CN112113531A - 一种空间弯曲管件的数字化检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空间弯曲管件的数字化检测装置及检测方法，具体涉及管件检测技术领域。空间弯曲管件的数字化检测装置包括：数字化控制***、检测基台、升降机构和检测单元体，升降机构布置在检测基台上，多个升降机构阵列布置；多个检测单元体与多个升降机构的升降端一一对应连接，空间弯曲管件适于设置在检测单元体上方，检测单元体适于支撑并检测距空间弯曲管件的距离；数字化控制***适于控制升降机构的升降端升降到设定高度，并获取与升降机构对应的检测单元体距空间弯曲管件的距离。

Description

一种空间弯曲管件的数字化检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及管件检测技术领域，具体而言，涉及一种空间弯曲管件的数字化检测装置及检测方法。

背景技术

复杂空间弯曲管件是航空航天领域中极为重要的一类零部件，在航空、航天发动机中素有“血管”之称。单台发动机各类弯曲管件的应用数量极大，可达200多件。因此，这类空间弯曲管件的特点是：数量众多、种类繁杂、规格不一，即典型的多规格、小批量产品；为避免安装干涉，其管型精度要求极高，这使得这一类零件的检测工作极其庞大且繁琐。

目前，针对这一类零件的检测工作，生产公司往往都专门设置一个检具部门。该部门主要负责针对每一种管件设计并搭建专用检具对其空间管型进行检测，而这种专用检具主要由一系列功能各异的标准块拼装而成，其原理类似于“搭积木”，主要通过人工的方式调整检测单元构建检具，自动化程度低，检测效率低，增加产品生产周期。

发明内容

本发明旨在一定程度上解决现有的空间弯曲管件用检测设备主要通过人工的方式调整检测单元构建专用检具，自动化程度低、检测效率低，增加了产品生产周期的问题。

为解决上述问题，本发明提供了一种空间弯曲管件的数字化检测装置，包括：

检测基台；

多个升降机构，布置在所述检测基台上，多个所述升降机构阵列布置；

多个检测单元体，与多个所述升降机构的升降端一一对应连接，空间弯曲管件适于设置在所述检测单元体上方，所述检测单元体适于支撑并检测距所述空间弯曲管件的距离；以及

数字化控制***，适于控制所述升降机构的升降端升降到设定高度，并获取与所述升降机构对应的所述检测单元体距所述空间弯曲管件的距离。

进一步地，所述升降机构包括驱动机构和丝杠传动机构，所述驱动机构与所述数字化控制***通信连接，所述驱动机构与所述丝杠传动机构驱动连接，所述丝杠传动机构用于使所述升降机构的升降端升降。

进一步地，所述驱动机构包括电机，所述丝杠传动机构包括基座、导向柱、丝杠和滑块，所述导向柱固定于所述基座上，所述丝杠与所述驱动机构的输出轴连接，所述滑块分别开设有螺纹孔和导向孔，所述丝杠通过所述螺纹孔与所述滑块连接，所述导向柱通过所述导向孔与所述滑块配合，其中，所述检测单元体与所述滑块连接。

进一步地，所述检测单元体包括测量杆、测量头、位移传感器和压电传感器，所述测量头通过所述测量杆与所述升降机构的升降端连接，所述位移传感器设置于所述测量杆的底端处，所述压电传感器设置于所述测量头处。

进一步地，所述测量头为球状结构，所述测量杆的直径从其顶端至底端逐渐增大。

进一步地，r＜0.05d，0.5d≤a＜d；

其中，r为所述测量头的半径，d为所述空间弯曲管件的管径，a为多个所述检测单元体的间距。

进一步地，阵列布置的多个所述检测单元体在阵列内任意方向上形成的任一条直线中的所述检测单元体的数量至少为六个，所述检测单元体的数量不少于6*(n+1)，其中，n为所述空间弯曲管件的弯角数量。

另外，本发明还提供一种空间弯曲管件的数字化检测方法，所述数字化检测方法使用前述的空间弯曲管件的数字化检测装置，包括：

通过数字化控制***生成空间弯曲管件的标准三维设计模型；

根据所述标准三维设计模型控制部分升降机构带动检测单元体下降设定高度，从而使下降的所述检测单元体形成与所述标准三维设计模型形状相同的凹陷部；

将所述空间弯曲管件置于所述凹陷部中；

检测所述空间弯曲管件与形成所述凹陷部的各所述检测单元体之间的间距。

进一步地，所述检测所述空间弯曲管件与形成所述凹陷部的各所述检测单元体之间的间距，包括：

检测并确定形成所述凹陷部中未与所述空间弯曲管件接触的相应所述检测单元体；

通过控制相应的所述升降机构上升，直到所述凹陷部中未与所述空间弯曲管件接触的各所述检测单元体上升并且与所述空间弯曲管件接触；

通过所述数字化控制***获知相应的所述升降机构上升的距离，从而获知之前所述凹陷部中未与所述空间弯曲管件接触的所述检测单元体与所述空间弯曲管件之间的间距。

进一步地，所述根据所述标准三维设计模型控制部分升降机构带动检测单元体下降设定高度，从而使下降的所述检测单元体形成与所述标准三维设计模型形状相同的凹陷部之前，还包括：

选取与所述升降机构的升降方向垂直的平面作为所述标准三维设计模型的XOY检测基准面，其中，所述标准三维设计模型在所述XOY检测基准面中没有叠影。

进一步地，所述根据所述标准三维设计模型控制部分升降机构带动检测单元体下降设定高度，从而使下降的所述检测单元体形成与所述标准三维设计模型形状相同的凹陷部，包括：

生成所述标准三维设计模型在所述XOY检测基准面的标准投影轮廓；

将全部的所述检测单元体的中心位置投影在所述XOY检测基准面而得到所述检测单元体的投影中心位置；

确定位于所述标准投影轮廓内的各所述投影中心位置对应的所述标准三维设计模型底面的高度；

控制位于所述标准投影轮廓内的各所述投影中心位置对应的所述检测单元体下降到对应的所述标准三维设计模型底面的高度，从而使多个所述检测单元体形成与所述标准三维设计模型形状相同的所述凹陷部。

另外，本发明还提供另一种空间弯曲管件的数字化检测方法，所述数字化检测方法使用前述的空间弯曲管件的数字化检测装置，包括：

将空间弯曲管件放置在多个检测单元体上；

控制与所述空间弯曲管件接触的所述检测单元体下降，直到所述空间弯曲管件的被检测部位完全沉入基准平面，所述基准平面为未下降的多个所述检测单元体顶点所在平面；

检测下降的多个所述检测单元体的高度，根据多个所述检测单元体下降的高度而使数字化控制***生成相应的被检测三维设计模型；

将所述被检测三维设计模型与标准三维设计模型比对。

进一步地，所述空间弯曲管件的被检测部位完全沉入基准平面，包括：

控制与所述空间弯曲管件接触的所述检测单元体下降，直至所述空间弯曲管件上的各点低于或平齐于所述基准平面。

与现有技术相比，本发明提供的一种空间弯曲管件的数字化检测装置，具有但不局限于以下技术效果：

通过将空间弯曲管件的标准三维设计模型导入数字化控制***中，完成在数字化控制***中生成空间弯曲管件的标准三维设计模型，之后通过该标准三维设计模型与实际产品的空间弯曲管件之间的数字化关联，控制一部分检测单元体下降到相应的设定高度，进而使多个检测单元体形成与标准三维设计模型形状相同的凹陷部，然后通过将空间弯曲管件放在凹陷部中，进行对空间弯曲管件的检测，得出凹陷部中的各个检测单元体与竖直方向上相应的空间弯曲管件的检测点之间的间距，便于后续的优化改进。自动化程度极高，能够快速的完成对空间弯曲管件的检测，能够大幅提高检测效率，缩短产品的生产周期。解决现有的空间弯曲管件用检测设备主要通过人工的方式调整检测单元构建专用检具，自动化程度低，检测效率低，增加了产品生产周期的问题。

附图说明

图1为本发明的具体实施方式的空间弯曲管件的数字化检测装置的示意性结构图；

图2为本发明的具体实施方式的升降机构与检测单元体连接的示意性结构图；

图3为本发明的具体实施方式的标准三维设计模型导入数字化控制***的示意性结构图；

图4为本发明的具体实施方式的检测单元体的中心位置映射在XOY检测基准面的示意性结构图；

图5为本发明的具体实施方式的待用检测单元体的Z坐标值获取时的示意性结构图；

图6为本发明的具体实施方式的空间弯曲管件放在凹陷部内的示意性结构图；

图7为本发明的具体实施方式的空间弯曲管件的数字化检测方法的示意性流程图。

附图标记说明：

1-检测基台，11-工作台面，12-工作箱体，2-检测单元体，21-测量杆，22-测量头，23-位移传感器，3-数字化控制***，4-三维设计模型，5-空间弯曲管件，6-丝杠传动机构，61-基座，62-导向柱，63-丝杠，64-滑块，65-联轴器，7-驱动机构。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，附图中Z轴表示竖向，也就是上下位置，并且Z轴的正向(也就是Z轴的箭头指向)表示上，Z轴的负向(也就是与Z轴的正向相反的方向)表示下；

附图中Y轴表示水平方向，并指定为左右位置，并且Y轴的正向(也就是Y轴的箭头指向)表示右侧，Y轴的负向(也就是与Y轴的正向相反的方向)表示左侧；

附图中X轴表示前后位置，并且X轴的正向(也就是X轴的箭头指向)表示前侧，X轴的负向(也就是与X轴的正向相反的方向)表示后侧；

同时需要说明的是，前述Z轴、Y轴及X轴的表示含义仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参见图1-7，本实施方式提供了一种空间弯曲管件的数字化检测装置，包括检测基台1、多个升降机构、多个检测单元体2和数字化控制***3，多个升降机构阵列布置在检测基台1上；多个检测单元体2与多个升降机构的升降端一一对应连接，空间弯曲管件5适于设置在多个检测单元体2上，检测单元体2适于检测其顶部与空间弯曲管件5之间的距离；数字化控制***3适于控制多个升降机构的升降端升降到设定高度，数字化控制***3适于获知与所述升降机构对应的检测单元体2距空间弯曲管件5的距离。

参见图1，优选地，检测基台1包括工作台面11和工作箱体12，工作台面11设置于工作箱体12的顶部；多个检测单元体2阵列布置在工作台面11上；升降机构设置于检测单元体2的底端，每个检测单元体2的底端均连接有一个升降机构。

这里，通过阵列分布在工作台面上的检测单元体2，可以在复杂空间管件的检测中具有极强的普适性和通用性，能够应对绝大多数复杂管件的弯曲管型检测，特别适合所谓的“小批量、多规格”弯曲管件产品的检测，可避免许多不必要的资源闲置和人力浪费，极大地降低了同种类多规格产品的检测成本。

参见图2，优选地，升降机构包括驱动机构7和丝杠传动机构6，驱动机构7与数字化控制***3通信连接，驱动机构7与丝杠传动机构6驱动连接，丝杠传动机构6用于使升降机构的升降端升降。

参见图2，优选地，驱动机构7为微型电机，丝杠传动机构6包括基座61、导向柱62、丝杠63和滑块64，导向柱62固定在基座61的上下两端之间，丝杠63与基座61转动连接，丝杠63与驱动机构7的输出轴连接，滑块64分别开设有螺纹孔和导向孔，螺纹孔与丝杠63螺纹连接，导向孔与导向柱62配合，其中，检测单元体2与滑块64连接，滑块64为升降机构的升降端。其中，丝杠63的一端可以通过联轴器65与驱动机构的输出轴连接。

参见图2优选地，检测单元体2包括测量杆21、测量头22、位移传感器23和压电传感器，测量头22通过测量杆21与滑块64连接，位移传感器23设置于测量杆21的底端处，位移传感器23与升降机构连接，压电传感器设置于测量头22的内部。

参见图2，优选地，测量头22为球状结构，测量杆21的直径从其顶端至底端逐渐增大，测量杆类似于针状结构。

同时，本实施方式的零部件互换性很好，易于维护且非常灵活，可根据实际需要对针状接触式的检测单元体2进行改造，进而能够对复杂三维曲面、不规则零部件的检测等工程上较为棘手的问题提供一定的解决思路。

本实施方式的空间弯曲管件的数字化检测装置，检测单元体2、丝杠传动机构6和驱动机构7的数量根据空间弯曲管件5形状、尺寸及所需的检测点数量确定，应满足以下条件：

(1)检测单元体2的阵列间距a小于空间弯曲管件5的管径d，阵列间距a越小，检测结果越准确，但考虑到在工程实际应用中，受丝杠传动机构6和驱动机构7的空间限制，阵列间距a也不能随意小，而且也没有必要，因此这里阵列间距a优选在在[0.5d,d]区间内；

(2)每段直线段上至少要有6个检测点，总检测点数量m不得小于6(n+1)，其中n为空间弯曲管件5的弯角数量，即阵列布置的检测单元体2在阵列内任意方向上形成的任一条直线中的多个检测单元体2的数量至少为六个，检测单元体2的数量不少于6*(n+1)，其中，n为空间弯曲管件5的弯角数量；本实施方式将空间弯曲管件5的三维设计模型4与实际产品直接联系起来，其检测点更多、检测区域更广，其数字化控制***3能够根据传感器的反馈信号进行高精度拟合，进而重构出复杂管件的实际外轮廓，所以能够给复杂空间管件的回弹及校形问题提出更为合理的建议。

(3)测量头22半径r至少应小于0.05d。测量头半径r越小，检测结果的误差相应越小。

另外，参见图3至图7，本实施方式还提供了一种空间弯曲管件的数字化检测方法，该数字化检测方法使用前述的空间弯曲管件的数字化检测装置，该数字化检测方法记为第一检测方法，第一检测方法包括：

首先，通过在数字化控制***3中生成空间弯曲管件5的标准三维设计模型4；

之后，根据所述标准三维设计模型4控制部分检测单元体2下降设定高度，从而使下降的检测单元体2形成与标准三维设计模型4形状相同的凹陷部；

之后，将空间弯曲管件5置于凹陷部中；

之后，检测空间弯曲管件5与形成凹陷部的各检测单元体2之间的间距。

这里，通过将空间弯曲管件5的标准三维设计模型4导入数字化控制***3中，完成在数字化控制***3中生成空间弯曲管件5的标准三维设计模型4，之后通过该标准三维设计模型4与实际产品的空间弯曲管件5之间的数字化关联，控制一部分检测单元体2下降到相应的设定高度，进而使多个检测单元体2形成与标准三维设计模型4形状相同的凹陷部，然后通过将空间弯曲管件5放在凹陷部中，进行对空间弯曲管件5的检测，得出凹陷部中的各个检测单元体2与竖直方向上相应的空间弯曲管件5的检测点之间的间距，便于后续的优化改进。自动化程度极高，能够快速地完成对空间弯曲管件5的检测，能够大幅提高检测效率，缩短产品的生产周期。

需要说明的是，标准三维设计模型4可以是三维的CAD设计模型；空间弯曲管件5是以标准三维设计模型4为标准生产出来的。

参见图3和图4，优选地，根据所述标准三维设计模型4控制部分检测单元体2下降设定高度，从而使下降的检测单元体2形成与标准三维设计模型4形状相同的凹陷部之前，包括：

将初始形态三维设计模型导入数字化控制***3中；

选取与所述升降机构的升降方向垂直的平面作为所述初始形态三维设计模型的XOY检测基准面，其中，所述标准三维设计模型4在所述XOY检测基准面中没有叠影。

优选地，为了达到“所述标准三维设计模型4在所述XOY检测基准面中没有叠影”的方法可以是：选取所述标准三维设计模型4的一端为坐标原点，通过以所述坐标原点为原点旋转所述标准三维设计模型4而得到在所述XOY检测基准面中没有叠影的标准三维设计模型4。

这里，通过XOY检测基准面，可以获取空间弯曲管件5与标准三维设计模型4之间坐标的对应，能够将实际空间中的空间弯曲管件5与虚拟空间中的标准三维设计模型4之间关联在一起。

参见图4和图5，优选地，根据所述标准三维设计模型4控制部分检测单元体2下降设定高度，从而使下降的检测单元体2形成与标准三维设计模型4形状相同的凹陷部，包括：

首先，生成标准三维设计模型4在XOY检测基准面的标准投影轮廓；

之后，将全部的检测单元体2的中心位置投影在XOY检测基准面而得到检测单元体2的投影中心位置；其中，检测单元体2的中心位置指的是在检测基台的顶部平面处的位置。

之后，至少确定位于标准投影轮廓内的多个投影中心位置对应的标准三维设计模型4底面的高度；

之后，使位于标准投影轮廓内的多个投影中心位置对应的检测单元体2下降到对应的标准三维设计模型4底面的高度，从而使多个检测单元体2形成与标准三维设计模型4形状相同的凹陷部。

参见图3和图4，优选地，选取三维设计模型4的XOY检测基准面，包括：

选取标准三维设计模型4的一端为坐标原点，以坐标原点旋转标准三维设计模型4，选取三维设计模型4没有叠影的视图作为XOY检测基准面；

至少确定标准投影轮廓内的多个投影中心位置对应的标准三维设计模型4底面的高度，包括：获知标准投影轮廓内的多个投影中心位置对应的标准三维设计模型4底面位置相对于坐标原点的空间坐标A(X，Y，Z)。

这里，将呈阵列分布的全部的检测单元体2的中心位置映射在XOY检测基准面而得到全部的投影中心位置，然后选取投影中心位置在标准投影轮廓内的各个坐标值，在依次远离坐标原点的方向上的投影中心位置在标准投影轮廓内的各个坐标值可以依次记为A1(X1，Y1)、A2(X2，Y2)、……、An(Xn，Yn)，而A1、A2、……、An对应的标准三维设计模型4底面的高度(即Z向坐标值)可以依次标记为Z1、Z2、……、Zn，进而标准投影轮廓内的多个投影中心位置对应的标准三维设计模型4底面位置相对于坐标原点的空间坐标A(X，Y，Z)可以依次记为A1(X1，Y1，Z1)，A(X2，Y2，Z2)……An(Xn，Yn，Zn)。数字化控制***3根据这些空间坐标可以控制对应的检测单元体2升降进而形成凹陷部，供空间弯曲管件5检测。

参见图6，优选地，检测空间弯曲管件5与凹陷部内的多个检测单元体2之间的间距，包括：

根据凹陷部中的多个检测单元体中的位移传感器23和压电传感器反馈的信号，获知空间弯曲管件5的各检测点的实际值与设计值之间的偏差。

这里，在凹陷部构建完成后，将空间弯曲管件5放在该凹陷部中，数字化控制***3接收到位移传感器23和压电传感器反馈的信号，并可以通过计算得出各个检测点的实际值与设计值之间的偏差，即各个检测点Z坐标值的差值，设计或研究相关人员可以根据反馈的偏差进行对空间弯曲管件5校形或者给出更加优化的生产工艺，保证空间弯曲管件5更符合标准三维设计模型4的标准。其中，将空间弯曲管件5放在该凹陷部中后，若测量头22内部的压电传感器有信号反馈给数字化控制***3，说明该压电传感器对应的检测单元体2与空间弯曲管件5是接触的，说明空间弯曲管件5在该检测点没有偏差；若测量头22内部的压电传感器没有信号反馈给数字化控制***3，说明该压电传感器对应的检测单元体2与空间弯曲管件5是有间距的，说明空间弯曲管件5在该检测点有偏差，此时可以控制该检测单元体2继续升高直至与空间弯曲管件5接触，也即直至该检测单元体2的测量头22内的压电传感器有信号反馈给数字化控制***3，进而通过检测单元体2底部的位移传感器23可以获知该检测点的偏差。另外，在第一检测方法中，也可以用光电传感器代替前述的压电传感器，进而可以通过光电传感器直接测量检测单元体2距空间弯曲管件5的间距；当然本实施方式之所以采用压电传感器，是为下面的第二检测方法考虑。

优选地，检测空间弯曲管件5与凹陷部内的各检测单元体2之间的间距之后，包括：

将形成凹陷部内的各检测单元体2的空间坐标以及相应的空间弯曲管件5的信息记录成项目文件并存入数字化控制***3中。

这里，由于项目文件中存有该空间弯曲管件5的信息(比如种类、规格等)以及符合用于检测该空间弯曲管件5的用于形成对应凹陷部的多个检测单元体2的空间坐标。通过在数字化控制***3中储存该项目文件，下次再对该空间弯曲管件5进行检测时，可以直接调用该项目文件，进一步提高检测效率。

参见图7，另外，本实施方式还提供另一种空间弯曲管件的数字化检测方法，记为第二检测方法，由于空间弯曲管件5因为在三维空间中走向复杂，生产后的空间弯曲管件5可能因为尺寸回弹的原因导致无法放在第一检测方法中的“凹陷部”中，这时就需要使用第二检测方法，当然，可以理解的是，即使没有发生尺寸回弹的空间弯曲管件5，也可以适用第二检测方法。

第二检测方法包括：

首先，将空间弯曲管件5放置在多个检测单元体2上；

之后，控制数字化控制***3，使与空间弯曲管件5接触的检测单元体2下降，直到空间弯曲管件5的被检测部位完全沉入基准平面，基准平面为未下降的多个检测单元体2顶端所在平面；

之后，检测下降的多个检测单元体2的高度，根据多个检测单元体2下降的高度而使数字化控制***3生成相应的被检测三维设计模型4；

之后，将被检测三维设计模型与标准三维设计模型4比对。

这里，需要说明的是，前述的“空间弯曲管件5的被检测部位”指的是空间弯曲管件待检测的区域，比如，可以是空间弯曲管件5的一半，可以是空间弯曲管件5的三分之一等。

其中，“根据多个检测单元体2下降的高度而使数字化控制***3生成相应的被检测三维设计模型”，可以是：根据该凹陷部中各个检测单元体2与空间弯曲管件5接触的下轮廓而计算出空间弯曲管件5中轴线的走向，由于空间弯曲管件5的管径是一定的，进而可以生成相应的被检测三维设计模型。

优选地，将被检测三维设计模型与标准三维设计模型4比对之前，包括：在数字化控制***3中生成空间弯曲管件5的标准三维设计模型4；

将被检测三维设计模型与标准三维设计模型4比对之后，包括：获知被检测三维设计模型与标准三维设计模型4中各个检测点之间的间距。

优选地，空间弯曲管件5的被检测部位完全沉入基准平面，包括：控制与所述空间弯曲管件5接触的所述检测单元体2下降，直至所述空间弯曲管件5上的各点低于或平齐于所述基准平面。也就是说在前述“使与空间弯曲管件5接触的检测单元体2下降，直到空间弯曲管件5的被检测部位完全沉入基准平面”之后继续控制与空间弯曲管件5接触的检测单元体2继续下降，直至与空间弯曲管件5相接触的检测单元体2的数量不再增加，即完成对空间弯曲管件5整体进行检测。

本实施方式中，不论是用第一检测方法检测而得到的空间弯曲管件5各检测点实际值与设计值的偏差，还是用第二检测方法检测而得到的空间弯曲管件5各检测点实际值与设计值的偏差之后，都可以根据这个偏差给出初步校形的优化建议，根据初步校形的优化建议对空间弯曲管件5进行初步校形，之后，之后再调用出第一检测方法中储存的项目文件而构建出用于放置校形后的空间弯曲管件5的凹陷部，对初步校形后的空间弯曲管件5再次进行检测。

综上本实施方式的空间弯曲管件的数字化检测方法可以包括如下步骤：

S100、在数字化控制***中生成空间弯曲管件的标准三维设计模型；

S200、选取标准三维设计模型的XOY检测基准面，并生成标准三维设计模型在XOY检测基准面的标准投影轮廓；

S300、将全部的检测单元体的中心位置投影在XOY检测基准面而得到检测单元体的投影中心位置；

S400、至少使标准投影轮廓内的多个投影中心位置对应的检测单元体下降到对应的标准三维设计模型底面的高度，从而使多个检测单元体形成与标准三维设计模型形状相同的凹陷部；

S500、判断空间弯曲管件是否可以放入凹陷部中，若是，则将空间弯曲管件放入凹陷部中，获取空间弯曲管件各检测点的实际值与设计值之间的偏差，若否，则进入下一步骤；

S600、将空间弯曲管件放置在多个检测单元体上，控制数字化控制***，使与空间弯曲管件接触的检测单元体下降，直到空间弯曲管件的被检测部位完全沉入基准平面，基准平面为未下降的多个检测单元体所在平面；

S700、检测下降的多个检测单元体的高度，根据多个检测单元体下降的高度而使数字化控制***生成相应的被检测三维设计模型；

S800、将被检测三维设计模型与标准三维设计模型比对，从而获取空间弯曲管件各检测点的实际值与设计值之间的偏差。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

虽然本发明公开披露如上，但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种空间弯曲管件的数字化检测装置，其特征在于，包括：

检测基台(1)；

多个升降机构，布置在所述检测基台(1)上，多个所述升降机构阵列布置；

多个检测单元体(2)，与多个所述升降机构的升降端一一对应连接，空间弯曲管件(5)适于设置在所述检测单元体(2)上方，所述检测单元体(2)适于支撑并检测距所述空间弯曲管件(5)的距离；以及

数字化控制***(3)，适于控制所述升降机构的升降端升降到设定高度，并获取与所述升降机构对应的所述检测单元体(2)距所述空间弯曲管件(5)的距离。

2.根据权利要求1所述的空间弯曲管件的数字化检测装置，其特征在于，所述升降机构包括驱动机构(7)和丝杠传动机构(6)，所述驱动机构(7)与所述数字化控制***(3)通信连接，所述驱动机构(7)与所述丝杠传动机构(6)驱动连接，所述丝杠传动机构(6)用于使所述升降机构的升降端升降。

3.根据权利要求2所述的空间弯曲管件的数字化检测装置，其特征在于，所述驱动机构(7)包括电机，所述丝杠传动机构(6)包括基座(61)、导向柱(62)、丝杠(63)和滑块(64)，所述导向柱(62)固定于所述基座(61)上，所述丝杠(63)与所述驱动机构(7)的输出轴连接，所述滑块(64)分别开设有螺纹孔和导向孔，所述丝杠(63)通过所述螺纹孔与所述滑块(64)连接，所述导向柱(62)通过所述导向孔与所述滑块(64)配合，其中，所述检测单元体(2)与所述滑块(64)连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的空间弯曲管件的数字化检测装置，其特征在于，所述检测单元体(2)包括测量杆(21)、测量头(22)、位移传感器(23)和压电传感器，所述测量头(22)通过所述测量杆(21)与所述升降机构的升降端连接，所述位移传感器(23)设置于所述测量杆(21)的底端处，所述压电传感器设置于所述测量头(22)处。

5.根据权利要求4所述的空间弯曲管件的数字化检测装置，其特征在于，所述测量头(22)为球状结构，所述测量杆(21)的直径从其顶端至底端逐渐增大。

6.根据权利要求5所述的空间弯曲管件的数字化检测装置，其特征在于，r＜0.05d，0.5d≤a＜d；

其中，r为所述测量头(22)的半径，d为所述空间弯曲管件(5)的管径，a为多个所述检测单元体(2)的间距。

7.根据权利要求5所述的空间弯曲管件的数字化检测装置，其特征在于，阵列布置的多个所述检测单元体(2)在阵列内任意方向上形成的任一条直线中的所述检测单元体(2)的数量至少为六个，所述检测单元体(2)的数量不少于6*(n+1)，其中，n为所述空间弯曲管件(5)的弯角数量。

8.一种空间弯曲管件的数字化检测方法，其特征在于，所述数字化检测方法使用权利要求1至7中任一项所述的空间弯曲管件的数字化检测装置，包括：

通过数字化控制***(3)生成空间弯曲管件(5)的标准三维设计模型(4)；

根据所述标准三维设计模型(4)控制部分升降机构带动检测单元体(2)下降设定高度，从而使下降的所述检测单元体(2)形成与所述标准三维设计模型(4)形状相同的凹陷部；

将所述空间弯曲管件(5)置于所述凹陷部中；

检测所述空间弯曲管件(5)与形成所述凹陷部的各所述检测单元体(2)之间的间距。

9.根据权利要求8所述的空间弯曲管件的数字化检测方法，其特征在于，所述检测所述空间弯曲管件(5)与形成所述凹陷部的各所述检测单元体(2)之间的间距，包括：

检测并确定形成所述凹陷部中未与所述空间弯曲管件(5)接触的相应所述检测单元体(2)；

通过控制相应的所述升降机构上升，直到所述凹陷部中未与所述空间弯曲管件(5)接触的各所述检测单元体(2)上升并且与所述空间弯曲管件(5)接触；

通过所述数字化控制***(3)获知相应的所述升降机构上升的距离，从而获知之前所述凹陷部中未与所述空间弯曲管件(5)接触的所述检测单元体(2)与所述空间弯曲管件(5)之间的间距。

10.根据权利要求8所述的空间弯曲管件的数字化检测方法，其特征在于，

所述根据所述标准三维设计模型(4)控制部分升降机构带动检测单元体(2)下降设定高度，从而使下降的所述检测单元体(2)形成与所述标准三维设计模型(4)形状相同的凹陷部之前，还包括：

选取与所述升降机构的升降方向垂直的平面作为所述标准三维设计模型(4)的XOY检测基准面，其中，所述标准三维设计模型(4)在所述XOY检测基准面中没有叠影。

11.根据权利要求10所述的空间弯曲管件的数字化检测方法，其特征在于，

所述根据所述标准三维设计模型(4)控制部分升降机构带动检测单元体(2)下降设定高度，从而使下降的所述检测单元体(2)形成与所述标准三维设计模型(4)形状相同的凹陷部，包括：

生成所述标准三维设计模型(4)在所述XOY检测基准面的标准投影轮廓；

将全部的所述检测单元体(2)的中心位置投影在所述XOY检测基准面而得到所述检测单元体(2)的投影中心位置；

确定位于所述标准投影轮廓内的各所述投影中心位置对应的所述标准三维设计模型(4)底面的高度；

控制位于所述标准投影轮廓内的各所述投影中心位置对应的所述检测单元体(2)下降到对应的所述标准三维设计模型(4)底面的高度，从而使多个所述检测单元体(2)形成与所述标准三维设计模型(4)形状相同的所述凹陷部。

12.一种空间弯曲管件的数字化检测方法，其特征在于，所述数字化检测方法使用权利要求1至7中任一项所述的空间弯曲管件的数字化检测装置，包括：

将空间弯曲管件(5)放置在多个检测单元体(2)上；

控制与所述空间弯曲管件(5)接触的所述检测单元体(2)下降，直到所述空间弯曲管件(5)的被检测部位完全沉入基准平面，所述基准平面为未下降的多个所述检测单元体(2)顶点所在平面；

检测下降的多个所述检测单元体(2)的高度，根据多个所述检测单元体(2)下降的高度而使数字化控制***(3)生成相应的被检测三维设计模型；

将所述被检测三维设计模型与标准三维设计模型(4)比对。

13.根据权利要求12所述的空间弯曲管件的数字化检测方法，其特征在于，所述空间弯曲管件(5)的被检测部位完全沉入基准平面，包括：

控制与所述空间弯曲管件(5)接触的所述检测单元体(2)下降，直至所述空间弯曲管件(5)上的各点低于或平齐于所述基准平面。

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