CN103776401A - 一种汽车车灯面形尺寸的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车车灯面形尺寸的检测方法，该方法采用PLC与PC机相结合的控制方式，将各检测传感器对应放置到预定的检测点，通过PLC与PC机的信息交互，由电缸将安装有检测传感器的夹具推进至检测位，通过PC机读取条码和检测传感器的检测数据，并进行分析处理，可以实现对预定检测点同时进行检测，不需要像传统检测方法那样采用三坐标测量仪进行逐点检测，缩短了检测周期，而且由于不需要采用三坐标测量仪，可以降低检测成本，解决了传统检测方法检测周期过长、检测成本高，不适合大规模生产的大批量检测的问题。

Description

一种汽车车灯面形尺寸的检测方法

技术领域

本发明涉及汽车车灯，具体涉及一种车灯面形尺寸的检测方法。

背景技术

现今，一些经济发达国家的历史已经表明：汽车工业正日益显示出其作为重要支柱产业的作用。它关系到国民经济、技术进步和社会现代化，在国民经济和对外贸易中占有极为重要的地位，是国际经济竞争的重要领域，也是衡量一个国家经济实力和技术水平高低的重要标志。汽车生产也正在向组装自动化和采用柔性生产系统的方向发展。

由于汽车市场的竞争日趋激烈，目前，国内外汽车生产厂商已经认识到：在基本车型已经达到饱和的情况下，只有依赖车身改型或改装才能打开销路。因此，汽车的安全性能已经不再是被关注的唯一话题，优美典雅的车身外形也成为人们选购汽车的首要考虑。同时这也就为汽车配件厂商提出了更高的要求。

随着汽车外形的不断更新，车灯作为汽车重要配件之一，其设计越来越引起人们的关注，车灯的形状也一改过去的固定模式，有了很多变化，汽车车灯对汽车的安全性和外观来说，也是至关重要的，它不仅为司机在夜间或可见度不高的情况下提供照明，而且美观大方的车灯会为本来就雍容华贵的车身外形锦上添花。因此，车灯面形的尺寸和定位是相当重要的，如果面形尺寸和定位不准，不但会影响汽车的外观，而且影响汽车的照明，降低汽车行驶的安全性。所以，如何快速检测各种车灯面形尺寸使其符合车身外形的要求和有关此方面的国家标准成为了车灯制造厂商迫切需要解决的问题。

传统的测量方法采用的是三坐标测量仪，这是一种大型精密的测量仪器，可以对具有复杂形状的工件的空间尺寸进行测量，一般采用触发式接触测量头，一次采样只能获取一个点的三维坐标值，三坐标测量仪是对所选取的若干具有代表性的点进行逐点测量。这种方法检测周期过长、检测设备成本高，不适合大规模生产的大批量检测。目前，激光测距法虽然在很多领域中都有广泛的应用，但是在汽车车灯的测量领域中，激光测距法并不适用，因为车灯外壳由于其材质的原因，具有双反射面特性，用激光测得的表面位置数据非常不准确。因此，寻求新的车灯尺寸和定位检测方法，降低检测成本，缩短检测周期、提高工作效率势在必行。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车车灯面形尺寸的检测方法，该方法通过PLC与PC机的交互，一次性对待测车灯的预定检测点同时进行自动检测，不需要像传统检测方法那样逐点检测，本发明的方法可以缩短检测周期、提高工作效率，而且由于不需要采用三坐标测量仪，可以降低检测成本、用以解决传统检测方法检测周期过长、检测成本高，不适合大规模生产的大批量检测的问题。

为实现上述目的，本发明的方案是：一种汽车车灯面形尺寸的检测方法，该方法采用的检测系统包括PLC、PC机、电缸、一组检测传感器、绝对磁栅尺、条码打印机和条码扫描仪，所述的PLC与PC机通信连接，所述的PC机与各检测传感器通信连接，且所述的PC机与条码打印机、条码扫描仪和电缸电连接，所述的PLC与电缸、检测传感器和条码扫描仪驱动连接，所述绝对磁栅尺的磁头与PLC和PC电连接，所述绝对磁栅尺的尺体与电缸连接，该方法包括如下步骤：

（1）根据绝对磁栅尺的反馈，在PC机中设定电缸的执行参数；

（2）按照定位基准将待测车灯放置到夹具上，在PC机中设定检测传感器的参数信息，获取待测车灯面形尺寸的标准零位，所述的检测传感器的参数信息包括面差点、间隙点、相对零位、线性补偿、角度补偿和允许的偏差范围；

（3）PLC收到PC机反馈的参数设定完成指令之后，控制电缸动作，由电缸推进夹具运行至待检测位置，同时PLC驱动检测传感器伸出到待检测点；

（4）PLC发送数据采集准备指令给PC机，并在收到PC机反馈的准备读取数据的指令之后，PLC驱动检测传感器气弹簧动作，并触发条码扫描指令；

（5）PC机读取条码扫描数据，如果条码读取正常，则PC机存取条码并将对应读取的数据存入条码对应的存储区，并进入步骤（6）；如果条码的读取有误，则PC机发送数据读取有误的指令给PLC，PLC发送外部紧停命令给PC，PC触发检测系统报警，由操作人员通过按动手动复位按钮，控制检测系统复位；

（6）PC机向检测传感器发送数据读取指令，PC机读取检测传感器对车灯面差点与间隙点的检测数据，并进行分析处理，如果根据线性补偿和角度补偿值得到的相对零位与步骤（2）中的标准零位相比，偏差值在允许的偏差范围内，则检测合格，PC机触发条码打印命令，同时发送系统复位指令给PLC，PLC控制检测系统自动复位，本次检测结束；如果偏差值超过允许的偏差范围，则检测不合格，PLC发送外部紧停命令给PC，PC触发检测系统报警，由操作人员通过按动手动复位按钮，控制检测系统复位。

进一步地，所述的步骤（1）中，电缸的执行参数包括电缸的行进速度、行进位置、合模位置和电缸运行速度的快慢转换点。

进一步地，所述的步骤（1）中，在PC机中设定电缸的执行参数过程为：首先在PC机选择需要设定的参数，并对应输入相应的参数值，对参数进行更新；然后PC机向PLC发送一个参数设定完成的信息；最后，PLC在收到PC机参数设定完成的信息之后，反馈一个参数设定成功的指令给PC机，PC机收到PLC的反馈指令之后，完成对参数的设定，如果PC机没有收到PLC的反馈指令，则表明PC机参数设定失败，PC机重新对电缸的执行参数进行设定。

进一步地，所述的步骤（2）中，获取车灯面形尺寸标准零位的方法为：将样灯灯具放置到检测系统预定的位置，PC自动采集样灯的测量值，并根据设定的角度补偿和线性补偿的值，得到样灯面形尺寸的相对零位，然后通过修改线性补偿和角度补偿的值，得到待测车灯面形尺寸的标准零位，其中，相对零位＝（测量值*COS角度补偿）－（线性补偿）。

进一步地，所述的步骤（2）中，面差点是指对待测车灯灯具在车身安装位置的检测点；间隙点是指对待测车灯灯具与车身间距的检测点；相对零位是指对待测车灯灯具的检测值通过角度补偿和线性补偿得到的实际检测位置，标准零位是指待测车灯灯具在车身安装时的标准位置，标准零位是一个理论上的值。

进一步地，所述的步骤（4）中，PLC向PC机发送数据采集准备指令，PC机接收到PLC的指令之后，首先监听检测传感器的读数，并准备好接收条码，PC机在做好读取数据的准备之后，向PLC反馈准备读取数据指令，PLC收到PC机的反馈指令之后，驱动检测传感器气弹簧动作，并触发条码扫描命令。

进一步地，所述的步骤（6）中，PC机给检测传感器发送数据读取指令后，如果检测传感器成功接收PC机的数据读取指令，则检测传感器将检测数据通过串口发送给PC机；否则，由PC机继续向检测传感器发送数据读取指令。

进一步地，所述的条码为QR码。

进一步地，对于每个所述的待测车灯，其检测点的值被按照QR码的对应顺序记录存储，偏差值超过偏差允许范围的数据根据偏差方向显现不同标记，并且对于每个检测点形成趋势图，对每个待测车灯的数据信息实现可追溯。

本发明达到的有益效果：

（1）本发明的方法采用PLC与PC机协同工作，可以对待测车灯的预定检测点同时进行自动检测，提高了工作效率，缩短了检测周期，降低了检测成本，适合对大批量的车灯进行快速流水检测。

（2）本发明还设置有手动控制方式，手动控制方式通过触摸屏实现，通过手动控制方式对各级权限的设定，能有效保证操作的可靠性及安全性。

（3）本发明的检测方法可以对实际工作过程中遇到的各种异常进行检测和判断，当检测到检测系统遇到紧急异常时，可以使检测系统在自动复位的同时发出警报，显示警示，提高工作的安全可靠性。

（4）本发明对于每个待测车灯，其检测点的值被按照QR码的对应顺序记录存储，偏差值超过偏差允许范围的数据根据偏差方向显现不同标记，并且对于每个检测点形成趋势图，对每个待测车灯的数据信息实现可追溯。

（5）本发明的条码打印机打印的条码为QR码，QR码能够快速读取，与普通条码相比，QR码能存储更丰富的信息，而且QR码无需像普通条码那样，在扫描时需直线对准扫描器，操作更加方便。另外，本发明通过绝对磁栅尺反馈的数据对电缸执行参数进行设定，使得检测结果更加准确。

附图说明

图1是本发明检测系统的结构原理图；

图2是本发明检测方法的流程示意图；

图3是本发明待测车灯与车身的面差与间隙示意图；

图4是本发明在PC中进行参数设定的流程示意图；

图5是本发明PC的工作流程示意图；

图6是本发明检测传感器的工作流程示意图；

图7是本发明PLC的工作流程示意图；

图8是本发明条码扫描仪的工作流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图1，本发明采用的检测系统包括PLC、PC机、电缸、一组检测传感器、条码打印机和条码扫描仪。所述的PLC与PC机通信连接，用于实现PLC与PC机的信息交互；所述的PC机与各检测传感器通信连接，用于实现PC机对各检测传感器的检测数据的采集；所述的PC机与电缸、条码打印机以及条码扫描仪电连接，用于实现PC机对电缸运行数据的信息采集、对条码打印的触发以及条码扫描数据的信息采集；所述的PLC与电缸、检测传感器和条码扫描仪驱动连接，用于实现PLC对电缸的驱动控制以及对检测传感器和条码扫描仪的启动控制；绝对磁栅尺的尺体与电缸连接，绝对磁栅尺的磁头与PLC和PC电连接，用于实现对电缸行进位置的测量。图1中，虚线代表机械信号，实线代表电信号。

本发明的检测系统采用的控制方式是PLC与PC机相结合的控制方式，PLC和PC机通过RS232串口进行交互，该检测系统使用COM端口和PLC通讯，通过一系列指令完成PC机和PLC的信息交互，达到协同工作的能力。PLC用于控制检测系统的外部驱动部分。PC用于电缸执行参数和检测传感器的参数设定、数据的运算及存储与分析即：条码读取、检测传感器实际数据的读取及存储、QR码打印的触发、数据的后期处理。PC机与PLC之间通过通讯方式可靠控制电缸在安全模式下才可进行数据的更新，否则更新失败。

如图2，本发明的检测方法包括如下步骤：

（1）根据绝对磁栅尺的反馈，在PC机中设定电缸的执行参数；

（2）按照定位基准将待测车灯放置到夹具上，在PC机中设定检测传感器的参数信息，获取待测车灯面形尺寸的标准零位，所述的检测传感器的参数信息包括面差点、间隙点、相对零位、线性补偿、角度补偿和允许的偏差范围；

（3）PLC收到PC机反馈的参数设定完成指令之后，控制电缸动作，由电缸推进夹具运行至待检测位置，同时PLC驱动检测传感器伸出到待检测点；

（4）PLC发送数据采集准备指令给PC机，并在收到PC机反馈的准备读取数据的指令之后，PLC驱动检测传感器气弹簧动作，并触发条码扫描指令；

（5）PC机读取条码扫描数据，如果条码读取正常，则PC机存取条码并将对应读取的数据存入条码对应的存储区，并进入步骤（6）；如果条码的读取有误，则PC机发送数据读取有误的指令给PLC，PLC发送外部紧停命令给PC，PC触发检测系统报警，由操作人员通过按动手动复位按钮，控制检测系统复位；

（6）PC机向检测传感器发送数据读取指令，PC机读取检测传感器对车灯面差点与间隙点的检测数据，并进行分析处理，如果根据线性补偿和角度补偿值得到的相对零位与步骤（2）中的标准零位相比，偏差值在允许的偏差范围内，则检测合格，PC机触发条码打印命令，同时发送系统复位指令给PLC，PLC控制检测系统自动复位，本次检测结束；如果偏差值超过允许的偏差范围，则检测不合格，PLC发送外部紧停命令给PC，PC触发检测系统报警，由操作人员通过按动手动复位按钮，控制检测系统复位。

本发明设定车灯面形尺寸标准零位的方法为：将待测车灯灯具放置到检测系统预定的位置，PC机自动采集样灯的测量值，并根据设定的角度补偿和线性补偿的值，得到样灯面形尺寸的相对零位，然后通过修改线性补偿和角度补偿的值，得到车灯面形尺寸的标准零位。本发明通过读取待测车灯的检测值，再将该待测车灯各检测点的补偿值及检测角度偏差设定好，就得到了标准零位的值。其中，相对零位＝（测量值*COS角度补偿）－（线性补偿）。

如图3，本发明待测车灯与车身面差和间隙的示意图，面差点是指对待测车灯灯具在车身安装位置的检测点，面差是指待测车灯灯具在车身上安装时整个灯具平面位置与标准位置的偏差；间隙点是指对待测车灯灯具与车身间距的检测点，间隙是指待测车灯灯具的边缘与车身平面存在的间距；相对零位是指待测车灯面形尺寸的实际检测结果；标准零位是指待测车灯灯具在车身上安装时的一个标准位置，标准零位是一个理论上的值。

本发明设定的电缸执行参数包括电缸的行进速度、行进位置、合模位置和电缸运行速度的快慢转换点。如图4，在PC机中设定电缸的执行参数的过程为：首先按下PC机上的参数设定按钮，在PC机中选择需要设定的参数，并对应输入相应的参数值，对参数进行更新；更新完成之后，PC机向PLC发送一个参数设定完成的指令，PLC在收到PC机发送的参数设定完成的指令之后，反馈一个参数设定成功的信息给PC机，PC机收到PLC的反馈信息之后，完成对参数的设定，如果PC机没有收到PLC的反馈信息，则表明PC机参数设定失败，PC机重新进行参数设定。

如图5，PC在启动正常后，开始接收PLC的指令，如果检测过程发生异常，PC机将接收到PLC的外部紧停指令，则PC机复位，并重新准备启动，接收PLC的指令。如果PLC向PC机发送数据采集准备指令，PC机接收到PLC的数据采集准备指令之后，PC机首先监听检测传感器的读数，并准备好接收条码，PC机在做好读取数据的准备之后，向PLC反馈准备读取数据指令，并开始读取条码和检测传感器的检测数据。PC机首先读取条码，如果条码的读取无误，则PC机向检测传感器发送数据读取指令，读取检测传感器的检测数据并进行分析处理，如果读取的检测传感器的数据与设定的标准零位相比，偏差值在允许的偏差范围内，表明检测传感器的数据读取无误，向PLC发送系统复位指令，检测系统自动复位，完成检测；如果条码的读取有误，或读取的检测传感器的数据的偏差值超出了允许的偏差范围，则PC机向PLC发送读取错误的指令，PLC发送系统紧停命令，PC机复位。

如图6，PC机给检测传感器发送数据读取指令后，如果检测传感器成功接收PC数据读取指令，则检测传感器将检测数据通过串口发送给PC机，PC机读取检测传感器的检测数据；否则，由PC机继续向检测传感器发送数据读取指令。

如图7，在PLC与PC交互的过程中，如果PLC没有收到PC反馈的准备读取数据指令或者没有收到PC在完成对检测传感器和条码的读取之后反馈的复位指令，则系统报警，并进行系统外部紧停操作，由PLC发送外部紧停命令给PC，PC收到后反馈信息给PLC，然后通过手动方式控制系统复位。本发明的检测系统设置有一个安全门，在系统启动后先控制安全门下降，在安全门下方安装有防止碰撞用的碰撞传感器，如果碰撞传感器接触到物体，会发生信号变化，PLC读取此信号变化，由此判定在安全门下降过程中有物体进入检测区，则停止设备动作，提示报警。

如图8，条码扫描仪在接收到PLC的触发指令之后，触发扫描读头，读取条码的内容，如果对条码的读取发生错误，则条码扫描仪重新触发扫描读头读取条码，如果读取正常，则将读取的条码内容传送至PC进行存储。

本发明还设置有手动控制方式，该手动控制方式是通过触摸屏实现的，通过手动控制方式对各级权限的设定，能有效保证操作的可靠性及安全性。

本发明条码打印机打印的条码为QR（Quick Response，快速反应）码，QR码是二维条码的一种，这种二维码能够快速读取，与普通条码相比，QR码能存储更丰富的信息，而且QR码无需像普通条码那样，在扫描时需直线对准扫描器，操作更加方便

本发明中，对于每个待测车灯，其检测点的值被按照QR码的对应顺序记录存储，超差数据根据偏差方向显现不同标记，并且对于每个检测点形成趋势图，对每个待测车灯的数据信息实现可追溯。

本发明的方法采用PLC与PC机协同工作，可以对待测车灯的预定检测点同时进行自动检测，提高可了工作效率，缩短了检测周期，降低了检测陈本，适合对大规模大批量的车灯检测。而且，本发明的检测方法可以对实际工作过程中遇到的各种异常进行检测和判断，当检测到检测系统遇到紧急异常时，可以使检测系统在自动复位的同时发出警报，显示警示，提高工作的安全可靠性。对于每个待测车灯，其检测点的值被按照QR码的对应顺序记录存储，超差数据根据偏差方向显现不同标记，并且对于每个检测点形成趋势图，对每个待测车灯的数据信息实现可追溯。并且检测系统在一轮测试完成后自动进入下一轮测试，有效地利用时间。

Claims (9)

1.一种汽车车灯面形尺寸的检测方法，其特征在于该方法采用的检测系统包括PLC、PC机、电缸、一组检测传感器、绝对磁栅尺、条码打印机和条码扫描仪，所述的PLC与PC机通信连接，所述的PC机与各检测传感器通信连接，且所述的PC机与条码打印机、条码扫描仪和电缸电连接，所述的PLC与电缸、检测传感器和条码扫描仪驱动连接，所述绝对磁栅尺的磁头与PLC和PC电连接，所述绝对磁栅尺的尺体与电缸机械连接，该方法包括如下步骤：

（1）根据绝对磁栅尺的反馈，在PC机中设定电缸的执行参数；

（2）按照定位基准将待测车灯放置到夹具上，在PC机中设定检测传感器的参数信息，获取待测车灯面形尺寸的标准零位，所述的检测传感器的参数信息包括面差点、间隙点、相对零位、线性补偿、角度补偿和允许的偏差范围；

（3）PLC收到PC机反馈的参数设定完成指令之后，控制电缸动作，由电缸推进夹具运行至待检测位置，同时PLC驱动检测传感器伸出到待检测点；

（4）PLC发送数据采集准备指令给PC机，并在收到PC机反馈的准备读取数据的指令之后，PLC驱动检测传感器气弹簧动作，并触发条码扫描指令；

（5）PC机读取条码扫描数据，如果条码读取正常，则PC机存取条码并将对应读取的数据存入条码对应的存储区，并进入步骤（6）；如果条码的读取有误，则PC机发送数据读取有误的指令给PLC，PLC发送外部紧停命令给PC，PC触发检测系统报警，由操作人员通过按动手动复位按钮，控制检测系统复位；

（6）PC机向检测传感器发送数据读取指令，PC机读取检测传感器对车灯面差点与间隙点的检测数据，并进行分析处理，如果根据线性补偿和角度补偿值得到的相对零位与步骤（2）中的标准零位相比，偏差值在允许的偏差范围内，则检测合格，PC机触发条码打印命令，同时发送系统复位指令给PLC，PLC控制检测系统自动复位，本次检测结束；如果偏差值超过允许的偏差范围，则检测不合格，PLC发送外部紧停命令给PC，PC触发检测系统报警，由操作人员通过按动手动复位按钮，控制检测系统复位。

2.根据权利要求1所述的汽车车灯面形尺寸的检测方法，其特征在于所述的步骤（1）中，电缸的执行参数包括电缸的行进速度、行进位置、合模位置和电缸运行速度的快慢转换点。

3.根据权利要求1所述的汽车车灯面形尺寸的检测方法，其特征在于所述的步骤（1）中，在PC机中设定电缸的执行参数过程为：首先在PC机选择需要设定的参数，并对应输入相应的参数值，对参数进行更新；然后PC机向PLC发送一个参数设定完成的信息；最后，PLC在收到PC机参数设定完成的信息之后，反馈一个参数设定成功的指令给PC机，PC机收到PLC的反馈指令之后，完成对参数的设定，如果PC机没有收到PLC的反馈指令，则表明PC机参数设定失败，PC机重新对电缸的执行参数进行设定。

4.根据权利要求1所述的汽车车灯面形尺寸的检测方法，其特征在于所述的步骤（2）中，面差点是指对待测车灯灯具在车身安装位置的检测点；间隙点是指对待测车灯灯具与车身间距的检测点；相对零位是指对待测车灯灯具的检测值通过角度补偿和线性补偿得到的实际检测位置，标准零位是指待测车灯灯具在车身安装时的标准位置，标准零位是一个理论上的值。

5.根据权利要求1或4任一项所述的汽车车灯面形尺寸的检测方法，其特征在于所述的步骤（2）中，获取车灯面形尺寸标准零位的方法为：将样灯灯具放置到检测系统预定的位置，PC自动采集待测车灯的测量值，并根据设定的角度补偿和线性补偿的值，得到待测车灯面形尺寸的相对零位，然后通过修改线性补偿和角度补偿的值，得到待测车灯面形尺寸的标准零位，其中，相对零位＝（测量值*COS角度补偿）－（线性补偿）。

6.根据权利要求1所述的汽车车灯面形尺寸的检测方法，其特征在于所述的步骤（4）中，PLC向PC机发送数据采集准备指令，PC机接收到PLC的指令之后，首先监听检测传感器的读数，并准备好接收条码，PC机在做好读取数据的准备之后，向PLC反馈准备读取数据指令，PLC收到PC机的反馈指令之后，驱动检测传感器气弹簧动作，并触发条码扫描命令。

7.根据权利要求1所述的汽车车灯面形尺寸的检测方法，其特征在于所述的步骤（6）中，PC机给检测传感器发送数据读取指令后，如果检测传感器成功接收PC机的数据读取指令，则检测传感器将检测数据通过串口发送给PC机；否则，由PC机继续向检测传感器发送数据读取指令。

8.根据权利要求1所述的汽车车灯面形尺寸的检测方法，其特征在于所述的条码为QR码。

9.根据权利要求8所述的汽车车灯面形尺寸的检测方法，其特征在于对于每个所述的待测车灯，其检测点的值被按照QR码的对应顺序记录存储，偏差值超过偏差允许范围的数据根据偏差方向显现不同标记，并且对于每个检测点形成趋势图，对每个待测车灯的数据信息实现可追溯。

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