[发明专利]一种直孔、窝孔关键尺寸测量系统及方法

说明书

本发明公开了一种直孔、窝孔关键尺寸测量系统及方法。该系统包括：线激光传感器、线激光传感器控制器、电动台、编码器、可编程逻辑控制器以及上位机。由线激光传感器、电动台、编码器等机构执行测量作业，由上位机、线激光传感器控制器、可编程逻辑控制器进行数据传输、计算、处理，通过拟合线激光传感器扫描数据获取测量目标的表面形貌，进而提取测量目标的特征，并根据提取的特征选择相应的关键尺寸计算方式，计算完成后输出计算结果。本方法实现机器人自动化制孔过程中对已加工孔的在线检测，直接提高了检测效率，并利于自动化制孔过程中制孔质量的快速检测，便于发现制孔问题，间接提升了机器人自动化系统的加工质量。

技术领域

本发明涉及自动控制测量技术领域，特别是涉及一种直孔、窝孔关键尺寸测量系统及方法。

背景技术

飞机壁板在装配过程中需要进行大量的制孔工作，所制孔主要为两种：直孔和窝孔。传统壁板制孔方式为人工制孔，人工制孔效率低下且精度难以保障，孔不具有加工一致性，对后续装配质量产生了严重影响。根据加工质量一致性和自动化数字化装配的要求，基于六轴串联机器人的自动制孔末端系统被引入到自动化制造装配的作业中。根据制孔点位的需求，六轴串联机器人灵活的机械臂能够进行多种位姿的转换，可一次性进行整个壁板的制孔作业，在一定程度上提升了制孔的效率和质量的一致性。但是由于制孔效率的要求和现场安全的要求，自动制孔末端在作业时，无法及时检测制孔质量，若出现参数设置不合理的情况，则会导致多排孔的加工误差，严重时可造成整个壁板的报废。如何实现直孔和窝孔关键尺寸在自动化制孔过程中的在线测量，实现制孔后对孔加工质量的快速测量，避免大量孔的加工偏差，提升制孔质量与检测效率，是飞机壁板自动化装配领域中急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种直孔、窝孔关键尺寸测量系统及方法，用于在自动化制孔过程中实现直孔和窝孔加工质量的快速检测，避免大量孔的加工偏差，提升制孔质量与检测效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种直孔、窝孔关键尺寸测量系统，包括：

线激光传感器，用于扫描测量目标；

线激光传感器控制器，与所述线激光传感器连接，用于控制线激光传感器工作，并接收所述线激光传感器的扫描数据；

电动台，内部设有电机，所述电机用于带动所述线激光传感器移动，所述线激光传感器设置在所述电动台上；

编码器，与所述电动台连接，用于测量所述电机的旋转角度；

可编程逻辑控制器，分别与所述线激光传感器控制器、所述电动台以及所述编码器连接，用于对所述线激光传感器控制器发送指令，使所述线激光传感器控制器控制所述线激光传感器；以及用于根据所述旋转角度判断所述电动台的移动距离；

上位机，分别与所述线激光传感器控制器以及所述可编程逻辑控制器连接，用于根据所述扫描数据计算直孔和窝孔的关键尺寸；所述关键尺寸包括：直孔的垂直角度偏差值、直孔的直径、窝孔的垂直角度偏差值、窝孔的窝深、窝孔的外直径以及窝孔的内直径。

本发明还提供了一种直孔、窝孔关键尺寸测量方法，所述测量方法应用于上述测量系统，所述测量方法包括：

根据电动台电机的旋转角度，判断电动台每次的移动距离是否达到设定步长；

若是，则判断电动台的移动距离是否达到设定距离；

若是，则控制线激光传感器停止扫描；

对所述线激光传感器的扫描数据进行拟合拼接，建立当前测量点位的表面三维尺寸模型；

提取所述表面三维尺寸模型的特征数据；

根据所述特征数据判断当前测量点位的孔的类型；