一种用于车身定位测量系统和方法与流程

1.本发明涉及车身定位技术领域，具体涉及一种用于车身定位测量系统和方法。


背景技术：

2.汽车制造属于大批量流水线作业，包括冲压、焊装、涂装和总装等四大车间，以焊装车间和总装车间为例，车身随输送线或者输送小车输送到位后，机器人收到信号开始焊接、涂胶、打标等工作，但是由于输送线、多台套车带来的制造误差、定位误差、定位磨损等因素，导致每台车身到达后，会有一定的位置变化及姿态旋转，导致机器人工具坐标点和车身实际工作点有位置差异，出现间歇性质量事故，影响车辆整体安全。
3.解决制造误差的传统方法是，精确控制每个部件的物理精度，采用如台车定位孔间距、输送线到位精度、控制基准孔孔径等常规手段，这些手段存在的普遍缺点是费钱费力，只能将公差控制在一定范围内，遇到超公差的零件，容易引起产线停机，导致严重浪费产能。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于车身定位测量系统，用以解决现有技术中遇到超公差零件时引起产线停机，导致严重浪费产能的技术问题；本发明的目的还在于提供一种用于车身定位测量的方法。
5.为实现上述目的，本发明所提供的用于车身定位测量系统采用如下技术方案：
6.一种用于车身定位测量系统，包括：
7.视觉传感器，数量为四个，其布置在被测车身周围，用于检测被测车身上的特征点信息；
8.上位机，通讯连接所述视觉传感器，用于接收所述特征点信息并进行特征轮廓信息的提取，并与提前收录的车身零位基准位置信息对比，以获取当前被测车身的位置偏移量；
9.工业机器人，通讯连接所述上位机以获取所述位置偏移量，以实现工业机器人工艺轨迹的自动修正。
10.进一步地，各个所述视觉传感器用于对准车身的圆孔、方孔和腰孔，所述特征点信息包括所述圆孔、方孔和腰孔的位置信息。
11.进一步地，每个所述视觉传感器还配置有补光灯用于补光，以使被识别的特征点能够呈现黑白分明的特征，进而方便所述上位机对所述特征点信息进行轮廓提取。
12.进一步地，每个所述视觉传感器和相邻的补光灯配套固定安装在地面上或者安装于立柱上。
13.本发明所提供的用于车身定位测量系统的有益效果是：
14.1)车身定位测量无需对新型车身制作机械定位装置，大幅度减少传统定位销、夹具定位等机械定位设备的数量，减少设备加工费用；非接触式测量、高节拍可实现多车型共
线生产，提高产线的柔性化程度；
15.2)利用视觉传感器的检测性能，也可减少传统机械定位机构动作时间，测量节拍快；减少因新车型的增加造成非必要设备停机，提高产线的柔性化程度，扩大了产能，减少了各种车型设备投入费用。
16.通过上述设置，本发明完成了对现有生产产线的优化升级，有效解决了现有技术中遇到超公差零件时引起产线停机，导致严重浪费产能的技术问题。
17.为实现上述目的，本发明所提供的用于车身定位测量方法采用如下技术方案：
18.一种用于车身定位测量方法，包括如下步骤：
19.利用激光跟踪仪对每个视觉传感器进行坐标系统一，得到视觉传感器相对于参考坐标系的位置关系其中，c为视觉传感器，i为视觉传感器序号，i＝1～4；
20.使用基准车身作为零位测量使用，将其放在当前工艺工位处，补光灯打开、视觉传感器采集车身上的特征点信息，测量得到基准车身位置相对于传感器的位置关系其中z为基准车身；
21.利用激光跟踪仪测量参与工作的工业机器人base0相对于参考坐标系的位置关系其中j＝1～n，n表示工业机器人数量；
22.车身位置测量：被测车身进入工位后，补光灯打开、视觉传感器采集车身上的特征点信息，得到视觉传感器与当前被测车身位置的相对关系其中i为视觉传感器序号；
23.第i个视觉传感器测得零位车身相对参考坐标系的位置关系为：
24.每个视觉传感器测得零位车身相对于工业机器人base0的位置关系：其中j＝1～n，n表示工业机器人数量，i为视觉传感器序号，i＝1～4；
25.根据第i个视觉传感器测量的车身位置，得到当前被测车身位置相对于参考坐标系的位置关系：
26.每个视觉传感器测得当前被测车身相对于工业机器人base0的位置关系：其中j＝1～n，n表示工业机器人数量，i为视觉传感器序号，i＝1～4；
27.基于工业机器人的位置下，当前被测车身相对于基准零位车身位置偏移量为：其中j＝1～n，n表示工业机器人数量；
28.车身基准零位测量时，确定工业机器人base0为用户坐标系pj，其中j＝1～n，n表示工业机器人数量，并建立工艺轨迹点；
29.将测量得到当前被测车身相对于基准位置偏移量发送给工业机器人j，可实现工业机器人轨迹的自动修正。
30.本发明所提供的用于车身定位测量方法的有益效果是：
31.1)车身定位测量无需对新型车身制作机械定位装置，大幅度减少传统定位销、夹具定位等机械定位设备的数量，减少设备加工费用；非接触式测量、高节拍可实现多车型共线生产，提高产线的柔性化程度；
32.2)利用视觉传感器的检测性能，也可减少传统机械定位机构动作时间，测量节拍
快；减少因新车型的增加造成非必要设备停机，提高产线的柔性化程度，扩大了产能，减少了各种车型设备投入费用。
33.通过上述设置，本发明完成了对现有生产产线的优化升级，有效解决了现有技术中遇到超公差零件时引起产线停机，导致严重浪费产能的技术问题。
附图说明
34.图1是本发明所提供的用于车身定位测量系统的使用状态图；
35.图2是本发明所提供的用于车身定位测量方法的流程图。
36.图中标号：1、视觉传感器；2、被测车身；3、工业机器人；4、立柱。
具体实施方式
37.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。
38.需要说明的是，本发明的主要构思在于，通过利用视觉传感器1的检测性能，减少传统机械定位机构动作时间，实现非接触式测量，无需对新型车身制作机械定位装置，大幅度减少传统定位销、夹具定位等机械定位设备的数量，减少设备加工费用，提高产线的柔性化程度，从而扩大产能，减少各种车型设备投入费用。下面结合具体实施例，对上述构思作进一步阐述说明。
39.本发明所提供的用于车身定位测量系统的具体实施例：
40.参考图1，图1示出了用于车身定位测量系统的使用状态图，从图1中可以看出，用于车身定位测量系统，包括四个视觉传感器1，四个视觉传感器1环布在车身周围，用于检测被侧车身上的特征点信息。
41.特征点信息主要包括车身上的圆孔、方孔和腰孔，相应的，四个所述视觉传感器1在布置时也对准车身的圆孔、方孔和腰孔。
42.四个视觉传感器1还通讯连接有上位机，上位机中提前收录有车身零位基准位置的信息，上位机用于接收特征点信息并进行特征轮廓的提取并且与零位基准位置信息对比，以获取当前被测车身2的位置偏移量。
43.车身加工主要依靠工艺机器人，因此，整个系统还包括通讯连接上位机的工艺机器人，工艺机器人用于获取上位机计算得出的位置偏移量，进而实现自身工艺轨迹的自动修正，从而满足被测车身2的加工需求。
44.为了方便上位机对特征点信息的提取，每个视觉传感器1还配置有补光灯用于补光，以使被识别的特征点信息呈现黑白分明的特征，进而方便上位机对特征点信息进行轮廓提取。
45.在本实施例中，每个视觉传感器1和相邻的补光灯配套固定安装在立柱4上，立柱4固定在被测车身2旁侧，在其他实施例中，每个视觉传感器1和相邻的补光灯也可配套安装在地面上，只需视觉传感器1能够满足检测需求即可。
46.本发明所提供的用于车身定位测量系统的工作原理是：被测车身2通过输送线或者输送线小车输送到位后，四个视觉传感器1开始检测车身的特征点信息，补光灯用于补光，上位机根据视觉传感器1检测到的特征点信息进行车身轮廓信息的提取，并与车身的零
位基准位置信息进行对比，得到当前被测车身2的位置偏移量，将位置偏移量发送给工业机器人3，工业机器人3完成自身工艺轨迹的自动修正，从而更好地对被测车身2进行加工。
47.本发明所提供的用于车身定位测量方法的具体实施例：
48.参考图2，图2示出了本发明所提供的用于车身定位测量方法的流程图，从图2中可以看出，用于车身定位测量方法包括如下步骤：
49.s1：利用激光跟踪仪对每个视觉传感器进行坐标系统一，得到视觉传感器相对于参考坐标系的位置关系其中，c为视觉传感器，i为视觉传感器序号，i＝1～4；
50.s2：使用基准车身作为零位测量使用，将其放在当前工艺工位处，补光灯打开、视觉传感器采集车身上的特征点信息，测量得到基准车身位置相对于传感器的位置关系其中z为基准车身；
51.s3：利用激光跟踪仪测量参与工作的工业机器人base0相对于参考坐标系的位置关系其中j＝1～n，n表示工业机器人数量；
52.s4：车身位置测量：被测车身进入工位后，补光灯打开、视觉传感器采集车身上的特征点信息，得到视觉传感器与当前被测车身位置的相对关系其中i为视觉传感器序号；
53.s5：第i个视觉传感器测得零位车身相对参考坐标系的位置关系为：
54.s6：每个视觉传感器测得零位车身相对于工业机器人base0的位置关系：其中j＝1～n，n表示工业机器人数量，i为视觉传感器序号，i＝1～4；
55.s7：根据第i个视觉传感器测量的车身位置，得到当前被测车身位置相对于参考坐标系的位置关系：
56.s8：每个视觉传感器测得当前被测车身相对于工业机器人base0的位置关系：其中j＝1～n，n表示工业机器人数量，i为视觉传感器序号，i＝1～4；
57.s9：基于工业机器人的位置下，当前被测车身相对于基准零位车身位置偏移量为：其中j＝1～n，n表示工业机器人数量；
58.s10：车身基准零位测量时，确定工业机器人base0为用户坐标系pj，其中j＝1～n，n表示工业机器人数量，并建立工艺轨迹点；
59.s11：将测量得到当前被测车身相对于基准位置偏移量发送给工业机器人j，可实现工业机器人轨迹的自动修正。
60.本发明所提供的用于车身定位测量方法的有益效果是：
61.1)车身定位测量无需对新型车身制作机械定位装置，大幅度减少传统定位销、夹具定位等机械定位设备的数量，减少设备加工费用；非接触式测量、高节拍可实现多车型共线生产，提高产线的柔性化程度；
62.2)利用视觉传感器的检测性能，也可减少传统机械定位机构动作时间，测量节拍快；减少因新车型的增加造成非必要设备停机，提高产线的柔性化程度，扩大了产能，减少了各种车型设备投入费用。
63.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
64.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种用于车身定位测量系统，其特征在于，包括：视觉传感器，数量为四个，其布置在被测车身周围，用于检测被测车身上的特征点信息；上位机，通讯连接所述视觉传感器，用于接收所述特征点信息并进行特征轮廓信息的提取，并与提前收录的车身零位基准位置信息对比，以获取当前被测车身的位置偏移量；工业机器人，通讯连接所述上位机以获取所述位置偏移量，以实现工业机器人工艺轨迹的自动修正。2.根据权利要求1所述的用于车身定位测量系统，其特征在于：各个所述视觉传感器用于对准车身的圆孔、方孔和腰孔，所述特征点信息包括所述圆孔、方孔和腰孔的位置信息。3.根据权利要求1或2所述的用于车身定位测量系统，其特征在于：每个所述视觉传感器还配置有补光灯用于补光，以使被识别的特征点能够呈现黑白分明的特征，进而方便所述上位机对所述特征点信息进行轮廓提取。4.根据权利要求3所述的用于车身定位测量系统，其特征在于：每个所述视觉传感器和相邻的补光灯配套固定安装在地面上或者安装于立柱上。5.一种用于车身定位测量方法，其特征在于，包括如下步骤：利用激光跟踪仪对每个视觉传感器进行坐标系统一，得到视觉传感器相对于参考坐标系的位置关系其中，c为视觉传感器，i为视觉传感器序号，i＝1～4；使用基准车身作为零位测量使用，将其放在当前工艺工位处，补光灯打开、视觉传感器采集车身上的特征点信息，测量得到基准车身位置相对于传感器的位置关系其中z为基准车身；利用激光跟踪仪测量参与工作的工业机器人base0相对于参考坐标系的位置关系其中j＝1～n，n表示工业机器人数量；车身位置测量：被测车身进入工位后，补光灯打开、视觉传感器采集车身上的特征点信息，得到视觉传感器与当前被测车身位置的相对关系其中i为视觉传感器序号；第i个视觉传感器测得零位车身相对参考坐标系的位置关系为：每个视觉传感器测得零位车身相对于工业机器人base0的位置关系：其中j＝1～n，n表示工业机器人数量，i为视觉传感器序号，i＝1～4；根据第i个视觉传感器测量的车身位置，得到当前被测车身位置相对于参考坐标系的位置关系：每个视觉传感器测得当前被测车身相对于工业机器人base0的位置关系：其中j＝1～n，n表示工业机器人数量，i为视觉传感器序号，i＝1～4；基于工业机器人的位置下，当前被测车身相对于基准零位车身位置偏移量为：其中j＝1～n，n表示工业机器人数量；车身基准零位测量时，确定工业机器人base0为用户坐标系pj，其中j＝1～n，n表示工业机器人数量，并建立工艺轨迹点；
将测量得到当前被测车身相对于基准位置偏移量发送给工业机器人j，可实现工业机器人轨迹的自动修正。

技术总结
本发明涉及车身定位技术领域，具体涉及一种用于车身定位测量系统和方法，其中一种用于车身定位测量系统包括视觉传感器，数量为四个，其布置在被测车身周围，用于检测被测车身上的特征点信息；上位机，通讯连接所述视觉传感器，用于接收所述特征点信息并进行特征轮廓信息的提取，并与提前收录的车身零位基准位置信息对比，以获取当前被测车身的位置偏移量；工业机器人，通讯连接所述上位机以获取所述位置偏移量，以实现工业机器人工艺轨迹的自动修正；本发明有效解决了现有技术中遇到超公差零件时引起产线停机，导致严重浪费产能的技术问题。题。题。


技术研发人员：苗庆伟 杨星奎 周航 贺文强
受保护的技术使用者：河南埃尔森智能科技有限公司
技术研发日：2023.04.21
技术公布日：2023/7/25