[发明专利]一种端框钻模的数字化计量方法

说明书

本发明公开了一种端框钻模的数字化计量方法。其包括以下步骤：基于端框钻模的设计模型提取虚拟点云数据，并对虚拟点云数据进行点云处理构建数字化标准钻模；基于端框钻模实体获取实测点云数据，并对实测点云数据进行点云处理构建虚拟模型；基于步骤S1获取的数字化标准钻模和步骤S2的虚拟模型进行相应模型处理，并对二者模型进行尺寸参数计算，点云偏差分析，并输出检测结果报告，实现端框钻模的数字化计量。本发明创造性提出了一种新型的计量方法，有限解决传统量值传递加工成本高，传递路线长，检定过程耗时耗力等弊端。本发明可以快速高效获取钻模所需检测的参数，输出钻模质量检测结果，完成计量检定过程。

技术领域

本发明涉及计量检定领域，具体的展示了一种端框钻模的数字化计量方法。

背景技术

宇航用端框钻模是用来引导火箭导弹等舱体对接的夹具，根据端框钻模量值传递的需要，分别设计并制造计量过程中的标准钻模、协调钻模和工作钻模。

目前宇航端框钻模的量值传递采用的是实物标准逐级传递的方式。从能复现装配单位的产品要求开始，通过标准钻模、协调钻模逐级传递，最后传递给工作钻模。根据目前端框钻模的传递流程以及钻模本身的特点，发现传统的计量保障模式的矛盾愈发突出，存在的问题主要表现在：检定器具繁多，实用性不强；各类标准器数量繁多，结构复杂，在传递到工作器具时，传递路线长，累积误差大，造成精度损失较大，追溯检查误差来源也存在困难；现有标准器种类繁多，加工成本高，对于通用的标准器建立了相应的量传和溯源体系，但是对于大量的专用标准器，缺乏有效的量传体系。而要建立全面的量传体系，工作量巨大费时。

现有端框钻模传统的量值传递方式不适于如今的工业生产发展，所以急需建立一种新型的数字化量值传递方法来满足端框钻模计量工作的需要，以适于航空航天领域的计量保障。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种端框钻模的数字化计量方法。所述方法包括如下步骤：

S1：基于端框钻模的设计模型提取虚拟点云数据，并对虚拟点云数据进行点云处理构建数字化标准钻模；

S2：基于端框钻模实体获取实测点云数据，并对实测点云数据进行点云处理构建虚拟模型；

S3：基于步骤S1获取的数字化标准钻模和步骤S2的虚拟模型进行相应模型处理，并对二者模型进行尺寸参数计算，点云偏差分析，并输出检测结果报告，实现端框钻模的数字化计量。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述步骤S1中的提取设计模型的虚拟点云数据，包括以下步骤：

S11：将设计模型生成以三角形面片或者多边形面片数据形式的STL、PLY或OBJ格式文件；

S12：基于S11步骤生成的文件，提取三角形面片或者多边形面片数据的顶点；

S13：基于S12步骤生成的点云数据，在各个点云之间进行迭代均匀增密；

S14：将三角面片顶点数据和迭代均匀增密数据保存，完成虚拟点云数据提取。

上述步骤S2中的点云数据处理，包括以下步骤：

S21：搜索与采样点P距离最近的k个近邻点，构建kd-tree来划分空间中的点云数据，建立点云数据间拓扑几何关系；

S22：计算各点的单位法向量、高斯曲率、平均曲率、以及全局平均曲率；

S23：基于K近邻域统计分析方法去除点云数据中的离群点；

S24：基于双边滤波方法平滑点云数据中的小噪声点；

S25：基于体素化下采样方法对大量点云数据进行精简；