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中科院攻克复杂导管高精度三维测量技术测量精度达01mm

2021-11-29 来源:韶关机械信息网

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导管是现代航空、航天、汽车等行业中复杂机电产品的重要组成部分,负责将燃料、冷却剂等各类流体介质输送到产品的其它部位,因此弯管的快速精确测量是保证其精确装配和无应力安装的核心技术。近日,中国科学院沈阳自动化研究所成功攻克了复杂导管的高精度三维测量技术难题,应用多目立体视觉测量方法,提出了高精度点云融合拼接技术,实现了复杂导管高效、高精度三维测量,单个导管测量时间只需几秒,测量精度达到±0.1mm,达到了国际先进水平。

导管三维测量模型

弯管加工误差评价

据悉,管路系统是航空、航天、汽车等工业领域重要的生命线,如人体血管一样,负责液 压、冷气、燃气等介质的传输,目前对成型的弯管测量方式主要是接触式的,例如靠模法、三坐标测量机、关节式坐标测量机等,这些方法存在对比装置制造困难,容易造成损伤或变 形,效率低,过分依赖操作者主观判断,无法重建三维模型以及无定位基准等缺陷。先进制造技术是改造传统制造业的有效手段,现如今数字化制造技术是先进制造技术的核心技术,如何缩短研制时间、降低研制成本、提高产品质量是数字化制造的主要目的,然而弯管数字化制造是飞机快速制造的瓶颈,其关键问题在于弯管精确的三维重建以及自寻位切割。

该技术突破传统导管测量方法,探索出了高效、快速、精确、操作简便的大尺寸、复杂导管的数字化测量方法,可以测量不同表面、颜色和材质的弯管,大大缩短了弯管程序设置时间,缩短了管路制造周期,测量得到的结果可以为导管生产质量提供保障,也可以以逆向工程方式送到CAD系统,同时也可以和弯管机进行通讯,对弯管机参数进行设置以及修正。

该技术成果已申请发明专利(一种面向数字化制造的导管测量和余量测量定位方法,201611015476.8;结合拓扑关系和极线约束的管路三维重建方法,201710589576.X)。其步骤为:借助于激光跟踪仪和靶标进行多传感器的全局标定,将多传感器坐标系统一到全局坐标系;多个传感器严格同步采集弯管图像,边缘检测以及形态学细化得到弯管的中心线,借助于双向极线匹配算法进行中心线三维重建;将中心线离散为空间点云,计算控制点、直线段端点以及弧线段圆弧中心点,利用中心线作为引导线进行三维造型;最后利用最近点迭代法匹配设计模型和测量模型,计算余量位置,进而实现弯管的自寻位切割和焊接,加快弯管数字化制造进程。

中国科学院沈阳自动化研究所成立于1958年11月。沈阳自动化所工艺装备与智能机器人研究室经过多年的探索积累和创新,在导管自动化智能制造技术方面,逐步形成了集导管自动化测量、自动化切割、打磨与评价技术为一体的技术体系,保证了导管的精确装配以及无应力安装。解决了航空、航天、汽车等领域复杂导管制造和装配难题,提出了全自动化高精度、快速解决方案,促进了航空、航天、汽车等相关领域的快速发展。

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