CN106315164B - 白车身在线检测智能定位系统及其运转方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种白车身在线检测定位系统，包括白车身信息识别装置(1)、智能定位系统单元(2)、白车身举升传输机构(3)、在线检测机器人(4)、智能定位系统电子控制单元ECU(5)；白车身信息识别装置(1)用于检测识别白车身信息；白车身举升传输机构(3)用于举升和转运白车身；智能定位系统单元(2)用于对白车身进行检测定位；在线检测机器人(4)用于对白车身进行测量及标定智能定位系统单元(2)的定位位置；智能定位系统电子控制单元ECU(5)通过信号的传递实现对各个部件的控制。本发明提高了白车身在线检测定位可靠性，扩展了定位系统的适应性，而且是白车身定位系统更加智能化，可扩展性大大提高。

Description

白车身在线检测智能定位系统及其运转方法

技术领域

本发明涉及白车身定位装置领域，尤其涉及一种白车身在线检测智能定位系统及其运转方法。

背景技术

白车身在线检测技术大量运用于工业生产，依靠在线检测可以方便的进行制造质量控制，以及生产线状态监测和故障诊断，大大提高了产业效率，节约了资源。其基本原理是利用大型工业机器人控制位于末端的激光扫描测试仪，对白车身的关键点进行扫描测量。由于机器人可以通过位姿的调整非常方便的到达多个测量点，可以实现白车身的动态在线检测，同时，由于采用在线多批次的重复测量，需要将白车身进行统一可靠性高的可重复性定位。

同时，白车身的在线检测大量使用在线检测机器人实现对白车身的测量，由于在线检测机器人投入大，一个测量线往往需要满足多个车型的在线检测要求。因此提高白车身在线检测可重复性的定位精度和可靠性，实现对白车身的智能定位和快速切换，是白车身在线检测定位的关键问题。

当前白车身柔性定位主要采用固定式柔性夹具，或固定式气动/液压柔性夹具，然而固定式柔性夹具由于需要满足多车型的定位，解决夹具和白车身转运的干涉，往往采用小型分散式或采用大型机械臂式的定位机构，不仅不易扩展，还增大了夹具体积，增加了成本，无法适应多车型快节奏的在线检测定位切换。气动/液压定位本身具有噪声大、体积大、易造成污染的问题，同时多种控制介质也不利于实现整线电气化控制。另外，当前白车身在线检测的定位系统还是依靠传统的定位理念，一次校准定期调整，无法实现动态监控和自校正。

本发明针对白车身在线检测的定位，提出一种白车身在线检测智能定位系统，该系统能够结合多自由度运动机构构成的夹具定位系统的位姿调整和在线检测系统的测量，实现末端定位夹具的智能定位及定位位置的自重构和智能标定校准，满足多车型在线测量的定位要求，提高白车身在线检测定位系统的定位精度以及定位可靠性；同时，采用智能定位系统单元成组协同控制的方式构成整个白车身检测定位系统，可以方便地实现测量定位系统的重构，提高白车身在线检测定位系统的可扩展性；另外，利用电驱动平台的水平运动实现对多自由度定位机构的位置扩展，可以利用较小的定位单元实现对固定式存在定位干涉问题的大型车辆白车身的在线检测定位，在实现多车型智能定位的基础上，减小了白车身检测定位系统的体积，降低了智能定位的成本；本发明针对现有白车身在线检测定位系统中气动定位夹具噪声大、液压作动夹具体积大污染大的问题，采用整线全电气化控制，不仅减小了体积，还具有小噪声高环保的效果。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种白车身在线检测定位系统，包括白车身信息识别装置1、智能定位系统单元2、白车身举升传输机构3、在线检测机器人4、智能定位系统电子控制单元ECU5；

白车身信息识别装置1固定在检测线来车方向的端部，用于检测识别白车身信息，将白车身信息传递给智能定位系统电子控制单元ECU5；

白车身举升传输机构3位于检测线白车身转运通道上，用于举升和转运白车身；

智能定位系统单元2分布在检测线白车身转运通道的两边，用于对白车身进行检测定位；

在线检测机器人4分布在检测线的最外围，用于对白车身进行测量及标定智能定位系统单元2的定位位置；

智能定位系统电子控制单元ECU5通过信号的传递实现对智能定位系统单元2的定位位置的控制，白车身举升传输机构3的举升传输控制，以及在线检测机器人4的检测控制。

进一步地，智能定位系统单元2包括钢结构支架6、电驱动平台7、四自由度运动机构8和定位装置9；

钢结构支架6固定在地基上，用于支撑智能定位系统单元2；

电驱动平台7包括平台驱动电机12、平台齿条13、固结在钢结构支架6上的平台水平位移传感器14、滑动导轨15、位于滑动导轨15上的运动托板16、与运动托板16 固结并可在滑动导轨15上滑行的电永磁吸盘定位块17、固定在钢结构支架6上的电驱动平台限位块18和固定在电驱动平台限位块18一侧的缓冲阻尼器19；

四自由度运动机构8包括固定在运动托板16上的四自由度运动机构的底座20、一级运动平台21、固定在底座20上的一级驱动机构22、固定在一级运动平台21上的旋转驱动装置23、与旋转驱动装置23相连的二级伸缩装置24、三级旋转轴25和末端旋转轴26；一级驱动机构22带动一级运动平台21在底座20上沿Y轴运动，二级伸缩装置24能够在Z轴方向伸缩运动，旋转驱动装置23能够带动三级旋转轴25绕轴旋转，末端旋转轴26能够在轴内电机驱动下绕Z轴方向旋转。

进一步地，平台驱动电机12通过齿轮旋转驱动平台齿条13运动从而带动与其相连的运动托板16在滑动导轨15上沿X轴水平运动；平台水平位移传感器14被设置为将电驱动平台7的位置信息传给智能定位系统电子控制单元ECU5。

进一步地，定位装置9包括固定在末端旋转轴26上的定位底座27、定位底座27 上的定位销28和备用定位销29、固定在定位底座27上的定位系统单元末端标定球30，以及固定在定位底座27上的白车身位置检测装置31。

进一步地，白车身举升传输机构3包括滚床机构、白车身转运小车11；白车身转运小车11包括转运小车滑橇32、固结在转运小车滑橇32上的转运夹具33；

滚床机构包括固结在滚床底部的滚床举升电机34、与滚床举升电机34相连的滚床举升传动轴35、与滚床举升传动轴35相连的举升装置36、位于滚床上层的导轨摩擦轮37、与导轨摩擦轮37通过皮带相连的导轨摩擦轮驱动电机38、与滚床上下层相连的导向装置39、位于滚床上层的滑橇水平位置传感器40、位于滚床下层的举升装置垂直位置传感器41；

滚床举升电机34通过相连的滚床举升传动轴35带动举升装置36运动实现滚床机构的上下运动，导轨摩擦轮驱动电机38带动导轨摩擦轮37旋转，从而实现对转运小车滑橇32的举升和转运。

本发明还公开了一种白车身在线检测定位系统的运转方法，包括如下步骤，

步骤一，初始位置时，白车身举升传输机构3的滚床机构位于最高点，智能定位系统单元2位于远离滚床的初始位置，白车身转运小车11带着白车身从上一工位向测量工位流转，当经过位于检测线来车方向端部的白车身信息识别装置1时，白车身信息识别装置1对白车身信息进行识别，并将白车身信息发送至智能定位系统电子控制单元ECU5；接着智能定位系统电子控制单元ECU5控制滚床机构上的导轨摩擦轮驱动电机38运转，并通过皮带轮驱动导轨摩擦轮37旋转，导轨摩擦轮37带动流转到测量工位的白车身转运小车11的转运小车滑橇运动到测量位置并触发转运小车的滑橇水平位置传感器；

步骤二，智能定位系统电子控制单元ECU5控制导轨摩擦轮驱动电机38停止运转，并控制智能定位系统单元2的平台驱动电机12接通，带动平台齿条13沿x方向运动，从而推动运动托板16沿滑动导轨15向滚床靠近，从而将位于运动托板16上的四自由度运动机构8运送至白车身下方，同时四自由度运动机构8运转将位于末端的定位装置9上的定位销28运动至指定位置，然后位于运动托板16两端的电永磁吸盘定位块 17接通，将整个智能定位系统单元2限定在滑动导轨15上，以保证整个智能定位系统单元2的x向定位精度；

步骤三，白车身位置检测装置31启动，检测白车身是否在正确位置；若不在正确位置，系统发出报警并停机检查；若在正确位置，则智能定位系统电子控制单元ECU5 控制滚床举升电机34运转，通过相连的滚床举升传动轴35带动举升装置36向下运动，将滚床机构落下至最低点，从而将白车身与滚床机构脱离，并降落至智能定位系统单元2上的定位销28上，从而实现对白车身测量的定位；

步骤四，智能定位系统电子控制单元ECU5控制在线检测机器人4运转，在线检测机器人4位姿控制器控制机器人末端的扫描测量仪的测量位置，从而实现对白车身的测量；

步骤五，待测量完成后，在线检测机器人4回至初始位置；随后智能定位系统电子控制单元ECU5控制滚床举升电机34运转，将滚床机构举升至最高点，从而将白车身举起脱离定位夹具，并触发举升装置垂直位置传感器41，随后智能定位系统电子控制单元ECU5控制智能定位系统单元2的平台驱动电机12接通，带动平台齿条13运动推动运动托板16沿滑动导轨15回至初始位置，四自由度运动机构8运转至初始位置；接着智能定位系统电子控制单元ECU5控制滚床机构上的导轨摩擦轮驱动电机38 运转，通过带轮驱动导轨摩擦轮37旋转，导轨摩擦轮37带动白车身转运小车11的转运小车滑橇32离开测量位置。

进一步地，当需要测量的白车身经过位于检测线来车方向端部的白车身信息识别装置1时，白车身信息识别装置1对白车身信息进行识别，并将白车身信息发送至智能定位系统电子控制单元ECU5，智能定位系统电子控制单元ECU5根据收到的白车身类型信息，通过对控制库的检索，寻找到对应的定位控制策略；随后智能定位系统电子控制单元ECU5将白车身类型信息发送至在线检测机器人4，在线检测机器人4 调出相应的检测位置控制策略实现对白车身的自适应检测；同时，智能定位系统电子控制单元ECU5将依照对应的定位控制策略，控制智能定位系统单元2运动到达符合白车身类型的定位位置，实现白车身在线检测智能定位系统定位的柔性重定位与智能转换。

进一步地，当在线检测线需要增加新车型检测需求时，将车型信息及定位点的坐标要求发送给智能定位系统电子控制单元ECU5，智能定位系统电子控制单元ECU5 首先依据新车型的定位点要求转化为每一个智能定位系统单元2上的定位销28的位置，并依照定位销28的位置规划出智能定位系统单元2的四自由度运动机构8位姿控制策略以及电驱动平台7上平台驱动电机12的位置控制策略；然后智能定位系统电子控制单元ECU5依照平台驱动电机12的位置控制策略控制平台驱动电机12运动，将运动托板16沿x轴运动到指定位置，随后平台水平位移传感器14将电驱动平台7的位置传给智能定位系统电子控制单元ECU5，智能定位系统电子控制单元ECU5一方面通过误差反馈控制实现对电驱动平台7的位置补偿控制，另一方面依据电驱动平台 7的位移误差和四自由度运动机构8位姿控制策略，制定出新的四自由度运动机构8 位姿补偿控制策略；然后智能定位系统电子控制单元ECU5依照四自由度运动机构8 位姿补偿控制策略控制四自由度运动机构8的位姿，将四自由度运动机构8末端的定位装置9运动到指定位置；接着智能定位系统电子控制单元ECU5控制在线检测机器人4对智能定位系统单元2末端上的末端标定球30进行测量，并将测量的位置信息发送给智能定位系统电子控制单元ECU5，智能定位系统电子控制单元ECU5依照位置信息进行反馈控制，控制平台驱动电机12和四自由度运动机构8的位姿，直到智能定位系统单元2末端上的末端标定球30到达指定位置，即定位销28的位置到达指定位置；由此实现整个定位系统的智能定位重构及标定过程。

进一步地，当在线检测线运转一段时间后，定位销28位置发生微小变动后，需要对定位系统进行标定，其过程为，首先智能定位系统电子控制单元ECU5控制在线检测机器人4对测量系统标定球42进行测量，并依照测量结果进行测量系统自身的补偿标定；然后智能定位系统电子控制单元ECU5控制在线检测机器人4对智能定位系统单元2末端上的末端标定球30进行测量，并将测量的位置信息发送给智能定位系统电子控制单元ECU5，智能定位系统电子控制单元ECU5依照位置信息进行反馈控制，控制平台驱动电机12位移和四自由度运动机构8的位姿进行微小的调整，保证末端标定球30的位置精度，实现对智能定位系统单元2定位位置的标定；由此实现整个白车身在线检测智能定位系统的定位智能标定，保证定位系统的定位精度及可靠性。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明将多自由度运动机构构成的夹具定位系统与在线检测系统结合起来，通过两者的协调控制，可以实现白车身在线检测的定位位置智能切换、定位位置自重构、以及定位位置的智能标定，不仅提高了白车身在线检测定位可靠性，扩展了定位系统的适应性，而且是白车身定位系统更加智能化，可扩展性大大提高。

2、本发明采用定位系统单元成组的方式构成整个白车身检测定位系统，可以方便地实现测量定位系统的重构，满足多车型多定位要求的系统定位；同时由于采用系统单元成组，相互之间可以有效的协同控制，方便地实现对定位点的重新规划以及定位切换。

3、本发明在简单四自由度定位机构的基础上，增加了电驱动运动机构以及定位保证和补偿机构，通过电驱动机构的往复运动，扩展了四自由度定位机构的定位空间，不仅可以使用较小的四自由度定位机构实现对多车型，对存在白车身运转和定位之间存在干涉的定位，有效的解决小定位机构量程不足和定位干涉问题，拓展智能定位系统的使用范围，还减小了整个定位系统的结构尺寸，节约了厂房面积和成本；同时，采用电永磁吸盘定位块定位固定和平台水平位移传感器位移补偿机制，以及将误差反馈至下级运动机构进行终端补偿机制，在使用较小电机以及低精度运动平台的基础上，既节约了成本，又保证了定位的可靠性，以及末端定位精度的可靠性。

附图说明

图1为白车身在线检测智能定位系统结构框图。

图2为智能定位系统单元结构图。

图3为智能定位系统单元的电驱动平台框图。

图4为智能定位系统单元的四自由度机构和定位装置结构图。

图中：1为白车身信息识别装置，2为智能定位系统单元，3为白车身举升传输机构，4为在线检测机器人，5为智能定位系统电子控制单元(ECU)，6为钢结构支架， 7为电驱动平台，8为四自由度运动机构，9为定位装置，11为白车身转运小车，12 为平台驱动电机，13为平台齿条，14为平台水平位移传感器，15为滑动导轨，16为运动托板，17为电永磁吸盘定位块，18为电驱动平台限位块，19为缓冲阻尼器，20 为四自由度运动机构的底座，21为一级运动平台，22为一级驱动机构，23为旋转驱动装置，24为二级伸缩装置，25为三级旋转轴，26为末端旋转轴，27为定位底座， 28为定位销，29为备用定位销，30为定位系统单元末端标定球，31为白车身位置检测装置，32为转运小车滑橇，33为转运夹具，34为滚床举升电机，35为滚床举升传动轴，36为举升装置，37为导轨摩擦轮，38为导轨摩擦轮驱动电机，39为导向装置， 40为滑橇水平位置传感器，41为举升装置垂直位置传感器，42为测量系统标定球。

具体实施方式

下面结合附图并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，实施方式只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制发明的范围。

如图1所示，白车身在线检测智能定位系统，包括白车身信息识别装置1、智能定位系统单元2、白车身举升传输机构3、在线检测机器人4、智能定位系统电子控制单元(ECU)5，其中白车身信息识别装置1固定在检测线来车方向的端部，实现对白车身信息的检测识别，并将白车身信息传递给智能定位系统电子控制单元ECU5；白车身举升传输机构3位于检测线白车身转运通道上，通过对白车身举升传输机构3的垂直运动和导轨摩擦轮运动的控制，实现对白车身的举升和转运；智能定位系统单元2分布在检测线白车身转运通道的两边，可实现对白车身的检测定位；在线检测机器人4分布在检测线的最外围，可实现对白车身的测量及智能定位系统单元2定位位置的标定；智能定位系统电子控制单元ECU5通过信号的传递实现对智能定位系统单元2的定位位置的控制、白车身举升传输机构3的举升传输控制、以及在线检测机器人4的检测控制。

如图1、图2、图3和图4所示，智能定位系统单元2，包括钢结构支架6、电驱动平台7、四自由度运动机构8、定位装置9，其中钢结构支架6固定在地基上，支撑起整个单元结构；电驱动平台7由平台驱动电机12、平台齿条13、与钢结构支架6固结在一起的平台水平位移传感器14、滑动导轨15、位于滑动导轨15 上的运动托板16、与运动托板16固结并可在滑动导轨15上滑行的电永磁吸盘定位块17、以及固定在钢结构支架6上的电驱动平台限位块18和电驱动平台限位块 18旁边的缓冲阻尼器19组成，平台驱动电机12通过齿轮旋转驱动平台齿条13运动可以带动与其相连的运动托板16在滑动导轨15上沿x轴水平运动，平台水平位移传感器14将电驱动平台7的位置传给智能定位系统电子控制单元ECU5，通过误差反馈控制可以实现对电驱动平台7的位置控制，以及实现对智能定位系统单元2的四自由度运动机构8末端定位补偿；四自由度运动机构8由固定在运动托板16上的四自由度运动机构的底座20、一级运动平台21、固定在底座20上的一级驱动机构22、一级运动平台21上的旋转驱动装置23、与旋转驱动装置23相连的二级伸缩装置24、三级旋转轴25、末端旋转轴26组成，一级驱动机构22带动一级运动平台21在底座20上沿y向运动，二级伸缩装置24可以实现z向的伸缩运动，旋转驱动装置23可以带动三级旋转轴25绕轴旋转，末端旋转轴26可以在轴内电机驱动下绕z轴旋转；定位装置9由固定在末端旋转轴26上的定位底座 27，定位底座27上的定位销28和备用定位销29，固定在定位底座27上的定位系统单元末端标定球30，以及固定在定位底座27上的白车身位置检测装置31组成。

如图1所示，白车身举升传输机构3，包括滚床机构、白车身转运小车 11，其中白车身转运小车11由转运小车滑橇32、固结在转运小车滑橇32上的转运夹具33构成；滚床机构由固结在滚床底部的滚床举升电机34、与滚床举升电机 34相联的滚床举升传动轴35、与滚床举升传动轴35相联的举升装置36、位于滚床上层的导轨摩擦轮37、与导轨摩擦轮37通过皮带相联的导轨摩擦轮驱动电机 38、与滚床上下层相联的导向装置39、位于滚床上层的滑橇水平位置传感器40、位于滚床下层的举升装置垂直位置传感器41组成，滚床举升电机34通过相联的滚床举升传动轴35带动举升装置36运动实现滚床机构的上下运动，导轨摩擦轮驱动电机38带动导轨摩擦轮37旋转，可实现对转运小车滑橇32的举升和转运，从而实现对白车身的举升和转移。

白车身在线检测智能定位系统定位过程为：初始位置时，白车身举升传输机构3的滚床机构位于最高点，智能定位系统单元2位于远离滚床的初始位置，白车身转运小车11带着白车身从上一工位向测量工位流转，当经过位于检测线来车方向端部的白车身信息识别装置1时，白车身信息识别装置1对白车身信息进行识别，并将白车身信息发送至智能定位系统电子控制单元ECU5；接着智能定位系统电子控制单元ECU5控制滚床机构上的导轨摩擦轮驱动电机38运转，通过皮带轮驱动导轨摩擦轮37旋转，导轨摩擦轮37带动流转到测量工位的白车身转运小车11的转运小车滑橇32运动到测量位置并触发白车身转运小车11的滑橇水平位置传感器40；随后智能定位系统电子控制单元ECU5控制导轨摩擦轮驱动电机38停止运转，并控制智能定位系统单元2的平台驱动电机12接通，带动平台齿条13 沿x方向运动，从而推动运动托板16沿滑动导轨15向滚床靠近，从而将位于运动托板16上的四自由度运动机构8运送至白车身下方，同时四自由度运动机构8 运转将位于末端的定位装置9上的定位销28运动至指定位置，然后位于运动托板 16两端的电永磁吸盘定位块17接通，将整个智能定位系统单元2限定在滑动导轨 15上，以保证整个智能定位系统单元2的x向定位精度；随后白车身位置检测装置31启动，检测白车身是否在正确位置；若不在正确位置，系统发出报警并停机检查；若在正确位置，则智能定位系统电子控制单元ECU5随后控制滚床举升电机34运转，通过相联的滚床举升传动轴35带动举升装置36向下运动，将滚床机构落下至最低点，从而将白车身与滚床机构脱离，并降落至智能定位系统单元2 上的定位销28上，从而实现对白车身测量的定位；随后智能定位系统电子控制单元ECU5控制在线检测机器人4运转，在线检测机器人4位姿控制器控制机器人末端的扫描测量仪的测量位置，从而实现对白车身的测量，待测量完成后，在线检测机器人4回至初始位置；随后智能定位系统电子控制单元ECU5控制滚床举升电机34运转，将滚床机构举升至最高点，从而将白车身举起脱离定位夹具，并触发举升装置垂直位置传感器41，随后智能定位系统电子控制单元ECU5控制智能定位系统单元2的平台驱动电机12接通，带动平台齿条13运动推动运动托板 16沿滑动导轨15回至初始位置，四自由度运动机构8运转至初始位置；接着智能定位系统电子控制单元ECU5控制滚床机构上的导轨摩擦轮驱动电机38运转，通过带轮驱动导轨摩擦轮37旋转，导轨摩擦轮37带动白车身转运小车11的转运小车滑橇32离开测量位置。

白车身在线检测智能定位系统的定位智能转换过程为：当需要测量的白车身经过位于检测线来车方向端部的白车身信息识别装置1时，白车身信息识别装置1 对白车身信息进行识别，并将白车身信息发送至智能定位系统电子控制单元 ECU5，智能定位系统电子控制单元ECU5根据收到的白车身类型信息，通过对控制库的检索，寻找到对应的定位控制策略；随后智能定位系统电子控制单元ECU5 将白车身类型信息发送至在线检测机器人4，在线检测机器人4调出相应的检测位置控制策略实现对白车身的自适应检测；同时，智能定位系统电子控制单元ECU5 将依照对应的定位控制策略，控制智能定位系统单元2运动到达符合白车身类型的定位位置，实现白车身在线检测智能定位系统定位的柔性重定位与智能转换。

白车身在线检测智能定位系统的智能定位重构及标定过程为：当在线检测线需要增加新车型检测需求时，将车型信息及定位点的坐标要求发送给智能定位系统电子控制单元ECU5，智能定位系统电子控制单元ECU5首先依据新车型的定位点要求转化为每一个智能定位系统单元2上的定位销28的位置，并依照定位销28 的位置规划出智能定位系统单元2的四自由度运动机构8位姿控制策略以及电驱动平台7上平台驱动电机12的位置控制策略；然后智能定位系统电子控制单元 ECU5依照平台驱动电机12的位置控制策略控制平台驱动电机12运动，将运动托板16沿x轴运动到指定位置，随后平台水平位移传感器14将电驱动平台7的位置传给智能定位系统电子控制单元ECU5，智能定位系统电子控制单元ECU5一方面通过误差反馈控制实现对电驱动平台7的位置补偿控制，另一方面依据电驱动平台7的位移误差和四自由度运动机构8位姿控制策略，制定出新的四自由度运动机构8位姿补偿控制策略；然后智能定位系统电子控制单元ECU5依照四自由度运动机构8位姿补偿控制策略控制四自由度运动机构8的位姿，将四自由度运动机构8末端的定位装置9运动到指定位置；接着智能定位系统电子控制单元 ECU5控制在线检测机器人4对智能定位系统单元2末端上的末端标定球30进行测量，并将测量的位置信息发送给智能定位系统电子控制单元ECU5，智能定位系统电子控制单元ECU5依照位置信息进行反馈控制，控制平台驱动电机12和四自由度运动机构8的位姿，直到智能定位系统单元2末端上的末端标定球30到达指定位置，即定位销28的位置到达指定位置；由此实现整个定位系统的智能定位重构及标定过程。

白车身在线检测智能定位系统的定位智能标定过程为：当在线检测线运转一段时间后，定位销28位置发生微小变动后，需要对定位系统进行标定，其过程为，首先智能定位系统电子控制单元ECU5控制在线检测机器人4对测量系统标定球42进行测量，并依照测量结果进行测量系统自身的补偿标定；然后智能定位系统电子控制单元ECU5控制在线检测机器人4对智能定位系统单元2末端上的末端标定球30进行测量，并将测量的位置信息发送给智能定位系统电子控制单元 ECU5，智能定位系统电子控制单元ECU5依照位置信息进行反馈控制，控制平台驱动电机12位移和四自由度运动机构8的位姿进行微小的调整，保证末端标定球 30的位置精度，实现对智能定位系统单元2定位位置的标定；由此实现整个白车身在线检测智能定位系统的定位智能标定，保证定位系统的定位精度及可靠性。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种白车身在线检测定位系统，其特征在于，包括白车身信息识别装置(1)、智能定位系统单元(2)、白车身举升传输机构(3)、在线检测机器人(4)、智能定位系统电子控制单元ECU(5)；

所述白车身信息识别装置(1)固定在检测线来车方向的端部，用于检测识别白车身信息，将白车身信息传递给所述智能定位系统电子控制单元ECU(5)；

所述白车身举升传输机构(3)位于检测线白车身转运通道上，用于举升和转运白车身；

所述智能定位系统单元(2)分布在所述检测线白车身转运通道的两边，用于对白车身进行检测定位；

所述在线检测机器人(4)分布在所述检测线的最外围，用于对白车身进行测量及标定所述智能定位系统单元(2)的定位位置；

所述智能定位系统电子控制单元ECU(5)通过信号的传递实现对所述智能定位系统单元(2)的定位位置的控制，所述白车身举升传输机构(3)的举升传输控制，以及所述在线检测机器人(4)的检测控制。

2.如权利要求1所述的一种白车身在线检测定位系统，其特征在于，所述智能定位系统单元(2)包括钢结构支架(6)、电驱动平台(7)、四自由度运动机构(8)和定位装置(9)；

所述钢结构支架(6)固定在地基上，用于支撑所述智能定位系统单元(2)；

所述电驱动平台(7)包括平台驱动电机(12)、平台齿条(13)、固结在所述钢结构支架(6)上的平台水平位移传感器(14)、滑动导轨(15)、位于滑动导轨(15)上的运动托板(16)、与运动托板(16)固结并可在滑动导轨(15)上滑行的电永磁吸盘定位块(17)、固定在所述钢结构支架(6)上的电驱动平台限位块(18)和固定在所述电驱动平台限位块(18)一侧的缓冲阻尼器(19)；

所述四自由度运动机构(8)包括固定在所述运动托板(16)上的四自由度运动机构的底座(20)、一级运动平台(21)、固定在所述底座(20)上的一级驱动机构(22)、固定在所述一级运动平台(21)上的旋转驱动装置(23)、与所述旋转驱动装置(23)相连的二级伸缩装置(24)、三级旋转轴(25)和末端旋转轴(26)；所述一级驱动机构(22)带动所述一级运动平台(21)在所述底座(20)上沿Y轴运动，所述二级伸缩装置(24)能够在Z轴方向伸缩运动，所述旋转驱动装置(23)能够带动所述三级旋转轴(25)绕轴旋转，所述末端旋转轴(26)能够在轴内电机驱动下绕Z轴方向旋转。

3.如权利要求2所述的一种白车身在线检测定位系统，其特征在于，所述平台驱动电机(12)通过齿轮旋转驱动所述平台齿条(13)运动从而带动与其相连的运动托板(16)在滑动导轨(15)上沿X轴水平运动；所述平台水平位移传感器(14)被设置为将所述电驱动平台(7)的位置信息传给所述智能定位系统电子控制单元ECU(5)。

4.如权利要求2所述的一种白车身在线检测定位系统，其特征在于，所述定位装置(9)包括固定在所述末端旋转轴(26)上的定位底座(27)、所述定位底座(27)上的定位销(28)和备用定位销(29)、固定在所述定位底座(27)上的定位系统单元末端标定球(30)，以及固定在所述定位底座(27)上的白车身位置检测装置(31)。

5.如权利要求1所述的一种白车身在线检测定位系统，其特征在于，所述白车身举升传输机构(3)包括滚床机构、白车身转运小车(11)；所述白车身转运小车(11)包括转运小车滑橇(32)、固结在所述转运小车滑橇(32)上的转运夹具(33)；

所述滚床机构包括固结在滚床底部的滚床举升电机(34)、与所述滚床举升电机(34)相连的滚床举升传动轴(35)、与所述滚床举升传动轴(35)相连的举升装置(36)、位于滚床上层的导轨摩擦轮(37)、与所述导轨摩擦轮(37)通过皮带相连的导轨摩擦轮驱动电机(38)、与滚床上下层相连的导向装置(39)、位于滚床上层的滑橇水平位置传感器(40)、位于滚床下层的举升装置垂直位置传感器(41)；

所述滚床举升电机(34)通过相连的所述滚床举升传动轴(35)带动所述举升装置(36)运动实现所述滚床机构的上下运动，所述导轨摩擦轮驱动电机(38)带动所述导轨摩擦轮(37)旋转，从而实现对所述转运小车滑橇(32)的举升和转运。

6.如权利要求1-5任一项所述的白车身在线检测定位系统的运转方法，其特征在于，包括如下步骤，

步骤一，初始位置时，白车身举升传输机构(3)的滚床机构位于最高点，智能定位系统单元(2)位于远离滚床的初始位置，白车身转运小车(11)带着白车身从上一工位向测量工位流转，当经过位于检测线来车方向端部的白车身信息识别装置(1)时，白车身信息识别装置(1)对白车身信息进行识别，并将白车身信息发送至智能定位系统电子控制单元ECU(5)；接着智能定位系统电子控制单元ECU(5)控制滚床机构上的导轨摩擦轮驱动电机(38)运转，并通过皮带轮驱动导轨摩擦轮(37)旋转，导轨摩擦轮(37)带动流转到测量工位的白车身转运小车(11)的转运小车滑橇运动到测量位置并触发转运小车的滑橇水平位置传感器；

步骤二，智能定位系统电子控制单元ECU(5)控制导轨摩擦轮驱动电机(38)停止运转，并控制智能定位系统单元(2)的平台驱动电机(12)接通，带动平台齿条(13)沿x方向运动，从而推动运动托板(16)沿滑动导轨(15)向滚床靠近，从而将位于运动托板(16)上的四自由度运动机构(8)运送至白车身下方，同时四自由度运动机构(8)运转将位于末端的定位装置(9)上的定位销(28)运动至指定位置，然后位于运动托板(16)两端的电永磁吸盘定位块(17)接通，将整个智能定位系统单元(2)限定在滑动导轨(15)上，以保证整个智能定位系统单元(2)的x向定位精度；

步骤三，白车身位置检测装置(31)启动，检测白车身是否在正确位置；若不在正确位置，系统发出报警并停机检查；若在正确位置，则智能定位系统电子控制单元ECU(5)控制滚床举升电机(34)运转，通过相连的滚床举升传动轴(35)带动举升装置(36)向下运动，将滚床机构落下至最低点，从而将白车身与滚床机构脱离，并降落至智能定位系统单元(2)上的定位销(28)上，从而实现对白车身测量的定位；

步骤四，智能定位系统电子控制单元ECU(5)控制在线检测机器人(4)运转，在线检测机器人(4)位姿控制器控制机器人末端的扫描测量仪的测量位置，从而实现对白车身的测量；

步骤五，待测量完成后，在线检测机器人(4)回至初始位置；随后智能定位系统电子控制单元ECU(5)控制滚床举升电机(34)运转，将滚床机构举升至最高点，从而将白车身举起脱离定位夹具，并触发举升装置垂直位置传感器(41)，随后智能定位系统电子控制单元ECU(5)控制智能定位系统单元(2)的平台驱动电机(12)接通，带动平台齿条(13)运动推动运动托板(16)沿滑动导轨(15)回至初始位置，四自由度运动机构(8)运转至初始位置；接着智能定位系统电子控制单元ECU(5)控制滚床机构上的导轨摩擦轮驱动电机(38)运转，通过带轮驱动导轨摩擦轮(37)旋转，导轨摩擦轮(37)带动白车身转运小车(11)的转运小车滑橇(32)离开测量位置。

7.如权利要求6所述的白车身在线检测定位系统的运转方法，其特征在于，当需要测量的白车身经过位于检测线来车方向端部的白车身信息识别装置(1)时，白车身信息识别装置(1)对白车身信息进行识别，并将白车身信息发送至智能定位系统电子控制单元ECU(5)，智能定位系统电子控制单元ECU(5)根据收到的白车身类型信息，通过对控制库的检索，寻找到对应的定位控制策略；随后智能定位系统电子控制单元ECU(5)将白车身类型信息发送至在线检测机器人(4)，在线检测机器人(4)调出相应的检测位置控制策略实现对白车身的自适应检测；同时，智能定位系统电子控制单元ECU(5)将依照对应的定位控制策略，控制智能定位系统单元(2)运动到达符合白车身类型的定位位置，实现白车身在线检测智能定位系统定位的柔性重定位与智能转换。

8.如权利要求6所述的白车身在线检测定位系统的运转方法，其特征在于，当在线检测线需要增加新车型检测需求时，将车型信息及定位点的坐标要求发送给智能定位系统电子控制单元ECU(5)，智能定位系统电子控制单元ECU(5)首先依据新车型的定位点要求转化为每一个智能定位系统单元(2)上的定位销(28)的位置，并依照定位销(28)的位置规划出智能定位系统单元(2)的四自由度运动机构(8)位姿控制策略以及电驱动平台(7)上平台驱动电机(12)的位置控制策略；然后智能定位系统电子控制单元ECU(5)依照平台驱动电机(12)的位置控制策略控制平台驱动电机(12)运动，将运动托板(16)沿x轴运动到指定位置，随后平台水平位移传感器(14)将电驱动平台(7)的位置传给智能定位系统电子控制单元ECU(5)，智能定位系统电子控制单元ECU(5)一方面通过误差反馈控制实现对电驱动平台(7)的位置补偿控制，另一方面依据电驱动平台(7)的位移误差和四自由度运动机构(8)位姿控制策略，制定出新的四自由度运动机构(8)位姿补偿控制策略；然后智能定位系统电子控制单元ECU(5)依照四自由度运动机构(8)位姿补偿控制策略控制四自由度运动机构(8)的位姿，将四自由度运动机构(8)末端的定位装置(9)运动到指定位置；接着智能定位系统电子控制单元ECU(5)控制在线检测机器人(4)对智能定位系统单元(2)末端上的末端标定球(30)进行测量，并将测量的位置信息发送给智能定位系统电子控制单元ECU(5)，智能定位系统电子控制单元ECU(5)依照位置信息进行反馈控制，控制平台驱动电机(12)和四自由度运动机构(8)的位姿，直到智能定位系统单元(2)末端上的末端标定球(30)到达指定位置，即定位销(28)的位置到达指定位置；由此实现整个定位系统的智能定位重构及标定过程。

9.如权利要求6所述的白车身在线检测定位系统的运转方法，其特征在于，当在线检测线运转一段时间后，定位销(28)位置发生微小变动后，需要对定位系统进行标定，其过程为，首先智能定位系统电子控制单元ECU(5)控制在线检测机器人(4)对测量系统标定球(42)进行测量，并依照测量结果进行测量系统自身的补偿标定；然后智能定位系统电子控制单元ECU(5)控制在线检测机器人(4)对智能定位系统单元(2)末端上的末端标定球(30)进行测量，并将测量的位置信息发送给智能定位系统电子控制单元ECU(5)，智能定位系统电子控制单元ECU(5)依照位置信息进行反馈控制，控制平台驱动电机(12)位移和四自由度运动机构(8)的位姿进行微小的调整，保证末端标定球(30)的位置精度，实现对智能定位系统单元(2)定位位置的标定；由此实现整个白车身在线检测智能定位系统的定位智能标定，保证定位系统的定位精度及可靠性。