本發(fā)明涉及質(zhì)檢，特別涉及基于數(shù)字孿生的電子光柵質(zhì)檢方法、系統(tǒng)、介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、目前，隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高。傳統(tǒng)的質(zhì)檢方法主要依靠人工檢測(cè)和簡(jiǎn)單的測(cè)量工具，存在效率低、準(zhǔn)確性差、主觀性強(qiáng)等問題。為了提高質(zhì)檢的效率和準(zhǔn)確性，電子光柵技術(shù)逐漸被應(yīng)用于產(chǎn)品質(zhì)檢領(lǐng)域。電子光柵具有高精度、高速度、非接觸式測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，能夠快速準(zhǔn)確地檢測(cè)產(chǎn)品的尺寸、形狀和表面缺陷等參數(shù)。同時(shí)，數(shù)字孿生技術(shù)作為一種新興的技術(shù)手段，能夠?qū)⑽锢韺?shí)體與數(shù)字模型進(jìn)行實(shí)時(shí)映射和交互，為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)維提供了全新的解決方案。將數(shù)字孿生技術(shù)與電子光柵質(zhì)檢相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的全生命周期管理，提高質(zhì)檢的智能化水平和決策支持能力。

2、由于外觀質(zhì)檢需要覆蓋到產(chǎn)品的全部外觀區(qū)域，而設(shè)計(jì)出可全面覆蓋產(chǎn)品的全部外觀區(qū)域且滿足不同局部部件的質(zhì)檢需求的電子光柵測(cè)量系統(tǒng)的難度較大。傳統(tǒng)的電子光柵質(zhì)檢方法通常只使用單一的電子光柵設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，難以全面準(zhǔn)確地反映產(chǎn)品的質(zhì)量狀況。例如，對(duì)于復(fù)雜形狀的產(chǎn)品，單一電子光柵可能無法覆蓋所有的檢測(cè)區(qū)域，導(dǎo)致部分外觀區(qū)域的質(zhì)量問題無法被檢測(cè)到?，F(xiàn)有電子光柵質(zhì)檢方法大多獨(dú)立運(yùn)行，與數(shù)字孿生技術(shù)的融合程度較低。這使得質(zhì)檢數(shù)據(jù)無法與產(chǎn)品的數(shù)字模型進(jìn)行實(shí)時(shí)交互和更新，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的全生命周期管理。缺乏數(shù)字孿生的支持，也使得質(zhì)檢過程中的數(shù)據(jù)分析和決策支持能力有限，難以滿足智能化生產(chǎn)的需求。

3、因此，本發(fā)明提出基于數(shù)字孿生的電子光柵質(zhì)檢方法、系統(tǒng)、介質(zhì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供基于數(shù)字孿生的電子光柵質(zhì)檢方法、系統(tǒng)、介質(zhì)，用以通過對(duì)實(shí)際零件的表面區(qū)域進(jìn)行質(zhì)檢分區(qū)并利用數(shù)字孿生的電子光柵對(duì)實(shí)際零件的每個(gè)外觀質(zhì)檢區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)質(zhì)檢對(duì)象的精準(zhǔn)分區(qū)數(shù)字孿生電子光柵檢測(cè)，可以全面準(zhǔn)確地檢測(cè)到產(chǎn)品的質(zhì)量狀況，并將數(shù)字孿生技術(shù)與之間方法融合，使得質(zhì)檢數(shù)據(jù)與產(chǎn)品的數(shù)字模型可以及時(shí)交互和更新，利用數(shù)字孿生實(shí)現(xiàn)對(duì)質(zhì)檢結(jié)果的直觀可視化，便于對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的持續(xù)管理，為質(zhì)檢過程中的數(shù)據(jù)分析和決策提供數(shù)據(jù)支撐，進(jìn)而滿足智能化生產(chǎn)的需求。

2、本發(fā)明提供一種基于數(shù)字孿生的電子光柵質(zhì)檢方法，包括：

3、s1：對(duì)標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的實(shí)際零件進(jìn)行三維建模，獲得實(shí)際零件的數(shù)字孿生模型；

4、s2：基于實(shí)際零件的數(shù)字孿生模型對(duì)實(shí)際零件的表面區(qū)域進(jìn)行質(zhì)檢分區(qū)，獲得實(shí)際零件的所有外觀質(zhì)檢區(qū)域，并設(shè)定實(shí)際零件的每個(gè)外觀質(zhì)檢區(qū)域的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)；

5、s3：利用數(shù)字孿生電子光柵組和每個(gè)外觀質(zhì)檢區(qū)域的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)際零件的每個(gè)外觀質(zhì)檢區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，獲得實(shí)際零件的每個(gè)外觀質(zhì)檢區(qū)域的形狀尺寸測(cè)量數(shù)據(jù)和表面缺陷檢測(cè)數(shù)據(jù)；

6、s4：基于實(shí)際零件的所有質(zhì)檢區(qū)域的形狀尺寸測(cè)量數(shù)據(jù)和表面缺陷檢測(cè)數(shù)據(jù)以及數(shù)字孿生模型，獲得實(shí)際零件的質(zhì)檢結(jié)果并輸出。

7、優(yōu)選的，基于數(shù)字孿生的電子光柵質(zhì)檢方法，s2：基于實(shí)際零件的數(shù)字孿生模型對(duì)實(shí)際零件的表面區(qū)域進(jìn)行質(zhì)檢分區(qū)，獲得實(shí)際零件的所有外觀質(zhì)檢區(qū)域，并設(shè)定實(shí)際零件的每個(gè)外觀質(zhì)檢區(qū)域的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，包括：

8、s201：基于標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的實(shí)際零件的表面區(qū)域中所有部件表面區(qū)域的質(zhì)檢需求，對(duì)實(shí)際零件的表面區(qū)域進(jìn)行劃分，獲得每種質(zhì)檢需求的外觀覆蓋區(qū)域；

9、s202：基于實(shí)際零件的數(shù)字孿生模型確定出實(shí)際零件的標(biāo)準(zhǔn)表面形態(tài)分布數(shù)據(jù)；

10、s203：基于實(shí)際零件的標(biāo)準(zhǔn)表面形態(tài)分布數(shù)據(jù)，對(duì)每種質(zhì)檢需求的外觀覆蓋區(qū)域進(jìn)行劃分，獲得實(shí)際零件的所有外觀質(zhì)檢區(qū)域；

11、s204：設(shè)定實(shí)際零件的每個(gè)外觀質(zhì)檢區(qū)域的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

12、優(yōu)選的，基于數(shù)字孿生的電子光柵質(zhì)檢方法，s202：基于實(shí)際零件的數(shù)字孿生模型確定出實(shí)際零件的標(biāo)準(zhǔn)表面形態(tài)分布數(shù)據(jù)，包括：

13、以預(yù)設(shè)間隔在實(shí)際零件的數(shù)字孿生模型確定出多個(gè)檢測(cè)位置；

14、基于實(shí)際零件的數(shù)字孿生模型，確定出標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的實(shí)際零件的外觀面在每個(gè)檢測(cè)位置的法線和切平面；

15、以預(yù)設(shè)間隔角度在每個(gè)檢測(cè)位置的切平面上的標(biāo)準(zhǔn)二維坐標(biāo)系中確定出每個(gè)檢測(cè)位置的多個(gè)剖切角度；

16、基于每個(gè)檢測(cè)位置的所有剖切角度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的實(shí)際零件的外觀面進(jìn)行曲率計(jì)算，獲得標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的實(shí)際零件的外觀面在每個(gè)檢測(cè)位置的表現(xiàn)曲率序列；

17、將標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的實(shí)際零件的外觀面在所有檢測(cè)位置的表現(xiàn)曲率序列當(dāng)作實(shí)際零件的標(biāo)準(zhǔn)表面形態(tài)分布數(shù)據(jù)。

18、優(yōu)選的，基于數(shù)字孿生的電子光柵質(zhì)檢方法，基于每個(gè)檢測(cè)位置的所有剖切角度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的實(shí)際零件的外觀面進(jìn)行曲率計(jì)算，獲得標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的實(shí)際零件的外觀面在每個(gè)檢測(cè)位置的表現(xiàn)曲率序列，包括：

19、確定出過對(duì)應(yīng)檢測(cè)置的法線且與切平面的交線在切平面上的標(biāo)準(zhǔn)二維坐標(biāo)系中表示為每個(gè)剖切角度的多個(gè)平面，作為對(duì)應(yīng)檢測(cè)位置的所有剖切平面；

20、按照剖切角度從小到大的原則，對(duì)每個(gè)檢測(cè)位置的所有剖切平面進(jìn)行排序，獲得每個(gè)檢測(cè)位置的剖切平面序列；

21、確定出標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的實(shí)際零件的外觀面在每個(gè)檢測(cè)位置的每個(gè)剖切平面的表面剖切線；

22、基于標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的實(shí)際零件的外觀面在每個(gè)檢測(cè)位置的每個(gè)剖切平面的表面剖切線，確定出標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的實(shí)際零件的外觀面在每個(gè)檢測(cè)位置的每個(gè)剖切平面的表現(xiàn)曲率；

23、基于每個(gè)檢測(cè)位置的剖切平面序列，對(duì)每個(gè)檢測(cè)位置的所有剖切平面的表現(xiàn)曲率進(jìn)行排序，獲得標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的實(shí)際零件的外觀面在每個(gè)檢測(cè)位置的表現(xiàn)曲率序列。

24、優(yōu)選的，基于數(shù)字孿生的電子光柵質(zhì)檢方法，s203：基于實(shí)際零件的標(biāo)準(zhǔn)表面形態(tài)分布數(shù)據(jù)，對(duì)每種質(zhì)檢需求的外觀覆蓋區(qū)域進(jìn)行劃分，獲得實(shí)際零件的所有外觀質(zhì)檢區(qū)域，包括：

25、在實(shí)際零件的標(biāo)準(zhǔn)表面形態(tài)分布數(shù)據(jù)中獲取標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的實(shí)際零件的外觀面在所有檢測(cè)位置的表現(xiàn)曲率序列；

26、基于標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的實(shí)際零件的外觀面在每個(gè)檢測(cè)位置的表現(xiàn)曲率序列擬合出標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的實(shí)際零件的外觀面在每個(gè)檢測(cè)位置的曲率變化曲線；

27、將標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的實(shí)際零件的外觀面中所有檢測(cè)位置的表現(xiàn)曲率序列中排序序數(shù)相同的表現(xiàn)曲率，標(biāo)記在標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的實(shí)際零件的外觀面中的對(duì)應(yīng)檢測(cè)位置，生成標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的實(shí)際零件的外觀面在每個(gè)剖切角度的曲率分布數(shù)據(jù)；

28、基于標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的實(shí)際零件的外觀面在每個(gè)檢測(cè)位置的曲率變化曲線和標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的實(shí)際零件的外觀面在每個(gè)剖切角度的曲率分布數(shù)據(jù)，對(duì)每種質(zhì)檢需求的外觀覆蓋區(qū)域進(jìn)行劃分，獲得實(shí)際零件的所有外觀質(zhì)檢區(qū)域。

29、優(yōu)選的，基于數(shù)字孿生的電子光柵質(zhì)檢方法，基于標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的實(shí)際零件的外觀面在每個(gè)檢測(cè)位置的曲率變化曲線和標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的實(shí)際零件的外觀面在每個(gè)剖切角度的曲率分布數(shù)據(jù)，對(duì)每種質(zhì)檢需求的外觀覆蓋區(qū)域進(jìn)行劃分，獲得實(shí)際零件的所有外觀質(zhì)檢區(qū)域，包括：

30、獲取質(zhì)檢區(qū)域劃分模型；

31、將標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的實(shí)際零件的外觀面在每個(gè)檢測(cè)位置的曲率變化曲線和標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的實(shí)際零件的外觀面在每個(gè)剖切角度的曲率分布數(shù)據(jù)，輸入至質(zhì)檢區(qū)域劃分模型，獲得實(shí)際零件的所有外觀質(zhì)檢區(qū)域。

32、優(yōu)選的，s3：利用數(shù)字孿生電子光柵組和每個(gè)外觀質(zhì)檢區(qū)域的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)際零件的每個(gè)外觀質(zhì)檢區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，獲得實(shí)際零件的每個(gè)外觀質(zhì)檢區(qū)域的形狀尺寸測(cè)量數(shù)據(jù)和表面缺陷檢測(cè)數(shù)據(jù)，包括：

33、利用數(shù)字孿生電子光柵組和每個(gè)外觀質(zhì)檢區(qū)域的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)際零件的每個(gè)外觀質(zhì)檢區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，獲得光柵數(shù)據(jù)，作為實(shí)際零件的每個(gè)外觀質(zhì)檢區(qū)域的形狀尺寸測(cè)量數(shù)據(jù)；

34、并將光柵數(shù)據(jù)輸出為線，同時(shí)，通過量化利用光柵數(shù)據(jù)生成的線中的兩個(gè)位置點(diǎn)之間的變化距離和變化角度，獲得表面缺陷檢測(cè)數(shù)據(jù)，其中，表面缺陷檢測(cè)數(shù)據(jù)包括外觀質(zhì)檢區(qū)域的外觀是否合格的這一判斷結(jié)果。

35、優(yōu)選的，基于數(shù)字孿生的電子光柵質(zhì)檢方法，s3：利用數(shù)字孿生電子光柵組和每個(gè)外觀質(zhì)檢區(qū)域的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)際零件的每個(gè)外觀質(zhì)檢區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，獲得實(shí)際零件的每個(gè)外觀質(zhì)檢區(qū)域的形狀尺寸測(cè)量數(shù)據(jù)和表面缺陷檢測(cè)數(shù)據(jù)，包括：

36、s301：利用數(shù)字孿生電子光柵組獲得實(shí)際零件的每個(gè)外觀質(zhì)檢區(qū)域的干涉圖像；

37、s302：基于實(shí)際零件的每個(gè)外觀質(zhì)檢區(qū)域的干涉圖像，獲得實(shí)際零件的每個(gè)外觀質(zhì)檢區(qū)域的形狀尺寸測(cè)量數(shù)據(jù)和表面缺陷檢測(cè)數(shù)據(jù)。

38、優(yōu)選的，基于數(shù)字孿生的電子光柵質(zhì)檢方法，s4：基于實(shí)際零件的所有質(zhì)檢區(qū)域的形狀尺寸測(cè)量數(shù)據(jù)和表面缺陷檢測(cè)數(shù)據(jù)以及數(shù)字孿生模型，獲得實(shí)際零件的質(zhì)檢結(jié)果，包括：

39、s401：將實(shí)際零件的每個(gè)外觀質(zhì)檢區(qū)域的形狀尺寸測(cè)量數(shù)據(jù)和表面缺陷檢測(cè)數(shù)據(jù)與數(shù)字孿生模型進(jìn)行分區(qū)對(duì)比，獲得實(shí)際零件的分區(qū)質(zhì)檢結(jié)果；

40、s402：將實(shí)際零件的分區(qū)質(zhì)檢結(jié)果投射至數(shù)字孿生模型，獲得實(shí)際零件的質(zhì)檢結(jié)果并輸出。

41、本發(fā)明提供一種基于數(shù)字孿生的電子光柵質(zhì)檢系統(tǒng)，用于執(zhí)行以上任一種基于數(shù)字孿生的電子光柵質(zhì)檢方法，包括：

42、數(shù)字孿生模塊，用于對(duì)標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的實(shí)際零件進(jìn)行三維建模，獲得實(shí)際零件的數(shù)字孿生模型；

43、質(zhì)檢分區(qū)模塊，用于基于實(shí)際零件的數(shù)字孿生模型對(duì)實(shí)際零件的表面區(qū)域進(jìn)行質(zhì)檢分區(qū)，獲得實(shí)際零件的所有外觀質(zhì)檢區(qū)域，并設(shè)定實(shí)際零件的每個(gè)外觀質(zhì)檢區(qū)域的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)；

44、光柵檢測(cè)模塊，用于利用數(shù)字孿生電子光柵組和每個(gè)外觀質(zhì)檢區(qū)域的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)際零件的每個(gè)外觀質(zhì)檢區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，獲得實(shí)際零件的每個(gè)外觀質(zhì)檢區(qū)域的形狀尺寸測(cè)量數(shù)據(jù)和表面缺陷檢測(cè)數(shù)據(jù)；

45、孿生投射模塊，用于基于實(shí)際零件的所有質(zhì)檢區(qū)域的形狀尺寸測(cè)量數(shù)據(jù)和表面缺陷檢測(cè)數(shù)據(jù)以及數(shù)字孿生模型，獲得實(shí)際零件的質(zhì)檢結(jié)果并輸出。

46、本發(fā)明提供一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)以上任一種基于數(shù)字孿生的電子光柵質(zhì)檢方法。

47、本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)生的有益效果為：通過對(duì)實(shí)際零件的表面區(qū)域進(jìn)行質(zhì)檢分區(qū)并利用數(shù)字孿生電子光柵對(duì)實(shí)際零件的每個(gè)外觀質(zhì)檢區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)質(zhì)檢對(duì)象的精準(zhǔn)分區(qū)數(shù)字孿生電子光柵檢測(cè)，可以全面準(zhǔn)確地檢測(cè)到產(chǎn)品的質(zhì)量狀況，并將數(shù)字孿生技術(shù)與之間方法融合，使得質(zhì)檢數(shù)據(jù)與產(chǎn)品的數(shù)字模型可以及時(shí)交互和更新，利用數(shù)字孿生實(shí)現(xiàn)對(duì)質(zhì)檢結(jié)果的直觀可視化，便于對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的持續(xù)管理，為質(zhì)檢過程中的數(shù)據(jù)分析和決策提供數(shù)據(jù)支撐，進(jìn)而滿足智能化生產(chǎn)的需求。

48、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在本技術(shù)文件中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

49、下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。