CN104297499A - 尿烷应用的自动化检测 - Google Patents

Abstract

本申请涉及尿烷应用的自动化检测。对应用到工件的尿烷的检测，更具体地涉及对在工件上的尿烷应用的自动化红外检测以检查尿烷的不正确应用。

Description

尿烷应用的自动化检测

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2013年7月16日提交的美国临时申请61/847049的优先权和权益，其全部公开通过引用并入本文。

背景技术

本发明总体涉及对应用到工件的尿烷的检测，更具体地涉及对在工件上的尿烷应用的自动化红外检测以检查尿烷的不正确应用。

在组装厂的车辆组装过程中的固定窗的安装期间，例如挡风玻璃或后窗，可采用自动化过程来围绕该固定窗的周长应用尿烷滴。然后在短时间内这个固定窗被安装到车辆结构，这可手动或通过机器人来完成。此后尿烷结合到该结构。可使用这个组装过程来将玻璃的周长固定并密封到该结构。当被正确安装时，尿烷会提供围绕着整个外周的水密密封并且确保满足机动车要求的窗保持。

但是，如果尿烷的应用不是足够的，那么可能导致出现泄漏或低于令人满意的结合强度的可能性。因此，有人已经试图采用自动化过程来就在应用之后并在安装到车辆之间检查尿烷。这种检查系统已经包括了沿着尿烷滴移动并使用光束和传感器来尝试并检测正确/不正确的滴应用的机械设备。不过，这种系统通常会容易因尿烷粘到传感器上并阻挡传感器而出现维护问题、因在进行检查时围绕每个窗面板的周长移动——已经安装到玻璃上的车辆感测系统挡道——而出现缆线磨损问题，以及因窗面板的曲率而出现干涉问题。而且，沿着整个滴长度移动传感器可能比组装过程中所期望的更耗时。

另外，一般而言，由于缺少尿烷和玻璃之间的视觉对比，对到汽车玻璃上的尿烷应用的视觉检查不是非常可行的。在被应用的尿烷和玻璃之间的这种对比缺少是为了避免车辆占用者的美学问题。

发明内容

实施例考虑了一种应用尿烷到工件的方法，包括以下步骤： 应用尿烷滴到工件的表面的预定位置；将该表面朝向红外检测器；产生该表面和该滴的红外图像；并确定该滴的应用是否满足了预定的要求。

实施例考虑了用于将尿烷应用到工件的系统。该系统可包括被构造成固定工件以进行尿烷应用的机器人，将尿烷滴应用到工件的尿烷应用器，在尿烷应用之后建立工件的红外图像的红外检测器，和确定尿烷应用是否满足预定要求的控制器。

实施例的一个优点是，对围绕周长的尿烷应用的自动化检查可被快速并容易地实现，并且不会遇到维护或干涉的担心。通过快速且准确的检查，可检测并修正不正确的尿烷应用，因此保证窗到结构的正确的结合强度。第一时间检查和修正安装还可节约车辆组装的整体成本。

实施例的另一优点是，尿烷应用的自动化检查可允许在正被安装的窗的形状方面的更大的产品变化并且要求对检查系统的更少的维护。

而且，滴检查可在一次完整的分配之后（即，在已经围绕着玻璃的整个周长设置了滴之后）进行，这可增加了检测滴应用故障中的准确性。

而且，红外检测器可以是固定的并且与尿烷分配硬件隔开，因此减少了传感器污染的风险。

本申请还提供了如下方案：

方案1. 一种应用尿烷到工件的方法，包括以下步骤：

（a）应用尿烷滴到所述工件的表面的预定位置上；

（b）使所述表面朝向红外检测器；

（c）产生所述表面和所述滴的红外图像；以及

（d）确定滴应用是否满足预定要求。

方案2. 如方案1所述的方法，其中所述红外检测器是红外照相机，其产生所述红外图像。

方案3. 如方案1所述的方法，其中所述工件是窗并且步骤（a）包括围绕着所述窗的外缘应用所述尿烷滴。

方案4. 如方案3所述的方法，还包括，当所述滴应用在步骤（d）中被确定为满足预定要求时，通过将所述滴压在结构上而将所述窗安装到所述结构。

方案5. 如方案4所述的方法，其中所述结构是车辆结构，并且所述窗被固定到所述车辆结构。

方案6. 如方案1所述的方法，其中步骤（a）包括自动固定所述工件的机器人，并且所述机器人和尿烷应用器在所述滴的应用期间相对于彼此移动。

方案7. 如方案6所述的方法，其中步骤（b）包括所述机器人在所述红外检测器前面移动所述工件。

方案8. 如方案1所述的方法，其中步骤（b）和（c）发生在步骤（a）的约三十秒内。

方案9. 如方案1所述的方法，其中步骤（a）包括所述预定位置是围绕所述工件的所述表面的外缘，并且步骤（d）包括在当所述滴围绕着所述外缘延伸在所述滴中出现缺口时确定所述滴应用不满足所述预定要求。

方案10. 如方案1所述的方法，其中步骤（a）包括所述预定位置是围绕所述工件的所述表面的外缘的至少一部分，并且步骤（d）包括在沿着所述滴的某个位置处滴的宽度大于预定宽度时确定所述滴应用不满足所述预定要求。

方案11. 如方案1所述的方法，其中所述红外检测器在步骤（b）和（c）期间是静止的。

方案12. 如方案1所述的方法，还包括，在所述滴应用在步骤（d）中被确定为不满足预定要求时，用人机界面输出设备信号通知有缺陷的滴应用。

方案13. 一种用于在工件上应用尿烷的系统，包括：

构造成固定所述工件以进行尿烷应用的机器人；

构造成应用尿烷滴到所述工件的尿烷应用器；

构造成在尿烷应用之后建立所述工件的红外图像的红外检测器；以及

构造成确定滴应用是否满足预定要求的控制器。

方案14. 如方案13所述的系统，其中红外检测器是静止的并且机器人被构造成在尿烷应用之后移动该工件以将该工件的带有所应用的尿烷滴的表面面向所述红外检测器。

方案15. 如方案13所述的系统，其中所述机器人和所述尿烷应用器被构造成在尿烷应用期间相对于彼此移动。

方案16. 如方案13所述的系统，其中所述红外检测器是红外照相机。

方案17. 如方案13所述的系统，其中所述系统包括人机界面设备，其构造成在滴应用不满足预定要求时信号通知有缺陷的尿烷应用。

方案18. 如方案13所述的系统，其中尿烷应用器被构造成围绕着所述工件的外缘应用尿烷滴，并且控制器被构造成在当所述滴围绕着所述外缘延伸在所述滴内出现缺口时检测到所述滴应用没有满足所述预定要求。

方案19. 如方案13所述的系统，其中尿烷应用器被构造成围绕着所述工件的外缘应用尿烷滴，并且控制器被构造成在沿着所述滴的某个位置处滴的宽度大于预定宽度时检测到所述滴应用没有满足所述预定要求。

方案20. 如方案13所述的系统，其中尿烷应用器被构造成围绕着所述工件的外缘应用尿烷滴，并且控制器被构造成在所述滴沿着围绕所述工件的所述外缘以外的方向延伸时检测到所述滴应用没有满足所述预定要求。

附图说明

图1是在将窗安装到结构之前的，尿烷应用和检测系统、和围绕在由机器人支撑的窗的周长有新应用的尿烷的窗的示意图。

图2是在将窗安装到结构之前的，围绕该窗的周长有新应用的尿烷的窗的热图像的示意图。

图3是在将窗安装到结构之前的，围绕该窗的周长的新尿烷应用的经处理热图像的示意图，示出了有缺陷的尿烷应用。

图4是安装到结构，例如车辆结构，的窗的示意图。

具体实施方式

图1示意地说明了尿烷应用和检测系统20。系统20的机器人部分22可包括机器人24，机器人24具有带有支撑构件28以临时地固定、举升和移动工件30，例如窗，的臂26，支撑构件28例如是吸力杯。机器人24可由控制器32控制。系统20的这个机器人部分22，及其控制，可以是传统的，如果期望这样的话，并且因此不再本文内进行更详细的讨论。工件30可例如是挡风玻璃、后窗、或安装到车辆结构的其它固定窗。

系统20也可包括尿烷应用器34，其带有喷嘴36以围绕工件30的外缘40分配尿烷38。应用器34可被控制为与机器人22协调从而应用尿烷38到工件30。这个应用器34及其控制可以是传统的，如果期望这样的话，并且因此在本文内不进行更具体地讨论。

系统20也可包括红外检测部分42，其可与控制器32通信。这个控制器可以是单个控制器或是彼此通信的多个控制器，并且可由本领域技术人员已知的硬件和软件的各种组合构成。红外检测部分42可包括红外照相机44，照相机44位于尿烷38被应用的整个区域内。照相机44优选地定位在，就在尿烷38被应用之后，机器人24可举升工件30并使带有所应用的尿烷的面朝向照相机44的位置。照相机44与控制器32通信使得控制器32可接收红外图像。控制器32和/或红外检测部分42包括输出设备46，在这种情况下对尿烷38的红外扫描的结果可被传送到组装设施中的工人。这个输出设备46可视觉地、听觉地或视觉和听觉地通信以指示尿烷应用和检查的状态。

现在将参照图1-3讨论尿烷应用和检测系统20的操作。在这个讨论中，工件30是正被安装到车辆结构的窗。机器人24移动臂26使得吸力杯28被压在窗30上，并且被激活以附着到窗30上。如果期望，可代替吸力杯而使用用于固定窗30的其它机构。此后窗30被举升并移动到尿烷应用器34。

此时，臂26、应用器34、应用器喷嘴36、或这三个的某个组合被相对于彼此移动，使得尿烷38在喷嘴36围绕着窗30的外缘40移动时被分配以形成滴。即，取决于该系统的期望设置，尿烷应用器34可被相对于窗30移动，同时窗30被保持静止，机器人24可相对于静止的尿烷应用器34移动窗30，或者这两者可在尿烷应用过程期间相对于彼此移动。

此后臂26提升玻璃30并使玻璃30的具有所应用的尿烷38的表面48面向红外照相机44。这个系统20允许红外照相机44是静止的，如果期望这样的话。优选地，这个朝向照相机44发生在从完成尿烷38的应用起约三十秒内。这是因为，应用过程导致了尿烷38的温度升高到高于室温，室温约是玻璃30的温度。但是尿烷38在拍摄红外图像之前在玻璃30上的时间越长，尿烷38也接近室温，因此减少了红外图像中在尿烷38与玻璃30之间的对比。这种初始的温度差可例如是室温之上约三十华氏度（十七摄氏度）。

照相机44拍摄带有所应用的尿烷38的玻璃30的红外图像50，在图2中示出，并将这个图像传送到控制器32。更高温度的尿烷38在图像中的表现与大致室温的玻璃30不同，这可表现为红外图像中的光亮区域（尿烷）和黑暗区域（室温的窗和周围环境）。控制器可分析图像50来检测应用是否可接受或者是有缺陷的。

图2示出了带有围绕窗30的外缘40的连续的、相对一致宽度的尿烷38滴的红外图像50。这个图像示出了对密封和固定窗30来说可接受的（期望的）尿烷38滴。可接受的尿烷滴38的具体的轮廓、宽度和形状可因窗的具体大小和形状而变化，但是对于正确应用密封和固定来说可接受的滴一致性和连续性是本领域技术人员已知的。

图3示出了带有围绕窗30的外缘40的有缺陷的（不可接受的）尿烷滴38的图像52，其中滴应用不满足预定的要求。例如，在尿烷滴38中存在缺口56（不连续），或者在尿烷滴38正从窗30滴落时的带尾巴58的缺口（不连续且滴的路径异常），或者在存在过多的尿烷或者尿烷已被从窗30的外缘40抹开时的污迹（斑点）60（过宽），因此不满足这些预定要求中的一个或多个。这些仅是示例，因为可能还有所述滴要满足的其它的预定的要求以确保期望的粘附和/或密封。因此，例如，在热图像中在尿烷（光亮区域）应该出现的地方出现了黑暗区域，或者光亮区域过宽。再一次，指示有缺陷的尿烷滴38的缺陷的具体轮廓、宽度和形状可因窗的特定大小和形状而不同，但是对正确应用密封和固定来说可接受的滴一致性和连续性是本领域技术人员已知的。

红外照相机44快速地提供了红外图像，并且这个图像准确地检测了特定的滴38在其对应的窗30上的大小、形状和连续性。这允许快速地自动化确定尿烷滴应用是否是可接受的或有缺陷的。例如，机器人过程和热照相机检查可仅耗时两秒来检查尿烷滴38。

而且，在这个过程期间，红外照相机44可被维持在距窗30的一定距离处，该距离足够大以避免尿烷粘到照相机本身上的可能性。这可最小化用于清洁检查装备的潜在停机时间。而且，通过维持这个距离，照相机44可拍摄红外图像，就在这一个图像中包含了整个窗30和滴38，从而允许在一个图像中对滴进行全面分析，同时也最小化了检查时间。这还允许容易适应对不同大小和形状的窗的检查，因为照相机44在检查期间可被定位在一定距离处。

如在图4中所示，如果尿烷应用被检测为是可接受的，那么臂26移动玻璃30到用于将玻璃30自动或手动地安装到结构的位置，例如车辆结构54。此时，尿烷38之后会结合到结构54以围绕这外缘形成密封并将玻璃30固定到结构54。

如果尿烷应用被检测为不可接受，那么某个类型的错误信息可通过输出设备被传输给组装工人。这个工人此后可采取合适的步骤来确保带有有缺陷的尿烷滴应用的窗30不被安装到车辆结构54，并且根据需要在系统20上执行维护以修正这个错误。

虽然已经具体地描述的本发明的某些实施例，但是本发明所属领域的技术人员会认识到，实践由下面的权利要求所定义的本发明的各种其它的设计和实施例。

Claims (10)

1.一种应用尿烷到工件的方法，包括以下步骤：

（a）应用尿烷滴到所述工件的表面的预定位置上；

（b）使所述表面朝向红外检测器；

（c）产生所述表面和所述滴的红外图像；以及

（d）确定滴应用是否满足预定要求。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述红外检测器是红外照相机，其产生所述红外图像。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述工件是窗并且步骤（a）包括围绕着所述窗的外缘应用所述尿烷滴。

4.如权利要求3所述的方法，还包括，当所述滴应用在步骤（d）中被确定为满足预定要求时，通过将所述滴压在结构上而将所述窗安装到所述结构。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述结构是车辆结构，并且所述窗被固定到所述车辆结构。

6.如权利要求1所述的方法，其中步骤（a）包括自动固定所述工件的机器人，并且所述机器人和尿烷应用器在所述滴的应用期间相对于彼此移动。

7.如权利要求6所述的方法，其中步骤（b）包括所述机器人在所述红外检测器前面移动所述工件。

8.如权利要求1所述的方法，其中步骤（b）和（c）发生在步骤（a）的约三十秒内。

9.如权利要求1所述的方法，其中步骤（a）包括所述预定位置是围绕所述工件的所述表面的外缘，并且步骤（d）包括在当所述滴围绕着所述外缘延伸在所述滴中出现缺口时确定所述滴应用不满足所述预定要求。

10.一种用于在工件上应用尿烷的系统，包括：

构造成固定所述工件以进行尿烷应用的机器人；

构造成应用尿烷滴到所述工件的尿烷应用器；

构造成在尿烷应用之后建立所述工件的红外图像的红外检测器；以及

构造成确定滴应用是否满足预定要求的控制器。