[发明专利]一种复合材料结构板快速制造方法及制造辅助系统

说明书

本发明公开了一种复合材料结构板快速制造方法及制造辅助系统，借助制造辅助系统，通过结构板下蒙皮实物图像获取、结构板模型图像获取及图像匹配与变换，将结构板模型图像通过投影仪投影到下蒙皮实物表面，然后依次装配实物埋件、蜂窝芯子及结构板上蒙皮。本发明能够简化现场工人对装配信息的获取，大幅提高了生产效率、准确性和一次成功率。

技术领域

本发明涉及复合材料结构板技术领域，具体涉及一种复合材料结构板快速制造方法及制造辅助系统。

背景技术

复合材料结构板由上下蒙皮、蜂窝芯子、埋件胶结而成，蒙皮位于结构板最外面；蜂窝芯子位于两蒙皮中间，使用胶层将上下蒙皮连接起来；埋件嵌于结构板蜂窝芯子内，用于将外部对象与结构板连接起来。复合材料结构板具有强度高、密度小的特点，在航天器研制领域广泛应用。

通常情况下，航天器构型各异、布局不同、单件研制，因而造成结构板各不相同、单件生产。复合材料结构板蒙皮使用机器切割、开孔，但蜂窝芯子、埋件需要通过人工放置。结构板表面通常有热控措施，如喷漆、加热片、尼龙销钉、ORS片等；各热控措施都有严格位置要求，通常使用手工测量、划线标记，再热控实施。当前生产模式存在诸多不足，日益不能满足效率、进度的要求；为满足结构板生产扩产需求，结构板研制模式必须优化。结构板二维图纸下厂升级为三维模型下厂后，工艺准备效率提升一倍以上；但基于三维模型的结构埋件放置环节存手段不足的问题：由于计算机与工作台之间不可消除的距离，现场工人使用计算机查看结构板三维模型后，如图1所示，需要工人手工记录或用脑记下结构埋件的类型与位置，并按照记录或记忆进行埋件的摆放；另外，由于计算机与工作台之间的距离，需要工人在计算机与工作台之间来回走动，反复确认模型信息和实物，确保埋件摆放正确、热控措施区域正确、位置正确。在这种生产模式中，长期存在现场工人劳动强度大、生产效率低、产品一次成功率低、产品检验困难等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种复合材料结构板快速制造方法及制造辅助系统，能够简化现场工人对装配信息的获取，大幅提高了生产效率、准确性和一次成功率。

本发明采取的技术方案如下：

一种复合材料结构板快速制造方法，所述制造方法包括以下步骤：

步骤一，在工作台上，将开孔的结构板下蒙皮放置到位，然后将靶标安装到位，并在下蒙皮上涂覆胶层；

步骤二，利用工业相机获取结构板下蒙皮实物图像，并使用软件识别下蒙皮表面的靶标信息；

使用软件打开结构板三维模型，并识别结构板模型图像中的靶标信息；对下蒙皮实物图像、结构板模型图像进行畸变处理，匹配结构板模型图像与下蒙皮实物图像中的靶标信息；

步骤三，将处理后的结构板模型图像通过投影仪投影到下蒙皮实物表面，确保投影的结构板模型图像的靶标位置与下蒙皮实物靶标位置重合，埋件位置与结构板下蒙皮开孔位置重合；

步骤四，依次装配实物埋件、蜂窝芯子及结构板上蒙皮。

进一步地，所述步骤二之前进一步包括：通过标定板对工业相机、标定板及投影仪之间的变换矩阵进行标定，确保工业相机获取的实物图像信息经变换后与标定板完全重合、经逆变换后的标定板建模图像经投影仪投放后与标定板实物重合。

进一步地，所述步骤二中畸变处理的具体方法为：利用变换矩阵对下蒙皮实物图像进行变换，消除工业相机畸变；计算结构板模型图像与下蒙皮实物图像之间的畸变矩阵，并使用畸变逆矩阵对结构板模型图像进行再处理。

进一步地，所述软件基于二次开发复合材料结构板辅助制造软件，包含五个模块，分别为：标定模块、实物图像获取模块、模型图像获取模块、图像匹配及变换模块及图像输出模块；