CN108238128A - 开闭构件与车身开口的对准的验证系统 - Google Patents

开闭构件与车身开口的对准的验证系统 Download PDF

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Abstract

本公开涉及开闭构件与车身开口的对准的验证系统。公开了一种用于验证车门与由车辆车身子组件限定的车门开口的对准的方法。多组双路传感器和四路传感器被用于对特征或孔的位置(包括车身/侧部上的主孔位置)进行定位。其它双路传感器和四路传感器被用于在车门被组装到车身/侧部上之前对车门上的车门悬挂固定装置的销的位置进行定位。在车门被组装到车身/侧部上之后，双路传感器和四路传感器对安装后的车门上的特征或孔的位置进行定位，并且将它们与先前测量的主位置进行比较。

Description

开闭构件与车身开口的对准的验证系统
技术领域
本公开涉及一种用于在组装操作中验证开闭构件(诸如，车辆的车门、行李箱盖或舱背门)与车身开口的对准的系统。
背景技术
在车辆组装操作中，车门被组装到白车身(Body In White，BIW)组件的车身/侧部子组件上。随着部件被组装到BIW组件上，将BIW组件在托盘上沿车身组装线移动。车门被单独组装，并且在将车门组装到由BIW组件限定的车门开口之前，车门被放置在车门悬挂固定装置(door hanging fixture)上。组装过程通常基于后车身基线而被建立，从后部开始公差叠加。当然，车身可从前部到后部进行构建，但是这不是正常的情况。例如，四车门车辆的后车门被用于设置前车门，并且在前车门之前被组装到车身上，在前车门被组装到车身上之后前翼子板被组装到车身上。
前车门和后车门与它们各自的车门开口的配合非常重要，并且不符合设计规格可导致“吱吱嘎嘎”声、风噪声、漏水、车门开启和关闭费力以及灰尘累积。不符合设计规格会增加针对废料的材料成本，并且会导致用于产品返工、组装线故障时间以及增加的质量控制审核的劳动力成本增加。
本公开旨在解决上述问题以及如下面概括的其它问题。
发明内容
根据本公开的一个方面，一种车门组装方法包括：在车身/侧部X/Z平面上测量至少两个车身/侧部位置；在车门X/Z平面上测量在车门悬挂固定装置上的至少两个车门的位置；将车门组装到车身/侧部上；在车门X/Z平面上测量组装之后的所述至少两个车门的位置；在监测器上显示一组测量值。在本公开中，“X”表示车辆纵向方向，“Y”表示车辆横向方向，并且“Z”表示车辆竖直方向。因此，X/Z平面表示纵向/竖直平面。
根据本公开的另一方面，公开了一种方法，所述方法通过以下操作开始：感测车身/侧部上的参考特征R1的竖直尺寸和参考特征R2的纵向/竖直尺寸，以建立实际基线纵向/竖直平面。固定装置上的车门的参考特征R3的竖直尺寸和参考特征R4的纵向/竖直尺寸相对于设计基线纵向/竖直平面被感测。随后将车门固定到车身/侧部上，并且利用参考特征R3和参考特征R4相对于正在使用的设计纵向/竖直基线的尺寸调整车门，以将车门与实际纵向/竖直基线更加接近地对准。
根据本公开的其它方面，所述方法还可包括：将实际基线纵向/竖直平面传送到空间对准验证系统的控制器，并将参考特征R3的竖直尺寸和参考特征R4的纵向/竖直尺寸传送到空间对准验证系统的控制器。随后将参考特征R3的竖直尺寸以及参考特征R4的纵向/竖直尺寸与实际基线纵向/竖直平面进行比较，以确定第一组偏差，并且基于所述第一组偏差通过控制器产生状态信号。所述方法还可包括：响应于从控制器接收到状态信号，在监测器上显示第一组偏差的表示。
所述方法还可包括：感测第二固定装置上的第二车门的参考特征R5相对于设计基线纵向/竖直平面的竖直尺寸，感测第二固定装置上的第二车门的参考特征R6相对于设计基线纵向/竖直平面的纵向/竖直尺寸，并且将第二车门固定到车身/侧部，其中，参考特征R5和参考特征R6相对于设计基线纵向/竖直基线的尺寸朝向实际纵向/竖直基线被调整。
所述方法还可包括以下步骤：将实际基线纵向/竖直平面传送到空间对准验证系统的控制器，并将参考特征R5的竖直尺寸和参考特征R6的纵向/竖直尺寸传送到空间对准验证系统的控制器。可将参考特征R5的竖直尺寸以及参考特征R6的纵向/竖直尺寸与实际基线纵向/竖直平面进行比较，以确定第二组偏差，并且基于所述第二组偏差通过控制器产生状态信号。所述方法还可包括：响应于从控制器接收到状态信号，在监测器上显示第二组偏差的表示。
根据本公开的另一方面，公开了一种方法，所述方法包括：利用双路传感器对设置在托盘上的车辆车身子组件上的第一孔进行感测，利用四路传感器对设置在托盘上的车辆车身子组件上的第二孔进行感测。随后利用双路传感器对固定装置上的第一销的位置进行感测，利用四路传感器对所述固定装置上的第二销的位置进行感测，在所述固定装置上设置有车门。随后将第一孔与第一销的位置进行关联，将第二孔与第二销的位置进行关联。随后将车门组装到车辆车身子组件上。在第一孔和第二孔没有在相对于第一销的位置和第二销的位置的预定公差内的情况下，在站内监测器处产生警告信号，以启用立即纠正动作。
所述方法还可包括：将第一孔和第二孔以及第一销的位置和第二销的位置传送到组装站监测器，组装站监测器将第一孔和第二孔以及第一销的位置和第二销的位置与X/Z设计目的零线进行比较以及与X设计目的零线进行比较。随后在第一孔和第二孔的位置以及第一销的位置和第二销的位置没有在与设计目的零线相比较时的预定公差内的情况下，产生警告信号。
所述方法还可包括：利用双路传感器感测第二车门悬挂固定装置上的第三销的位置，利用四路传感器感测第二车门悬挂固定装置上的第四销的位置，所述第二车门悬挂固定装置上设置有第二车门，随后将第一孔与第三销的位置进行关联，将第二孔与第四销位置进行关联。将第二车门组装到车辆车身子组件上，并且在第一孔和第二孔没有在相对于设计目的零线的预定公差内的情况下，产生警告信号，以启用立即纠正动作。
可选地，所述方法还可包括：利用双路传感器对第二固定装置上的第二车门上的第三销的位置进行定位，利用四路传感器对第二固定装置上的第二车门上的第四销的位置进行定位。随后可将第三销的位置以及第四销的位置与基于CAD数据计算的设计目的零线进行关联。将第二车门组装到车辆车身子组件上，并且在第三销的位置和第四销的位置没有在与设计目的零线相比较时的预定公差内的情况下，产生所述警告信号。
所述方法还可包括：与空间产品监测系统通信，空间产品监测系统将第三销的位置和第四销的位置以及第一孔和第二孔与X/Z设计目的零线进行比较以及与X设计目的零线进行比较。在第三销的位置和第四销的位置以及第一孔和第二孔没有在与设计目的零线相比较时的预定公差内的情况下，产生警告信号。
下面将参照附图描述本公开的上述方面和其它方面。
附图说明
图1是包括用于安装和验证后车门和前车门的位置的车门安装步骤的部分处理流程图，后车门和前车门被安装在车辆车身子组件中的开口中。
图2是由双路机器视觉传感器和四路机器视觉传感器测量的右手边车身/侧部的透视图。
图3是由双路机器视觉传感器和四路机器视觉传感器测量的设置在后车门悬挂固定装置上的右后车门的透视图。
图4是在安装右后车门之后由双路机器视觉传感器和四路机器视觉传感器测量的右手边车身/侧部的透视图。
图5是由双路机器视觉传感器和四路机器视觉传感器测量的设置在前车门悬挂固定装置上的右前车门的透视图。
图6是在安装右后车门和右前车门之后由双路机器视觉传感器和四路机器视觉传感器测量的右手边车身/侧部的透视图。
具体实施方式
参照附图公开了示出的实施例。然而，将理解的是，所公开的实施例意在仅仅是可采用各种和替代的形式实施的示例。附图不必按比例绘制，一些特征可被夸大或最小化，以示出特定组件的细节。公开的具体结构和功能细节将不被解释为具有限制性，而作为用于教导本领域技术人员如何实践公开的构思的代表性基础。
参照图1，处理流程图通常由参考标号10来表示。处理流程图10示出了用于车辆组装过程的空间对准验证系统的操作的一个示例。处理流程图10在12处在开闭构件组装线(closure line)的开始处开始，四路传感器测量车辆的车身/侧部的参考特征的高度(Z方向)和纵向位置(X方向)，在这种情况下，A柱中的孔被称作主孔位置。双路传感器测量与主孔位置分隔开的车身/侧部上的参考特征的高度，在这种情况下，在后车门开口下方的C柱附近的孔被称作防旋转孔位置。主孔位置和防旋转孔位置建立基线平面或X/Z平面。在左手边车身/侧部和后手边车身/侧部上均选择主孔位置。在12处，双路主孔位置和四路主孔位置由机器视觉传感器测量，机器视觉传感器利用激光对参考特征(诸如，车身/侧部子组件上的孔)进行定位。在14处，双路主孔和四路主孔可被传送到控制器，以识别车身/侧部上的主孔和防旋转孔的位置，所述主孔和防旋转孔的位置被提供给空间对准验证系统26。
参照图2，示出了执行先前的步骤12和14的组装站的示例。车身/侧部通常由参考标号16来表示。在该组装站处，安装在该组装站的双路机器视觉传感器18被用于确定例如C柱附近的在后车门开口下方的孔20(R1)相对于组装站的实际位置。安装在组装站的四路机器视觉传感器22被用于确定在A柱的中间位置处的孔24(R2)相对于组装站的实际位置，所述实际位置被选择作为主位置。孔20和孔24的相对位置的测量建立实际的X零线和实际的X/Z零线(bs轴)。X零线和X/Z零线一起建立车身/侧部的X/Z平面，所述X/Z平面是用于车门安装的基线。虚线X示出X零线。虚线X/Z示出X和Z零线。
来自车辆的计算机辅助设计(CAD)数据的数学数据被用于创建X设计目的零线和从后摇臂孔20延伸到A柱中间位置24的X/Z设计目的零线。主孔是A柱中间位置的孔24，并且如将在下面描述地被用作被组装的车门和车身/侧部16的所有测量的基础。将实际的X零线和实际的X/Z零线与X设计目的零线和X/Z设计目的零线进行比较，以确定在X/Z平面上车身/侧部的位置与设计目的位置的偏差。
返回参照图1，主孔24的精确测量值在14被提供给空间对准验证系统26，被用于在44进行未来参照。当将后车门32设置在后车门固定装置34上的销上时，在30执行后车门32的精确传感器测量，其中，所述销被容纳在车门内板中的开口或孔中。两个销的位置通过四路机器视觉传感器和双路机器视觉传感器(诸如，CognexTM机器视觉相机或传感器)被测量，所述四路机器视觉传感器和双路机器视觉传感器测量从固定装置上的销到传感器位置的距离，所述四路机器视觉传感器和双路机器视觉传感器以预定角度被设置以监测销的位置。针对不同的车门样式或车辆车身样式，销在不同位置处附连至固定装置。销的位置可利用垫片进行调节或者以其它方式进行调节，以被安装到车门内板中的开口中。车门内板中的孔的位置可由于由部件和组装差异所引起的车门构建公差而不同。为了补偿所述差异，固定装置上的销可被垫起，以使销与车门内板中的孔对准。
参照图3，后车门32被示出为与后车门悬挂固定装置34分隔开。双路机器视觉传感器36附连至后车门悬挂固定装置34，以测量距第一销38(R3)的距离。双路机器视觉传感器36聚焦第一销38的位置。四路机器视觉传感器40也附连至后车门悬挂固定装置34，并且朝向第二销42(R4)。四路机器视觉传感器40测量距第二销42的距离，并且提供后车门32相对于后车门悬挂固定装置34的精确的X/Z位置。销38和42可被垫起或者以其它方式调节到受限的程度，以被后车门32容纳。销被容纳在后车门32的内板中形成的孔中，但被允许移动以适应于后车门32中的孔的位置的偏差。
返回参照图1，在44，传感器36和40将信息提供给空间对准验证系统26。系统26提供显示在视觉监测器上或者可被用于产生听觉警报信号的测量数据。视觉或音频警告被提供以在组装线上开始立即纠正动作，以利用垫片或者通过调节铰链连接调节车门相对于车身/侧部中的车门开口的位置。在后车门悬挂步骤48，在后车门32上测量参考特征位置(诸如，孔)。后车门32(在图3中被示出)被悬挂在车身/侧部16上，并且在50，四路传感器和双路传感器在两个孔位置处精确地测量后车门相对于车身/侧部的位置。通过将由相应的四路机器视觉传感器和双路机器视觉传感器测量的在后车门32和车身/侧部16上的孔的位置与所述孔的位置的设计位置进行比较，来确定测量值差量(delta measurement)。
参照图4，后车门32被示出为附连至车身/侧部16。双路机器视觉传感器52对后车门32中的把手凹入位置54(R5)进行定位。四路机器视觉传感器56对车辆的腰线处的B柱孔58(R6)进行定位。与CAD数据线D2相对应的线d2位于孔54和孔58的测量位置之间，孔54和孔58与位于X设计目的零线和X/Z设计目的零线的交叉点处的主孔24进行比较。空间对准验证系统26对数据进行比较。在48在车门固定装置处获得的孔的位置的测量值可与在50获得的测量值进行比较，以确定后车门32或车身/侧部16的差异是否是任何测量偏差的原因。
参照图1和图5，在60，机器视觉传感器利用四路传感器和双路传感器来测量在前车门固定装置66上的两个销的位置。如在图5中示出的，前车门64被示出为邻近前车门悬挂固定装置66，前车门悬挂固定装置66包括双路机器视觉传感器68。双路机器视觉传感器68被有角度地定向以对设置在前车门悬挂固定装置66上的第三销70进行聚焦，并测量从双路机器视觉传感器68到第三销70的距离。四路机器视觉传感器72被有角度地定向以对第四销74进行聚焦，并测量四路机器视觉传感器72与第四销74之间的距离。
参照图1，在78，在前车门固定装置66中感测的四路销位置和双路销位置向空间对准验证系统26提供位置数据。在前车门悬挂步骤80，四路机器视觉传感器和双路机器视觉传感器在前车门被组装到车身/侧部上之后对前车门上的参考特征或孔的位置进行定位。在82，基于由四路传感器和双路传感器得到的参考特征的实际位置来确定针对前车门的测量值差量，并且所述测量值差量与上面在14确定的车身/侧部的四路主孔和双路主孔相关联。
参照图6，双路机器视觉传感器84对把手凹入孔86进行聚焦，并测量双路机器视觉传感器84与把手凹入孔86之间的距离。四路机器视觉传感器88对外后视镜孔90进行聚焦，并测量四路机器视觉传感器88与外后视镜孔90之间的距离。把手凹入孔86和外后视镜孔90的位置被精确地确定并且与主孔24相关联。把手凹入孔特征86和外饰孔90的高度由虚线X1和X2来表示。虚线X1和X2从在12确定的实际X/Z零线开始被测量。
参照图1，四路和双路的前车门相对于车身/侧部主孔的测量值差量被提供给空间产品监测系统26，并且进而被提供给附图6中的站内监测器94。后车门32和前车门64相对于车身/侧部16的精确位置被提供给空间产品监测系统26。如果车门被组装到车身/侧部上时超出公差，则站内监测器94向操作者提供用于采取纠正动作的信息。例如，监测器可使用彩色编码系统来显示文本或图形消息，其中，红色代表主要容许偏差，黄色代表边界线或者超出公差的中等水平状况，或者，绿色代表不容许状况(in-tolerance condition)。当然，颜色是任意的，并且可选择指示公差符合程度的其它方法。其它视觉或音频信号可被产生以指示车门和车门组装的公差状态。
如果后车门32和前车门64被手动设置，则监测器提供反馈以用于手动调整。如果提供自动化车门悬挂工具或机器人车门悬挂工具，则可使用各个销或孔相对于主孔的测量值差量来修正机器人的安装操作，以纠正后车门32或前车门64的任何不对准。
与距离测量结合的机器视觉传感器的角度定向精确地确定了后车门32和前车门64相对于车身/侧部16的位置。在机器人系统中，与孔和销的位置有关的数据可被用于通过控制机器人系统的伺服马达来纠正安装机器人的位置。
X设计目的零线和X/Z设计目的零线由控制器基于来自车辆设计CAD文件的数学数据进行计算。X/Z设计目的零线通过测量车身/侧部16上的两个位置而被创建，在上面的示例中，所述两个位置是后摇臂孔20和A柱中间孔24。与设计目的零线的比较提供了每个车身/侧部16上的单一位置，在后车门32和前车门64上感测到的所有位置被精确地定位和分隔开。
空间对准验证系统26不仅仅向站内监测器提供信息，还可向工厂员工和部件提供商提供相同的信息，工厂员工和部件提供商可在远程位置处立即检查或查看位置数据。可由安装者利用相对于三维轴线的信息立即做出空间调整，所述信息由站内监测器提供给组装线上的制造工程师。在操作92，部件提供商可在随后的日期对位置数据进行检查，以在车身/侧部或车门的设计中采取长远纠正动作。
以上描述的实施例是具体示例，所述具体示例未描述本公开的所有可能形式。示出的实施例的特征可被组合，以形成公开的构思的进一步的实施例。说明书中使用的词语为描述性词语而非限制性词语。权利要求的范围比具体公开的实施例更宽，并且还包括示出的实施例的变型。

Claims (21)

1.一种方法，包括：
感测车身/侧部上的特征R1相对于特征R2的X/Z位置的X/Z位置，以建立延伸通过特征R1和特征R2的bs轴；
感测固定装置上的车门的特征R3的X/Z位置和特征R4的X/Z位置，以建立相对于设计轴D的d轴；
将车门固定到车身/侧部上；
感测安装在车身/侧部上的车门的特征R3的X/Z位置和特征R4的X/Z位置，并且确定特征R4的X/Z位置与特征R2的X尺寸之间的差以及bs轴。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：
将特征R4的X/Z位置与特征R2的X尺寸之间的差以及bs轴传送到空间对准验证系统的控制器；
基于所述差通过所述控制器产生状态信号。
3.如权利要求2所述的方法，还包括：
响应于从所述控制器接收到所述状态信号，在监测器上显示X/Z差的表示。
4.如权利要求1所述的方法，还包括：
感测第二固定装置上的第二车门的特征R5的X/Z位置和特征R6的X/Z位置，以建立相对于设计轴D2的d2轴；
将第二车门固定到车身/侧部上；
感测安装在车身/侧部的第二车门的特征R5的X/Z位置和特征R6的X/Z位置，并且确定特征R5的X/Z位置与特征R2的Z尺寸之间的差以及ybs轴。
5.如权利要求1所述的方法，还包括：
感测固定装置上的车门的特征R3的X/Z位置和特征R4的X/Z位置，以建立相对于设计轴YD的yd轴；
确定特征R3的X/Z位置与特征R4的Z尺寸之间的差以及ybs轴。
6.如权利要求5所述的方法，还包括：
将特征R4的X/Z位置与特征R2的Z尺寸之间的差以及bs轴传送到空间对准验证系统的控制器；
基于所述差通过所述控制器产生状态信号。
7.如权利要求6所述的方法，还包括：
响应于从所述控制器接收到所述状态信号，在监测器上显示X/Z差的表示。
8.一种方法，包括：
利用双路传感器对设置在托盘上的车身/侧部上的第一孔进行定位，利用四路传感器对设置在托盘上的车身/侧部上的第二孔进行定位；
利用双路传感器对固定装置上的第一销进行定位，利用四路传感器对所述固定装置上的第二销进行定位，所述固定装置将车门支撑在所述固定装置上的第一销和第二销上；
将第一孔的位置与第一销进行关联，将第二孔的位置与第二销进行关联；
将车门组装到车辆车身子组件上；
在孔的位置没有在相对于销的位置的预定公差内的情况下，在站内监测器处产生警告信号，以启用立即纠正动作。
9.如权利要求8所述的方法，还包括：
将第一孔和第二孔的位置以及第一销和第二销的位置传送到组装站监测器；
将第一孔和第二孔的位置以及第一销和第二销的位置与X/Z设计目的零线进行比较以及与X设计目的零线进行比较；
在第一孔和第二孔的位置以及第一销和第二销的位置没有在与设计目的零线相比较时的预定公差内的情况下，产生警告信号。
10.如权利要求9所述的方法，还包括：
利用四路传感器感测第二车门悬挂固定装置上的第三销的位置和第四销的位置，所述第二车门悬挂固定装置上设置有第二车门；
将第一孔与第三销的位置进行关联，将第二孔与第四销的位置进行关联；
将第二车门组装到车辆车身子组件上；
在第一孔和第二孔没有在相对于设计目的零线的预定公差内的情况下，产生警告信号以启用立即纠正动作。
11.如权利要求10所述的方法，还包括：
利用双路传感器对第二固定装置上的第二车门上的第三销的位置进行定位，利用四路传感器对第二固定装置上的第二车门上的第四销的位置进行定位；
将第三销的位置和第四销的位置与设计目的零线进行关联；
将第二车门组装到车辆车身子组件上；
在第三销的位置和第四销的位置没有在与设计目的零线相比较时的预定公差内的情况下，产生警告信号。
12.如权利要求11所述的方法，还包括：
与空间产品监测系统通信；
将第三销的位置和第四销的位置以及第一孔和第二孔与X/Z设计目的零线进行比较以及与X设计目的零线进行比较；
在第三销的位置和第四销的位置以及第一孔和第二孔没有在与设计目的零线相比较时的预定测量值公差内的情况下，产生所述警告信号。
13.如权利要求11所述的方法，其中，空间对准验证系统向站内视觉监测器提供报告，以启用立即纠正动作。
14.如权利要求11所述的方法，其中，空间对准验证系统向部件制造商提供报告，以启用部件修改。
15.一种空间对准验证系统，包括：
第一组机器视觉传感器，用于对车身/侧部上的实际纵向/竖直平面进行定位；
第二组机器视觉传感器，用于测量固定装置上的车门的第一特征和第二特征的实际纵向/竖直位置；
第三组机器视觉传感器，用于测量安装到车身/侧部上之后的车门的第三特征和第四特征相对于实际纵向/竖直平面的实际纵向/竖直位置。
16.如权利要求15所述的空间对准验证系统，其中，
第一组机器视觉传感器将实际纵向/竖直平面传送到控制器；
第二组机器视觉传感器将固定装置上的车门的第一特征和第二特征的实际纵向/竖直位置传送到控制器；
第三组机器视觉传感器将安装到车身/侧部上之后的车门的第三特征和第四特征的实际纵向/竖直位置传送到控制器；
控制器将第一特征和第二特征的实际纵向/竖直位置以及第三特征和第四特征的实际纵向/竖直位置与实际纵向/竖直平面进行比较，以确定第一组位置偏差；
控制器基于所述第一组位置偏差而产生状态信号。
17.如权利要求16所述的空间对准验证系统，还包括：
监测器，用于响应于从控制器接收到所述状态信号而视觉地显示所述第一组位置偏差的表示。
18.如权利要求15所述的空间对准验证系统，还包括：
第四组机器视觉传感器，用于测量第二固定装置上的第二车门的第五特征和第六特征的实际纵向/竖直位置；
第五组机器视觉传感器，用于测量安装到车身/侧部上之后的第二车门的第七特征和第八特征相对于实际纵向/竖直平面的实际纵向/竖直位置。
19.如权利要求18所述的空间对准验证系统，其中，
第四组机器视觉传感器将固定装置上的车门的第五特征和第六特征的实际纵向/竖直位置传送到控制器；
第五组机器视觉传感器将安装到车身/侧部上之后的车门的第七特征和第八特征的实际纵向/竖直位置传送到控制器；
控制器将第五特征和第六特征的实际纵向/竖直位置以及第七特征和第八特征的实际纵向/竖直位置与实际纵向/竖直平面进行比较，以确定第二组位置偏差；
控制器基于所述第二组位置偏差而产生状态信号。
20.如权利要求19所述的空间对准验证系统，还包括：
监测器，用于响应于从控制器接收到所述状态信号而视觉地显示所述第二组位置偏差的表示。
21.一种车门组装方法，包括：
在车身/侧部的X/Z平面上测量至少两个车身/侧部位置；
在车门X/Z平面上测量在车门悬挂固定装置上的至少两个车门的位置；
将车门组装到车身/侧部上；
在车门X/Z平面上测量组装之后的所述至少两个车门位置的位置；
在监测器上显示一组测量值。
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