本发明专利技术公开了一种基于特征提取的激光送粉连接定位装置及定位方法，通过逆向重构分体件模型与定位基板模型，并在定位基板模型上模拟连接定位分体件模型至标准位置，进而得到分体件模型的标准形位特征值；然后在定位基板上实际连接定位分体件，并通过拍摄装置采集分体件的俯视图像，通过图像识别处理系统实时分析俯视图像得到分体件进行实际连接定位时的实际形位特征值，并通过标准形位特征值与实际形位特征值之间的形位差异值实时控制若干伸缩定位件进行相应距离的伸缩以对形位差异值进行补偿，进而实现对分体件形位的实时灵活调控，并且能够有效保证分体件之间进行连接后的连接形位精度。连接形位精度。连接形位精度。
【技术实现步骤摘要】
一种基于特征提取的激光送粉连接定位装置及定位方法
[0001]本专利技术属于分体件激光送粉连接的
，具体涉及一种基于特征提取的激光送粉连接定位装置及定位方法。
技术介绍
[0002]目前分体件连接通常采用激光送粉连接技术进行连接，激光送粉连接技术是激光熔化沉积成形技术的衍生物，具有连接区组织形态可控、热影响区最小化的优点，解决了传统分体件连接方法连接件厚度限制的问题。
[0003]针对分体件激光送粉连接技术而言，连接分体件的定位精度与装夹精度是影响最终分体件连接形位精度的关键因素。现有激光送粉连接技术中，分体件之间通常采用“V”型坡口进行连接，通常要求连接分体件底面为平整面，同时需要对分体件进行水平面上的整体装夹定位。现有技术中，对于能批量生产的分体连接件来说，通常采用固定工装夹具对分体件进行装夹定位，存在固定工装复杂、装夹固定成本高、周期长的缺陷，且固定工装夹具的通用性及灵活性较差，无法适应小批量多种复杂构件研制的频率及要求。而且一旦分体件在装夹之前就出现形位误差，在装夹固定后就难以调节分体件的位置，进而难以对分体件的形位误差进行灵活调节；而采用简易压板对分体件进行装夹，特别是对于具备曲面的分体件而言，虽然其形位调节灵活，但是难以保证分体件的连接形位精度，也无法保证复杂分体件的尺寸及形位要求。
[0004]因此，针对上述现有的分体件连接过程中形位误差难以灵活调节或形位精度难以保证的缺陷，本专利技术公开了一种基于特征提取的激光送粉连接定位装置及定位方法。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于特征提取的激光送粉连接定位装置及定位方法，能够准确检测分体件实际形位与标准形位之间的差异值，并通过差异值灵活调节分体件的位置，进而实现对分体件的形位进行精准调控，保证了最终分体件连接时的形位精度。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0007]一种基于特征提取的激光送粉连接定位装置，用于对激光送粉分体件进行连接位置定位，包括定位基板，所述定位基板的顶部端面为定位面，所述定位面的两侧设置有若干组伸缩定位件，且两侧的伸缩定位件的定位端之间构成顶紧分体件的定位空间；所述定位空间的顶部设置有用于拍摄分体件之间连接位置俯视图像的拍摄装置，所述拍摄装置与重构分析系统连接，所述重构分析系统与图像识别处理系统连接；所述重构分析系统用于逆向重构分体件模型以及定位基板模型，并将分体件模型在定位基板模型上模拟连接定位以得到分体件模型的标准形位特征值；所述拍摄装置用于拍摄在定位基板上进行实际连接定位的分体件的俯视图像，所述图像识别处理系统提取实际连接定位的分体件的俯视图像的实际形位特征，并分析实际形位特征与模拟形位特征之间的形位差异值，然后控制伸缩定位件进行伸缩对形位差异值进行补偿以实现对分体件的精确定位。
[0008]为了更好地实现本专利技术，进一步的，所述伸缩定位件包括至少两个并列设置的伸缩气缸，所述伸缩气缸的伸缩杆端部设置有柔性定位触头。
[0009]为了更好地实现本专利技术，进一步的，还包括设置在定位空间顶部的下压定位件，所述下压定位件用于将定位精度达标的分体件向下压紧固定。
[0010]为了更好地实现本专利技术，进一步的，所述下压定位件包括设置在定位基板顶部两侧的腰形滑槽，两侧的腰形滑槽的内部滑动设置有压紧螺栓，两侧的压紧螺栓之间设置有压板，所述压紧螺栓上螺纹套装有用于向下压紧压板的螺母。
[0011]一种基于特征提取的激光送粉连接定位方法，基于上述的激光送粉连接定位装置实现，利用重构分析系统逆向重构建立分体件模型以及定位基板模型，并将分体件模型在定位基板模型上进行模拟连接定位以得到标准形位特征值；在定位基板上进行分体件的实际连接定位，并通过拍摄装置拍摄实际连接定位的分体件的俯视图像，通过图像识别处理系统分析实际连接定位的分体件的俯视图像得到实际形位特征值，计算实际形位特征值与标准形位特征值之间的形位差异值，通过形位差异值控制伸缩定位件进行伸缩补偿形位差异值以实现对分体件的精确定位。
[0012]为了更好地实现本专利技术，进一步的，具体包括以下步骤：
[0013]步骤1、利用扫描仪采集分体件与定位基板的点云数据，重构分析系统通过点云数据逆向重构得到分体件模型与定位基板模型；
[0014]步骤2、将分体件模型与定位基板模型导入建模软件，并在定位基板模型上建立定位基线，然后将分体件模型在定位基板模型上进行模拟连接定位，直到分体件模型之间的连接线与定位基线重合，以定位基板模型的轮廓特征为基准测量分体件模型的标准形位特征值；
[0015]步骤3、将分体件在定位基板上进行实际连接定位，使得分体件之间的连接线与定位基板上的定位基线重合，然后采用拍摄装置拍摄实际连接定位的分体件的俯视图像；
[0016]步骤4、将实际连接定位的分体件的俯视图像导入图像识别处理系统，通过图像识别处理系统提取实际连接定位的分体件的俯视图像的实际形位特征值，并将实际形位特征值与标准形位特征值进行比对以得到形位差异值，根据形位差异值计算伸缩定位件将分体件顶推至标准定位位置所需的位移量，根据位移量控制伸缩定位件进行伸缩对形位差异值进行补偿以实现对分体件的精确定位。
[0017]为了更好地实现本专利技术，进一步的，所述步骤2具体包括：
[0018]步骤2.1、在定位基板模型上建立定位基线，所述定位基线包括平行于伸缩定位件伸缩方向的Y向中轴定位线以及垂直于Y向中轴定位线的X向中轴定位线；
[0019]步骤2.2、将分体件模型在定位基板模型上进行模拟连接定位，使得分体件模型之间的连接线与Y向中轴定位线重合，并使得分体件模型之间的连接线的中点位于X向中轴定位线上；
[0020]步骤2.3、采集分体件模型与定位基板模型的俯视图像，并将俯视图像导入图像识别处理系统；
[0021]步骤2.4、以定位基板模型的俯视图像轮廓为基准，在定位基板模型的俯视图像上标定若干伸缩定位件所在点位，然后通过图像识别处理系统计算伸缩定位件所在点位与分体件模型的模拟俯视图像轮廓之间的距离值作为标准形位特征值。
[0022]为了更好地实现本专利技术，进一步的，所述步骤4具体包括：
[0023]步骤4.1、以定位基板的俯视图像轮廓为基准，在定位基板的俯视图像上标定若干伸缩定位件所在点位，然后通过图像识别处理系统提取实际连接定位的分体件的实际俯视图像轮廓，并计算伸缩定位件所在点位与实际俯视图像轮廓之间的距离值作为实际形位特征值；
[0024]步骤4.2、计算实际形位特征值与标准形位特征值之间的差值作为形位差异值；
[0025]步骤4.3、控制伸缩定位件进行一段伸缩，使得所有的伸缩定位件的定位端与实际俯视图像轮廓之间的距离相等；然后控制伸缩定位件进行同步二段伸缩，使得所有的伸缩定位件定位端与实际俯视图像轮廓同步贴合；
[0026]步骤4.4、控制伸缩定位件进行三段伸缩以补偿形位差异值。
[0027]为了更好地实现本专利技术，进一步的，重复步骤4.1
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于特征提取的激光送粉连接定位装置，用于对激光送粉分体件进行连接位置定位，包括定位基板(1)，其特征在于，所述定位基板(1)的顶部端面为定位面，所述定位面的两侧设置有若干组伸缩定位件(2)，且两侧的伸缩定位件(2)的定位端之间构成顶紧分体件的定位空间；所述定位空间的顶部设置有用于拍摄分体件之间连接位置俯视图像的拍摄装置(4)，所述拍摄装置(4)与重构分析系统(5)连接，所述重构分析系统(5)与图像识别处理系统(6)连接；所述重构分析系统(5)用于逆向重构分体件模型以及定位基板模型，并将分体件模型在定位基板模型上模拟连接定位以得到分体件模型的标准形位特征值；所述拍摄装置(4)用于拍摄在定位基板(1)上进行实际连接定位的分体件的俯视图像，所述图像识别处理系统(6)提取实际连接定位的分体件的俯视图像的实际形位特征，并分析实际形位特征与模拟形位特征之间的形位差异值，然后控制伸缩定位件(2)进行伸缩对形位差异值进行补偿以实现对分体件的精确定位。2.根据权利要求1所述的一种基于特征提取的激光送粉连接定位装置，其特征在于，所述伸缩定位件(2)包括至少两个并列设置的伸缩气缸，所述伸缩气缸的伸缩杆端部设置有柔性定位触头。3.根据权利要求1或2所述的一种基于特征提取的激光送粉连接定位装置，其特征在于，还包括设置在定位空间顶部的下压定位件(3)，所述下压定位件(3)用于将定位精度达标的分体件向下压紧固定。4.根据权利要求3所述的一种基于特征提取的激光送粉连接定位装置，其特征在于，所述下压定位件(3)包括设置在定位基板(1)顶部两侧的腰形滑槽，两侧的腰形滑槽的内部滑动设置有压紧螺栓，两侧的压紧螺栓之间设置有压板，所述压紧螺栓上螺纹套装有用于向下压紧压板的螺母。5.一种基于特征提取的激光送粉连接定位方法，基于权利要求1
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4任一项所述的激光送粉连接定位装置实现，其特征在于，利用重构分析系统(5)逆向重构建立分体件模型以及定位基板模型，并将分体件模型在定位基板模型上进行模拟连接定位以得到标准形位特征值；在定位基板(1)上进行分体件的实际连接定位，并通过拍摄装置(4)拍摄实际连接定位的分体件的俯视图像，通过图像识别处理系统(6)分析实际连接定位的分体件的俯视图像得到实际形位特征值，计算实际形位特征值与标准形位特征值之间的形位差异值，通过形位差异值控制伸缩定位件(2)进行伸缩补偿形位差异值以实现对分体件的精确定位。6.根据权利要求5所述的一种基于特征提取的激光送粉连接定位方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1、利用扫描仪采集分体件与定位基板(1)的点云数据，重构分析系统(5)通过点云数据逆向重构得到分体件模型与定位基板模型；步...
【专利技术属性】
技术研发人员：易涛，成靖，荣鹏，陈勇，方欣，王晓燕，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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