[发明专利]一种从蜂窝芯表面测量数据中识别蜂窝边区域的方法

说明书

本发明公开了一种从蜂窝芯表面测量数据中识别蜂窝边区域的方法，包括如下步骤：—获得蜂窝芯表面的三维面形数据，—建立蜂窝芯的平面图像，进行蜂窝芯顶点的识别；并将图像缩小一定比例识别顶点；根据测量数据确定角点检测算法的阈值；—对识别的顶点逐个分析，确定以其为端点的蜂窝边；为分析角点建立搜索窗口；判断分析角点的类型；确定分析角点的目标角点；为蜂窝边建立矩形区域。

技术领域

本发明涉及一种从蜂窝芯表面测量数据中识别蜂窝边区域的方法。

背景技术

蜂窝芯作为极佳的高强度和超轻型结构，广泛应用于航空、航天、船舶和高速列车等领域。蜂窝芯是夹层结构的轻质芯材，其上下表面经数控加工形成特定曲面，与上下两层具有相反形状的薄板用胶粘接在一起，构成蜂窝芯夹层结构。蜂窝芯曲面加工质量的好坏和加工精度的高低，决定了其与上下薄板粘接的可靠性、进而影响整个蜂窝夹层结构的性能。因此在加工后粘接前，必须对蜂窝芯复杂曲面的加工精度进行检测，检测合格的构件才能粘接薄板形成蜂窝芯夹层构件。因此需要一种测量方法，用于检测蜂窝芯加工后的复杂曲面形状精度。

蜂窝芯加工表面具有非连续特征。蜂窝芯是一种多孔薄壁结构，蜂窝壁厚0.05mm-0.1mm，壁形状多为正六边形，壁边长2-5mm，蜂窝壁截面占其总表面积的比例小于10％，这种非连续特征导致蜂窝芯构件复杂曲面形状精度的测量困难。

目前航空航天制造企业主要有两种方法检测蜂窝芯加工精度。第一种是采用标准卡板配合塞尺、依赖工人经验检测蜂窝芯表面形状精度，这种方法方便易用但测量精度有限，一般用在加工现场、特别是手动切割修形加工现场。第二种是采用和被检测蜂窝表面形状相反的金属模板，贴均匀厚度的胶膜后与蜂窝芯加工表面对靠，通过检查胶膜上压印的均匀性判断蜂窝芯加工表面的形状精度。这种方法的检测精度取决于胶膜厚度的均匀性，可作为质检手段。但是由于每一种形状的蜂窝芯材料都需要一块金属模板，而航空制造业中涉及的蜂窝芯零件种类很多，金属模板的成本高、存放场地需求大，检测不方便。因此，如何快速准确的评价蜂窝芯的形状精度已经成为制约蜂窝芯加工质量保证和加工工艺改进的瓶颈。

在专利申请号为201310485345.6，名称为“一种组合框架结构蜂窝芯平面度的测量方法”的专利中，其利用高精度的刀口尺和成套的三等或以上精度等级的量块，结合高度差的计算方法，进行蜂窝芯的平面度测量。该专利提供了整体上测量蜂窝芯平面度的方法，对于蜂窝芯材料的具体面形测量精度有限。

申请号为201610585321.1、201610585419.7的发明专利公开了一种用于蜂窝芯面形测量方法，在待测工件表面覆上一层薄膜，以一定的真空度将薄膜吸附压在蜂窝芯表面。以激光微位移传感器测量覆膜后的工件表面，获得蜂窝芯面形的测量数据。这种方法中的覆膜压在蜂窝壁表面，能够将加工中形成的毛刺压倒，避免蜂窝壁表面毛刺对测量精度的影响。但是测量前覆膜也使得测量过程复杂、需要增加覆膜和真空吸附装置，不适合加工现场的实时测量。

如果能以激光微位移传感器测量加工后蜂窝芯表面的形貌，获得形状精度信息，将会极大简化上述过程。但由于蜂窝芯的非连续性特点，激光测量后数据的降噪和精简难以合理实现。如果能够实现对每条蜂窝边的单独处理，将对蜂窝芯面形有效数据的提取和筛选有重要意义。因此，能否从蜂窝芯表面测量数据中准确识别蜂窝边，成为激光微位移传感器直接测量蜂窝芯形貌方法能否实现的关键之一。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研制的一种从蜂窝芯表面测量数据中识别蜂窝边区域的方法，包括如下步骤：

—选定蜂窝芯板中近似六边形蜂窝中的两平行边的延伸方向或所述两平行边的垂直方向作为扫描方向对待识别的蜂窝芯板进行扫描；

—根据扫描方向建立空间坐标系，采用矩阵存储扫描结果；以所述平行边的延伸方向作为坐标系Y轴，对应所述矩阵的行信息，平行边的垂直方向作为X轴，对应矩阵的列信息；蜂窝芯板的厚度作为矩阵中元素的数值；