[发明专利]汽车纵梁3D机器视觉检测方法

说明书

本发明公开了一种汽车纵梁3D机器视觉检测方法，包括：配置5台同型号激光轮廓仪，呈U型结构布置；利用5台同型号激光轮廓仪扫描标定块，利用粗配和精配计算世界坐标系下激光轮廓仪的空间位置关系；利用5台同型号激光轮廓仪扫描待测工件，得到点云数据，通过空间位置关系对点云数据进行转换拼接，得到待测工件的整体点云数据，根据整体点云数据求解待测工件的长度、孔位置度、孔径、孔间距、腹面‑翼面孔边距、翼面‑腹面孔边距、腹面平面度、翼面平面度、腹面翘曲、翼面侧弯、端头变形尺寸、最大扭曲挠度和R角。该方法极大程度保留纵梁三维空间信息，可获得更为精确地纵梁检测结果，进而能够更加准确地判断纵梁是否符合出厂标准。

技术领域

本发明涉及汽车行业纵梁检测技术领域，特别涉及一种利用3D机器视觉检测汽车纵梁是否符合出厂标准的检测方法。

背景技术

纵梁是重卡底盘车架总成的重要组成零件，与横梁总成通过螺栓或铆钉连接装配形成车架总成，纵梁一般为热轧钢板U型结构，板料厚4-12mm，长度4-14m，翼面宽度55-100mm，其腹面或翼面设计有大小不一的孔，用于整车各种零件或总成的安装。纵梁中孔位加工的精度将影响其他零部件的安装位置精度，对整车最终装配质量有着重要的影响。纵梁中所有孔通过数控冲工艺方式加工，数控冲床按照以纵梁图纸编制的冲孔程序，单个或多个液压冲孔单元对坯料冲孔，伺服电机控制板料运动依次将孔冲出。汽车纵梁冲孔机床经常因冲头刀具断裂、脉冲干扰等原因造成漏孔，因板材位置偏移、冲头刀具磨损等原因造成错孔，如果没有及时发现则会导致材料浪费、延误生产等不良后果，因此对车架纵梁的在线检测设备已成为车架生产厂家的重要需求。传统检测方式为人工使用盒尺与游标卡尺对照二维图纸，对孔位逐个检测，容易出现漏检、读数误差、检测时间长等缺点，且在测量长距离孔距时使用盒尺无法达到尺寸公差精度要求，不符合现代化工业生产需求，基于2D机器视觉技术的纵梁冲孔检测设备从摄像头拍摄纵梁得到的图片中进行分析检测，存在图像拼接算法融合效果较差、对外部光照条件鲁棒性很低、孔洞变形、检测误差大等问题，并且无法检测纵梁平面度、无法准确检测孔边距、无法应对纵梁腹面及翼面出现各类弯曲等情况。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种汽车纵梁3D机器视觉检测方法。

为达到上述目的，本发明实施例提出了汽车纵梁3D机器视觉检测方法，包括以下步骤：步骤S1，配置5台同型号激光轮廓仪，并呈U型结构布置；步骤S2，利用所述5台同型号激光轮廓仪扫描标定块，利用粗配和精配计算世界坐标系下激光轮廓仪的空间位置关系；步骤S3，利用所述5台同型号激光轮廓仪扫描待测工件，得到点云数据，通过所述空间位置关系对所述点云数据进行转换拼接，得到所述待测工件的整体点云数据，其中，所述整体点云数据包括腹面点云数据和两侧翼面点云；步骤S4，根据所述整体点云数据求解所述待测工件的长度、孔位置度、孔径、孔间距、腹面-翼面孔边距、翼面-腹面孔边距、腹面平面度、翼面平面度、腹面翘曲、翼面侧弯、端头变形尺寸、最大扭曲挠度和R角。

本发明实施例的汽车纵梁3D机器视觉检测方法，纵梁尺寸为1400cm×30cm×8cm，自扫描开始阶段，至检测结束阶段，共耗时3min，检测精度达到0.1mm，重复检测精度为0.03mm，极大程度保留纵梁三维空间信息，从三维数据检测可更为精确的得到长度、孔位置度、孔径、孔间距、腹面-翼面孔边距、翼面-腹面孔边距、腹面平面度、翼面平面度、腹面翘曲(腹面直线度)、翼面侧弯(翼面直线度)、端头变形(翼面垂直度)、最大扭曲挠度、R角等检测结果，进而能够更加准确地判断纵梁是否符合出厂标准。

另外，根据本发明上述实施例的汽车纵梁3D机器视觉检测方法还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述步骤S1中，将任三个同型号激光轮廓仪设置在所述标定块的腹面正上方，其余两个同型号激光轮廓仪分别设置在所述标定块的两侧翼面。