù)形。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。附圖說(shuō)明本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：圖1鈑金零件；圖2法平面創(chuàng)建；圖3分割曲面創(chuàng)建；圖4分割平面創(chuàng)建；圖5點(diǎn)云模型處理過(guò)程；圖6點(diǎn)云模型分割；圖7點(diǎn)云截面線截取；圖8點(diǎn)云模型擬合向量方向判斷。具體實(shí)施方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。本發(fā)明提出一種鈑金零件彎曲角度的數(shù)字化檢測(cè)方法，其特征在于以零件設(shè)計(jì)模型為參考模型，對(duì)成形零件的掃描點(diǎn)云模型CO進(jìn)行處理，以檢測(cè)成形零件的彎邊彎曲角度。具體步驟如下：步驟1：建立零件設(shè)計(jì)模型外形面點(diǎn)云模型CD，提取零件設(shè)計(jì)模型彎邊基線LIW，建立法平面、點(diǎn)云模型分割曲面SS、點(diǎn)云模型分割平面FS，具體步驟如下：步驟1.1：提取零件設(shè)計(jì)模型外形面SO，將外形面SO導(dǎo)出得到設(shè)計(jì)模型外形面點(diǎn)云模型CD；提取零件設(shè)計(jì)模型的彎邊基線LIW，沿彎邊基線LIW插入n個(gè)法平面i＝1、2……n，法平面與零件設(shè)計(jì)模型外形面SO相交得到交線i＝1、2……n，測(cè)量得到交線圓角區(qū)的彎曲角度為i＝1、2……n，彎曲半徑為Rmm；步驟1.2：將彎邊基線LIW沿腹板外平面FWO的兩側(cè)法線方向雙向延伸長(zhǎng)度H+ξ得到曲面S，H為零件彎邊高度，ξ為設(shè)定的尺寸值；將曲面S分別沿其邊界線LBR、LBL外插延伸ζ，得到曲面S'，ζ為另一設(shè)定的尺寸值；將曲面S'向零件腹板內(nèi)側(cè)偏移得到點(diǎn)云模型分割曲面SS，仍為一設(shè)定的尺寸值；步驟1.3：將腹板外平面FWO沿其法線方向偏移DWmm，建立點(diǎn)云模型分割平面FS，DW計(jì)算方法為：其中步驟2：對(duì)成形零件的掃描點(diǎn)云模型CO進(jìn)行裁剪和對(duì)齊，得到點(diǎn)云模型CMA，然后對(duì)點(diǎn)云模型CMA進(jìn)行分割處理，分割后的點(diǎn)云模型與法平面FiNL相交得到點(diǎn)云截面坐標(biāo)集：具體步驟如下：步驟2.1：在點(diǎn)云處理軟件中，對(duì)成形零件的掃描點(diǎn)云模型CO進(jìn)行裁剪處理，刪除掉非零件外形部分的點(diǎn)云得到裁剪后的點(diǎn)云模型CM，將設(shè)計(jì)模型外形面模型CD導(dǎo)入到點(diǎn)云處理軟件中并設(shè)置為參考模型，將裁剪后的點(diǎn)云模型CM與設(shè)計(jì)模型外形面點(diǎn)云模型CD對(duì)齊得到對(duì)齊后成形零件的外形點(diǎn)云模型CMA；步驟2.2：將成形零件的外形點(diǎn)云模型CMA導(dǎo)入到CAD軟件中，以點(diǎn)云模型分割平面FS、點(diǎn)云模型分割曲面SS為分割面，將點(diǎn)云CMA分割為圓角區(qū)點(diǎn)云模型CA、腹板區(qū)點(diǎn)云模型CW和彎邊區(qū)點(diǎn)云模型CF三部分；步驟2.3：法平面與腹板區(qū)點(diǎn)云模型CW相交，得到腹板區(qū)截面點(diǎn)云模型i＝1、2......n，將截面點(diǎn)云模型導(dǎo)出得到腹板區(qū)截面點(diǎn)云模型的點(diǎn)云坐標(biāo)集i＝1、2......n,j＝1、2......m，其點(diǎn)云起始坐標(biāo)點(diǎn)為點(diǎn)云終止坐標(biāo)點(diǎn)為步驟2.4：法平面與彎邊區(qū)點(diǎn)云模型CF相交，得到彎邊區(qū)截面點(diǎn)云模型i＝1、2......n，將截面點(diǎn)云模型導(dǎo)出得到彎邊區(qū)截面點(diǎn)云模型的點(diǎn)云坐標(biāo)集i＝1、2......n,j＝1、2......p，其點(diǎn)云起始坐標(biāo)點(diǎn)為點(diǎn)云終止坐標(biāo)點(diǎn)為步驟3：將腹板區(qū)截面點(diǎn)云模型的點(diǎn)云坐標(biāo)集與彎邊區(qū)截面點(diǎn)云模型的點(diǎn)云坐標(biāo)集分別擬合成直線，計(jì)算兩條直線的夾角，計(jì)算得到成形零件的彎曲角度，與設(shè)計(jì)模型彎曲進(jìn)行比較后得到成形零件的彎曲角度偏差；具體步驟如下：步驟3.1：將腹板區(qū)截面點(diǎn)云模型的擬合直線方程設(shè)為其中為未知參數(shù)；將點(diǎn)云坐標(biāo)集中的m個(gè)點(diǎn)帶入方程式，求解方程可得截面點(diǎn)云模型的擬合直線的方向向量為步驟3.2：將彎邊區(qū)截面點(diǎn)云模型的擬合直線方程設(shè)為其中為未知參數(shù)；將點(diǎn)云坐標(biāo)集中的p個(gè)點(diǎn)帶入方程式，求解方程可得截面點(diǎn)云模型的擬合直線的方向向量為步驟3.3：點(diǎn)云模型的方向向量為：可得擬合直線的方向向量點(diǎn)云模型的方向向量為：可得擬合直線的方向向量步驟3.4：根據(jù)和求得成形零件彎曲角度為其中成形零件彎曲角度偏差值為基于上述原理，以圖1中連續(xù)下陷彎邊框肋零件為例，零件彎邊設(shè)計(jì)彎曲角度為90°，彎曲外半徑為5.6mm。結(jié)合附圖，說(shuō)明框肋零件彎邊彎曲角度數(shù)字化檢測(cè)的具體實(shí)施過(guò)程。1.提取零件設(shè)計(jì)模型外形面SO，將外形面SO以stl格式導(dǎo)出為設(shè)計(jì)模型外形面模型CD；提取設(shè)計(jì)模的彎邊基線LIW，沿彎邊基線LIW插入10個(gè)法平面i＝1、2……10，法平面與設(shè)計(jì)模型外形面相交得到交線i＝1、2……10，測(cè)得每個(gè)截面的彎曲角度均為90°，如圖2所示；將腹板外平面FWO沿其法線方向偏移7.6mm，建立點(diǎn)云模型分割平面FS，如圖4所示；將彎邊基線LIW沿腹板外平面FWO的法線方向拉伸5mm，得到曲面S，將曲面S向零件腹板內(nèi)側(cè)偏移2mm得到點(diǎn)云模型分割曲面SS如圖3所示。2.在點(diǎn)云處理軟件Geomagic中，對(duì)成形零件的掃描點(diǎn)云模型CO進(jìn)行裁剪處理，刪除掉非零件外形部分的點(diǎn)云得到裁剪后的點(diǎn)云模型CM，將設(shè)計(jì)模型外形面點(diǎn)云模型CD導(dǎo)入到Geomagic中并設(shè)置為參考模型，將裁剪后的點(diǎn)云模型CM與設(shè)計(jì)模型外形面點(diǎn)云模型CD對(duì)齊，得到成形零件的外形點(diǎn)云模型CMA。將CMA以stl格式導(dǎo)出如圖5所示；將成形零件的外形點(diǎn)云模型CMA導(dǎo)入到CATIA中，以點(diǎn)云模型分割平面FS、點(diǎn)云模型分割曲面SS為分割面，將成形零件的外形點(diǎn)云模型CMA分割為圓角區(qū)點(diǎn)云模型CA、腹板區(qū)點(diǎn)云模型CW和彎邊區(qū)點(diǎn)云模型CF三部分，如圖6所示；法平面FiNL與腹板區(qū)點(diǎn)云模型CW相交，得到腹板區(qū)截面點(diǎn)云模型i＝1、2……10，將截面點(diǎn)云模型導(dǎo)出得到腹板區(qū)截面點(diǎn)云模型的點(diǎn)云坐標(biāo)集i＝1、2......10,j＝1、2......m；法平面與彎邊區(qū)點(diǎn)云模型CF相交，得到彎邊區(qū)截面點(diǎn)云模型i＝1、2......10，將截面點(diǎn)云模型導(dǎo)出得到彎邊區(qū)截面點(diǎn)云模型的點(diǎn)云坐標(biāo)集i＝1、2......10,j＝1、2......p，如圖7所示。3.以法平面與腹板區(qū)點(diǎn)云模型CW和彎邊區(qū)點(diǎn)云模型CF相交得到截面點(diǎn)云模型和為例，介紹具體計(jì)算過(guò)程，如圖8所示。截面點(diǎn)云模型的點(diǎn)云坐標(biāo)集為共包含205個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，其點(diǎn)云起始坐標(biāo)點(diǎn)為其點(diǎn)云終止坐標(biāo)點(diǎn)為截面點(diǎn)云模型的點(diǎn)云坐標(biāo)集為共包含25個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，其點(diǎn)云起始坐標(biāo)點(diǎn)為其點(diǎn)云終止坐標(biāo)點(diǎn)為根據(jù)腹板區(qū)截面點(diǎn)云模型的擬合直線方程，得到截面點(diǎn)云模型的擬合矩陣方程為：A1Wx1WB1Wy1W=563925434.65029600.4060-49065651.6-437770.68512640785.39323097.0493623097.04936206-1]]>經(jīng)計(jì)算擬合直線的方向向量為：(-0.027479426,0.350194801,1)；根據(jù)彎邊區(qū)截面點(diǎn)云模型的擬合直線方程，得到截面點(diǎn)云模型的擬合矩陣方程為：AiFxiFBiFyiF=87509059.84610605.4355-7574842.43-52854.41382513481.41663582.8807383582.88073825-1]]>經(jīng)計(jì)算擬合直線的方向向量為：(41.25121164,0.349534035,1)；點(diǎn)云模型的方向向量為：可得擬合直線的方向向量點(diǎn)云模型的方向向量可得擬合直線的方向向量求得成形零件彎曲角度為成形零件彎曲角度偏差值為δ1＝0.01461272。盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3