[发明专利]一种钣金件与模具之间贴合间隙的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及钣金件检测技术领域，具体是一种钣金件与模具之间贴合间隙的检测方法。

背景技术

钣金件在飞机、汽车等行业的零部件中占有相当大的比例，如飞机蒙皮、隔框、翼肋、汽车覆盖件等，具有高的尺寸和形状要求。为了保证钣金件产品的质量，在加工完成后需要对其外形进行检测，其中钣金件与对应模具之间的贴合间隙是一项重要的检测内容。贴合间隙不但用来评价钣金件的表面准确度，更可以通过对其分析来找出影响成形工艺的关键因素，为钣金件加工工艺设计与改进提供参考。

目前,钣金件与模具贴合间隙的检测方法是：将被测钣金件放置并固定在对应的模具上，然后将塞规塞进钣金件与模具的间隙中，从塞规的尺寸获得贴合间隙。由于受塞入方法的限制，这种方法只能对钣金件边缘处的贴合间隙进行检测，对塞规无法塞进的中间部位则无法检测。另外受实物塞规尺寸和精度的限制，检测精度不够高。

上述检测方法通常称为模拟量检测方法，近年来利用三坐标测量机、三维光学扫描等数字化检测方法得到越来越多的应用。

在数字化检测方法中，利用三维光学扫描测量设备对被测物体表面进行测量已经有大量的应用。目前，利用三维光学扫描测量设备可以对钣金件表面进行数据测量，然后将测量数据与钣金件的设计数模(或者对应的模具数模)进行最佳对齐，获得被测零件与设计数模之间的误差，但是该误差不能表示钣金件与模具之间的间隙。主要原因是：(1)钣金件与模具贴合时要求不能相互穿透，而通常的最佳对齐方法是使得被比较的两个表面的距离误差最小，存在表面互相穿透的情况；(2)钣金件与模具之间很多情况下通过定位孔/销来保证钣金件不会侧向滑动，通常的最佳对齐方法没有考虑这一因素。

发明内容

本发明为了解决现有数字化检测方法中不能表示钣金件与模具之间间隙的问题，提供了一种钣金件与模具之间贴合间隙的检测方法，依据算法实现钣金件与模具之间的最佳贴合对齐，无需事先在钣金件和模具上布置辅助定位装置，同时提高了贴合间隙的检测精度。

本发明提供了一种钣金件与模具之间贴合间隙的检测方法，包括以下步骤：

1)利用三维光学扫描测量设备分别对钣金件以及模具的贴合表面进行测量，获得各表面的三维测量点云数据；

2)利用有约束的模型对齐方法对钣金件测量数据与模具测量数据进行最佳地贴合对齐，钣金件测量数据与模具测量数据模型对齐的目标函数为：

minR,TΣi=1n+mwi||RPi+T-Qi||2]]>

其中，P_i为钣金件上的测量数据点，Q_i为模具模型上与P_i对应的最近点，n为表面点的个数，m为定位特征点的个数，w_i为权值，R、T分别为坐标变换中的旋转矩阵和平移向量；

3)计算钣金件上各测量点与模具数据中对应的最近点间的距离，即是钣金件上该处与模具的贴合间隙，贴合间隙的计算公式为h_i(R,T)＝(RP_i+T-Q_i)·n_i。

步骤2)中所述的有约束的模型对齐方法包括定位配合约束和表面贴合约束。

所述的定位配合约束为：τ_j≤b_j(R,T)≤μ_j(j＝1,2,…,m)，其中b_j(R,T)为钣金件上的定位特征点到理论模型定位器的距离，τ_j、μ_j分别为最小和最大约束值。