一种汽车总装整车错装、漏装检查系统及方法与流程

1.本发明涉及机械制造技术领域，特别涉及一种新型汽车总装整车错装、漏装检查系统及方法。


背景技术：

2.相关技术中有通过零件上粘贴条形码，人工扫描零件条码进行识别的方式，该方式对于人员操作有一定的要求(人员疏漏扫码不可监控)，且零件条码与零件型号不一致情况无法识别，存在人工手检、目检方式导致的检测效率低下、漏检和误检率高等问题；或是存在设计仅仅对汽车管路、发动机、等单一零件或模块进行的错装、漏装识别，无法实现在整车条件下汽车外观件的错装、漏装检测。
3.协作型机器人作为一种新型的工业机器人，扫除了人机协作的障碍，让机器人彻底摆脱护栏或围笼的束缚，其开创性的产品性能和广泛的应用领域，为工业机器人的发展开启了新时代。机器视觉系统是指利用机器替代人眼做出各种测量和判断。机器视觉是工程领域和科学领域中的一个非常重要的研究领域，它是一门涉及光学、机械、计算机、模式识别、图像处理、人工智能、信号处理以及光电一体化等多个领域的综合性学科，其能以及应用范围随着工业自动化的发展逐渐完善和推广。
4.目前存在协作机器人与视觉摄像头在装配技术上的多种应用，也有存在激光传感器与各种机械结构配合实现单一零件的错装、漏装检测。如图1-2所示为应用定置视觉检测采集柜配合工控机与工业机器人进行单一零件(如油管、发动机等)进行检测，检测过程中需要机器人将单一零件进行抓取
→
视觉拍照识别
→
拍照结果回传工控机进行粗检对比
→
对比结果反馈至机器人，不合格产品进行剔除处理。
5.但该种方法存在如下弊端：1、只能针对单一零件进行检测、无法对于装配至汽车整车的零件状态进行检测，无法识别装配至整车后零件是否错装、漏装；2、只能检测小型零件或固定位置的零件，对于在生产线上的整车无法检测；3、检测过程中零件、摄像头或传感器的姿态与位置固定，检测工况单一。
6.针对于上述情况，亟待一种解决汽车总装生产过程中，避免整车上装配的外观零件发生错装、漏装问题流出的发生，对于发生的错装、漏装问题可以实时现场反馈，提醒现场人员进行更换或补装，并对检测结果记录上传至管理系统的技术方案。


技术实现要素：

7.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
8.为此，本发明的第一个目的在于提出一种汽车总装整车错装、漏装检查系统。
9.本发明的第二个目的在于提出一种汽车总装整车错装、漏装检查方法。
10.本发明的第三个目的在于提出一种汽车总装整车错装、漏装检查计算设备。
11.本发明的第四个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
12.为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了汽车总装整车错装、漏装检查系
统，包括：固定测头、控制模块、测速模块、地面输送链、协作机器人和测量模块，其中，所述固定测头与所述控制模块连接，用于当所述地面输送链将待测车辆传送至自身可测范围内，则对待测车辆的车身姿态进行测量，得到车身坐标，并将所述车身坐标发送至所述控制模块；所述测速模块分别与所述地面输送链和所述控制模块连接，用于监控所述地面输送链的平均速度，并所述平均速度发送至所述控制模块；所述控制模块用于根据所述车身坐标构建车身位置姿态虚拟坐标系，判断所述车身位置姿态虚拟坐标与预设正确姿势是否保持一致，若一致，则将所述车身位置姿态虚拟坐标发送给所述协作机器人，若不一致，则报警并停止生产线运行；所述协作机器人与所述测量模块连接，用于接收到所述车身位置姿态虚拟坐标后，带动所述测量模块对待测车辆的内部零件进行拍照，通过样件自学习对拍摄到的图像进行对比，确定错装和/或漏装问题。
13.本发明实施例的汽车总装整车错装、漏装检查系统，通过视觉摄像头配合协作机器人随动生产线对汽车整车进行检测，自动拍照扫描后基于自学习软件可以实现对整车部分外观零件错装、漏装由设备自动识别，在发生错装、漏装现象后提示现场人员进行换件并记录上传数据，保证汽车整车装配外观零件装配不发生错装、漏装问题，形成质量管理闭环系统，避免了整车上装配的外观零件发生错装、漏装问题流出的发生。
14.另外，根据本发明上述实施例的汽车总装整车错装、漏装检查系统还可以具有以下附加的技术特征：
15.进一步地，在本发明的一个实施例中，所述固定测头为四个3d轮廓传感器，当待测车辆进入传感器范围内，先通过激光测距传感器触发，触发后通过在车身两侧分别布置的两个3d轮廓传感器对车身姿态进行测量，得到4处车身坐标。
16.进一步地，在本发明的一个实施例中，所述测速模块采用摩擦轮技术对所述地面输送链进行测速，并实时保持监控，每10s计算所述地面输送链的平均速度。
17.进一步地，在本发明的一个实施例中，所述控制模块还用于根据所述平均速度对所述地面输送链的速度进行修正，使所述协作机器人与待测车辆相对静止。
18.进一步地，在本发明的一个实施例中，所述控制模块包括plc控制柜、视觉控制柜、机器人控制柜和hmi，通过控制组网与所述协作机器人、所述测量模块、所述固定测头和测速模块进行连接。
19.进一步地，在本发明的一个实施例中，所述测量模块为2d相机视觉摄像头，通过远、中、近焦三个摄像头对待测车辆某一区域进行拍摄。
20.进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：hmi及工厂网络，用于存储所述错装和/或漏装问题。
21.为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了汽车总装整车错装、漏装检查方法，包括以下步骤：步骤s1，利用所述地面输送链将待测车辆进行输送，当待测车辆进入传感器范围内，所述固定测头启动测量获得车身坐标；步骤s2，利用所述控制模块处理所述车身坐标，以建立所述车身位置姿态虚拟坐标系，并判断所述车身位置姿态虚拟坐标与预设正确姿势是否保持一致，若一致，则将所述车身位置姿态虚拟坐标发送给所述协作机器人，继续执行下述步骤，若不一致，则报警并停止生产线运行；步骤s3，利用所述测速模块监控所述地面输送链的平均速度；步骤s4，通过所述控制模块根据所述平均速度对所述地面输送链进行修正，使所述协作机器人与待测车辆相对静止；步骤s5，当所述协作机器人接收到
所述车身位置姿态虚拟坐标后，带动所述测量模块对待测车辆的内部零件进行拍照，通过样件自学习对拍摄到的图像进行对比，确定错装和/或漏装问题；步骤s6，将所述错装和/或漏装问题回传至hmi及工厂网进行分析，并将所述协作机器人回原位。
22.本发明实施例的汽车总装整车错装、漏装检查方法，通过视觉摄像头配合协作机器人随动生产线对汽车整车进行检测，自动拍照扫描后基于自学习软件可以实现对整车部分外观零件错装、漏装由设备自动识别，在发生错装、漏装现象后提示现场人员进行换件并记录上传数据，保证汽车整车装配外观零件装配不发生错装、漏装问题，形成质量管理闭环系统，避免了整车上装配的外观零件发生错装、漏装问题流出的发生。
23.本发明第三方面实施例提供一种空调设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上述实施例所述的汽车总装整车错装、漏装检查方法。
24.本发明第四方面实施例提供一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例所述的汽车总装整车错装、漏装检查方法。
25.本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
26.本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
27.图1是本发明一个实施例的现有技术中协作机器人与视觉摄像头装配结构示意图；
28.图2是本发明一个实施例的现有技术中协作机器人与视觉摄像头装配的执行流程图；
29.图3是本发明一个实施例的汽车总装整车错装、漏装检查系统结构示意图；
30.图4是本发明一个实施例的汽车总装整车错装、漏装检查系统的具体结构示意图；
31.图5是本发明一个实施例的固定测头的结构示意图；
32.图6是本发明一个实施例的测速模块的结构示意图；
33.图7是本发明一个实施例的控制模块的结构示意图；
34.图8是本发明一个实施例的测量模块的结构示意图；
35.图9是本发明一个实施例的协作机器人选型参数示意图；
36.图10是本发明一个实施例的协作机器人移动底座的结构示意图；
37.图11是本发明一个实施例的数据库软件使用示意图；
38.图12是本发明一个实施例的整体系统布局图；
39.图13是本发明一个实施例的系统运行流程图；
40.图14是本发明一个实施例的工艺操作流程图；
41.图15是本发明一个实施例的可检测零件示例图；
42.图16是本发明一个实施例的检测过程位置及结果示例，(a)为可检测项示例，(b)为实车检测图片示例；
43.图17是本发明一个实施例的汽车总装整车错装、漏装检查方法的流程图。
具体实施方式
44.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
45.下面参照附图描述根据本发明实施例提出的汽车总装整车错装、漏装检查系统及方法，首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的汽车总装整车错装、漏装检查系统。
46.图3是本发明一个实施例的汽车总装整车错装、漏装检查系统结构示意图。
47.如图3所示，该系统10包括：固定测头100、控制模块200、测速模块300、地面输送链400、协作机器人500、测量模块600和hmi及工厂网络700。
48.其中，固定测头100与控制模块200连接，用于当地面输送链400将待测车辆传送至自身可测范围内，则对待测车辆的车身姿态进行测量，得到车身坐标，并将车身坐标发送至控制模块200。测速模块300分别与地面输送链400和控制模块200连接，用于监控地面输送链400的平均速度，并平均速度发送至控制模块200。控制模块200用于根据车身坐标构建车身位置姿态虚拟坐标系，判断车身位置姿态虚拟坐标与预设正确姿势是否保持一致，若一致，则将车身位置姿态虚拟坐标发送给协作机器人500，若不一致，则报警并停止生产线运行，还用于根据平均速度对地面输送链400的速度进行修正，使协作机器人500与待测车辆相对静止。协作机器人500与测量模块600连接，用于接收到车身位置姿态虚拟坐标后，带动测量模块600对待测车辆的内部零件进行拍照，通过样件自学习对拍摄到的图像进行对比，确定错装和/或漏装问题。
49.进一步地，在本发明的一个实施例中，固定测头100为四个3d轮廓传感器，当待测车辆进入传感器范围内，先通过激光测距传感器触发，触发后通过在车身两侧分别布置的两个3d轮廓传感器对车身姿态进行测量，得到4处车身坐标。hmi及工厂网络700用于存储错装和/或漏装问题。
50.具体地，如图4和5所示，待测车辆进入传感器范围内首先通过激光测距传感器触发，触发后通过在车身两侧布置的两套威格勒传感器对车身姿态，位置进行测量，并建立虚拟坐标系，每套装置包含2个威格勒传感器，总共能够得到4处车身坐标。威格勒传感器实时检测车辆的姿态是否与系统设置正确姿态保持一致，若一致，启动协作机器人跟随测量，若不一致，设备报警并停止生产线运行。
51.进一步地，在本发明的一个实施例中，测速模块300采用摩擦轮技术对地面输送链400进行测速，并实时保持监控，每10s计算地面输送链的平均速度。
52.具体地，如图4和6所示，通过摩擦轮技术对输送线进行测速，并实时保持监控，每10s计算输送线平均速度，用于比对从输送线plc获取的速度，修正车辆匀速数据，保证后续测点的准确位置。
53.进一步地，在本发明的一个实施例中，控制模块200包括plc控制柜、视觉控制柜、机器人控制柜和hmi，通过控制组网与协作机器人、测量模块、固定测头和测速模块进行连接。
54.具体地，如图4和7所示，控制系统(工控机、plc)：主要由plc控制柜、视觉控制柜、
机器人控制柜、hmi通过控制组网与协作机器人、测量模块摄像头、固定测头传感器、线速监控及工厂网络进行连接。首先在plc及视觉控制柜内输入汽车整车装配后的零件状态，并通过机器人控制柜控制协作机器人，在汽车整车进入检测设备区域内，触发测量传感器，启动车身测量传感器检测车辆姿态是否符合要求，符合后移动机器人底座带动协作机器人及测量模块对整车检测部分零件进行拍照识别，并将自学习比对是否存在错装、漏装问题，检测结果回传至hmi及工厂网络。
55.进一步地，在本发明的一个实施例中，测量模块600为2d相机视觉摄像头，通过远、中、近焦三个摄像头对待测车辆某一区域进行拍摄。
56.具体地，如图4和8所示，测量模块600选用康耐视视觉摄像头，康耐视视觉摄像头为广泛使用的可编程摄像头，可使用标准软件进行非标设计，通过不同距离焦距摄像头的配合，在一次固定点进行拍摄，完成一片立体区域的取景，有足够的分辨率用于检测零件的形态与系统中设定的形态对比，以检测错装、漏装情况的有无。通过远，中，近焦三个摄像头对车身某一区域进行拍摄，通过样件自学习，对拍摄到的图像进行自动对比，并与系统内获取的信息进行比对，从而确定错装、漏装情况。
57.进一步地，如图9所示，发明实施例中的协作机器人是根据所需车型的尺寸，测量点数进行选型，参考某车型(需检测整车零件11处)选取tm品牌协作机器人，型号tm12。经复杂轨迹调试，通过充分的虚拟仿真，验证全部测点的可达性及速度仿真，验证协作机器人的姿态与负载等状况满足检测需求。
58.如图10所示，本发明实施例中的协作机器人设置移动底座：协作机器人随固定在地面输送链上的底座移动，持一致速度，形成协作机器人与车辆相对静止通过测速装置与整车输送线体保。
59.需要说明的是，如图11所示，本发明实施例中还采用sql数据库进行数据保存，可配置硬盘以保存数据若干年，用于数据分析软件进行数据索引查询，硬盘采用热备份方式磁盘阵列，防止数据丢失。数据库与工厂网络直连，将检测结果实时上传云端备份。
60.如图12-14所示，本发明实施例的工作原理过程可以为：车辆随板链线匀速进入在线测量工位内；车辆触发引导测量传感器，四个3d轮廓传感器启动测量，并将测量数据发送给plc，建立车身位置姿态虚拟坐标系，同时将结果发送给测量机器人；车辆触发板链速度监控装置，启动板链速度监控，并将测量结果发送给plc，plc经过计算后对板链速度值进行修正，监控装置时刻监控板链速度；车辆进入测量区域，触发测量启动传感器，2台机器人带视觉检查头对车内零件进行拍照，并通过自学习软件进行识别；完成测量，机器人回原位，数据保存在工控机，工控机软件对数据进行分析。
61.如图15-16所示，本发明实施例可实现汽车整车错装漏装检测的零件有如车标、尾标、轮毂、门把手、格栅、后视镜、风挡玻璃、装饰板、座椅、方向盘、副仪表等。
62.综上，根据本发明实施例提出的汽车总装整车错装、漏装检查系统，具有以下有益效果：
63.1、通过协作机器人配合视觉摄像头技术检测汽车整车上不同零件不同姿态下的装配后的状态，并经过自学习软件对比正确状态，来实现错装、漏装问题的识别；
64.2、检测技术与设备可在汽车整车随生产线行走过程中进行整车外观零件的错装、漏装识别，不影响汽车总装生产线的正常生产运行；
65.3、对于零件错装、漏装的检测完全通过协作机器人及视觉摄像对比及整体系统自动运行进行结果反馈及上传记录，与现有技术中通过人工扫码检查相比不存在漏检风险，且减少人工检查劳动量，可形成智能化管理；
66.4、检测过程可实时检测车辆姿态，避免在检测过程中因车辆位置移动而产生视觉检测过程不准确。
67.其次参照附图描述根据本发明实施例提出的汽车总装整车错装、漏装检查方法。
68.图17是本发明一个实施例的汽车总装整车错装、漏装检查方法的流程图。
69.如图17所示，该汽车总装整车错装、漏装检查方法包括以下步骤：
70.在步骤s1中，利用地面输送链将待测车辆进行输送，当待测车辆进入传感器范围内，固定测头启动测量获得车身坐标。
71.在步骤s2中，利用控制模块处理车身坐标，以建立车身位置姿态虚拟坐标系，并判断车身位置姿态虚拟坐标与预设正确姿势是否保持一致，若一致，则将车身位置姿态虚拟坐标发送给协作机器人，继续执行下述步骤，若不一致，则报警并停止生产线运行。
72.在步骤s3中，利用测速模块监控地面输送链的平均速度。
73.在步骤s4中，通过控制模块根据平均速度对地面输送链进行修正，使协作机器人与待测车辆相对静止。
74.在步骤s5中，当协作机器人接收到车身位置姿态虚拟坐标后，带动测量模块对待测车辆的内部零件进行拍照，通过样件自学习对拍摄到的图像进行对比，确定错装和/或漏装问题。
75.在步骤s6中，将错装和/或漏装问题回传至hmi及工厂网进行分析，并将协作机器人回原位。
76.需要说明的是，前述对汽车总装整车错装、漏装检查系统实施例的解释说明也适用于该实施例的方法，此处不再赘述。
77.根据本发明实施例提出的汽车总装整车错装、漏装检查方法，通过视觉摄像头配合协作机器人随动生产线对汽车整车进行检测，自动拍照扫描后基于自学习软件可以实现对整车部分外观零件错装、漏装由设备自动识别，在发生错装、漏装现象后提示现场人员进行换件并记录上传数据，保证汽车整车装配外观零件装配不发生错装、漏装问题，形成质量管理闭环系统，避免了整车上装配的外观零件发生错装、漏装问题流出的发生。
78.为了实现上述实施例，本发明还提出了一种空调设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如前述实施例所述的汽车总装整车错装、漏装检查方法。
79.为了实现上述实施例，本发明还提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述实施例所述的汽车总装整车错装、漏装检查方法。
80.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或n个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技
术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
81.此外，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。在本发明的描述中，“n个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
82.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更n个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
83.在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或n个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
84.应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，n个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
85.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
86.此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
87.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限
制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。