CN109205277A - 汽车大型钣金零件面差与间隙的自动化检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车制造及测量领域，具体涉及一种汽车大型钣金零件面差与间隙的自动化检测方法和装置，包括圆柱形PVC初定位、平移型检测运动模块、旋转型检测运动模块、接触式位移传感器、动力压紧机构、定位支撑机构、位置判断电磁开关、底板、测量控制模块和数据处理模块。本发明可以实现多个测点一次性自动化检测，自动化检测解决了难检测区域人员打表操作的问题。检测数据上传上位机，可即时显示和分析质量情况，并及时调整生产工艺，数据直接上传，也避免了传统抄表过程中的可能存在的疏漏。

Description

汽车大型钣金零件面差与间隙的自动化检测方法和装置

技术领域

本发明涉及汽车制造及测量领域，具体涉及一种汽车大型钣金零件面差与间隙的自动化检测方法和装置。

背景技术

在现有汽车生产中，汽车大型钣金零件的面差及间隙检测多采用型面仿行、人工打表的检测方法，但大型钣金零件中许多检测位置较难检测，有的零件位于底部，人工打表操作不便，耗费检测工时，造成大量人工和时间成本。如汽车天窗等大型零件一般要两到三个工人，操作10min以上才能完成检测，另外多采用人工记录检测数据的方式，造成传输和数据分析等各方面的困难，不利于生产工艺的即时调整。

发明内容

为解决现有技术中汽车大型钣金零件面差与间隙检测耗费大量人工、耗费大量工时、准确度低的问题，本发明提供了一种汽车大型钣金零件面差与间隙的自动化检测方法和装置，可以实现多个测点一次性自动化检测，大大缩短检测时间，通过自动化，也更加提高了检测的准确性。同时，自动化检测解决了难检测区域人员打表操作的问题，在人工成本上也实现精简。并且，检测数据上传上位机，可以即时显示和分析质量情况，并及时调整生产工艺，数据直接上传，也避免了传统抄表过程中的可能存在的疏漏。采用自动化检测后，天窗等大型工件仅需1个人工，2min内可完成一件产品检测，通过一系列优化实现检测工位的效率提高。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：一种汽车大型钣金零件面差与间隙的自动化检测装置，包括圆柱形PVC初定位、平移型检测运动模块、旋转型检测运动模块、接触式位移传感器、动力压紧机构、定位支撑机构、位置判断电磁开关、底板、测量控制模块和数据处理模块。

其中圆柱形PVC初定位位于底板上，与底板固定连接，用于进行产品安装初定位，辅助产品快速安装；

平移型检测运动模块包括传感器平移动力推送机构和平移运动固定轨迹平台，所述传感器平移动力推送机构位于底板上，底部与底板固定连接，用于将接触式位移传感器移动到固定位置；所述平移运动固定轨迹平台位于传感器平移动力推送机构上方，与传感器平移动力推送机构相连，用于固定设备运动轨迹和承载接触式位移传感器；

旋转型检测运动模块包括传感器旋转动力推送机构和旋转运动固定轨迹平台，所述传感器旋转动力推送机构位于底板上，底部与底板固定连接，用于将接触式位移传感器移动到固定位置；所述旋转运动固定轨迹平台位于传感器旋转动力推送机构前方，与传感器旋转动力推送机构相连，用于固定设备运动轨迹和承载接触式位移传感器，

接触式位移传感器位于旋转运动固定轨迹平台及平移运动固定轨迹平台上，用于数据的采集；

动力压紧机构位于底板，用于产品安装到位后压紧固定产品；

定位支撑机构位于底板上，用于支撑和定位产品安装；

位置判断电磁开关嵌于定位支撑机构内部，用于判断产品安装是否到位；

底板，用于支撑圆柱形PVC初定位、传感器平移动力推送机构、动力压紧机构、定位支撑机构；

测量控制模块用于控制传感器气压供应的有无，控制传感器平移动力推送机构、运动动力压紧机构的运动状态，读取位置判断电磁开关的开关信息；所述测量控制模块包括PLC控制器、电磁阀、非标设计气路和检测按钮；所述PLC控制器与电磁阀、操作按钮连接，用于控制设备运行动作；所述电磁阀受PLC控制器控制，用于控制气路通断；所述非标设计气路受电磁阀控制，用于供应气缸及接触式位移传感器气压；所述检测按钮与PLC控制器相连，用于启动、停止设备；

数据处理模块，用于传输、显示、分析和存储接触式位移传感器的测量数据；所述数据处理模块包括工业PC和数据传输板，所述工业PC与数据传输板相连，用于传输、显示、分析和存储接触式位移传感器的测量数据，所述工业PC与PLC控制器相连，PLC控制器将装置运行状态反馈到工业PC；所述数据传输板与工业PC相连，用于将接触式位移传感器采集到的数据传输至工业PC。

进一步地，上述传感器平移动力推送机构包括平移推送气缸、连接板和平移限位机构，所述平移推送气缸运动带动整个传感器平移动力推送机构运动，连接板将传感器平移动力推送机构与平移运动固定轨迹平台固定连接，使传感器平移动力推送机构带动平移运动固定轨迹平台往复，平移限位机构于平移运动固定轨迹平台前端，用于在运动中限定传感器平移动力推送机构的运动位置。

进一步地，上述平移运动固定轨迹平台包括接触式位移传感器平移承载机构、滑块和滑轨，所述接触式位移传感器承载机构对接触式位移传感器的运送位置根据产品具体检测需求确定。

进一步地，上述传感器旋转动力推送机构包括旋转推送气缸、旋转连接轴及旋转限位机构，所述旋转推送气缸运动带动整个传感器旋转动力推送机构运动，旋转连接轴将传感器旋转动力推送机构与旋转运动固定轨迹平台柔性连接，使传感器旋转动力推送机构带动旋转运动固定轨迹平台往复；旋转限位机构位于旋转运动固定轨迹平台前端，用于在运动中限定传感器旋转动力推送机构的运动位置。

进一步地，上述旋转运动固定轨迹平台包括接触式位移传感器旋转承载机构和旋转连接轴承，所述接触式位移传感器承载机构对接触式位移传感器的运送位置根据产品具体检测需求确定。

进一步地，上述定位支撑机构由多个定位支撑块组成，定位支撑块上设有对位销，产品在安装过程中，通过与对位销的准确对位实现产品的准确定位。

进一步地，本装置还包括校零块，用于设备校零，仅校零时使用。

进一步地，本装置包括移动小车，所述移动小车置于底板下方，用于设备移动。

本发明还提供了一种汽车大型钣金零件面差与间隙的自动化检测方法，包括以下步骤：

1)将产品对准圆柱形PVC初定位，进行产品快速安装，PLC控制器反馈通过位置判断电磁开关反馈是否安装到位；如到位进行下一步，如不到位，提示重新安装产品；

2)产品安装到位后，人工启动开始检测按钮，测量控制模块控制动力压紧机构进行产品固定压紧，传感器平移动力推送机构进行接触式位移传感器到位传输，传感器旋转动力推送机构进行接触式位移传感器到位传输；

3)接触式位移传感器探针伸出采集数据，数据采集完成后，接触式位移传感器探针自动退回；

4)测量控制模块控制动力压紧机构解除产品固定压紧，传感器平移动力推送机构带动接触式位移传感器回到收缩位置，传感器旋转动力推送机构带动接触式位移传感器回到收缩位置；

5)数据采集完成后，通过数据处理模块上传工业PC，显示数据，并显示数据分析结果，及存储数据。

6)取下产品。

本发明提供的技术方案有以下有益效果：

1、采用接触式位移传感器进行自动化数据采集测量，精度高，数据采集快；

2、采用多点位同时数据采集，改变了先前一个一个人工进行数据采集的测量模式，大大缩短了测量时间；

3、采用自动化数据采集方式取代人工打表方式，解决了许多难测量点位人工操作困难的问题。

4、采用数据处理模块，对数据及时的进行显示、分析和存储，有利于质量工艺人员即时发现工艺问题并反馈生产人员。

5、采用圆柱形PVC初定位，有利于快速安装，采用柔软度高的材料做导向，避免划伤产品。

6、采用传感器平移动力推送机构，当产品未安装时，传感器平移动力推送机构位于收缩状态，安装到位后，传感器动力推送装置将传感器运送到位进行检测，通过此设计，避免安装过程中产品磕碰，保证产品安装的快速、安全。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为本发明传感器平移动力推送机构结构示意图；

图3为本发明传感器旋转动力推送机构结构示意图；

图4为本发明检测方法流程图。

其中1-圆柱形PVC初定位，2-定位支撑机构，3-动力压紧机构，4-底板，5-移动小车，6-接触式位移传感器平移承载机构，7-接触式位移传感器，8-定位销，9-定位支撑块，10-平移限位机构，11-连接板，12-平移推送气缸，13-旋转连接轴承，14-接触式位移传感器旋转承载机构，15-旋转连接轴，16-旋转推送气缸。

具体实施方式

为详细说明本发明技术内容、构造特征、所实现目的以及效果，以下结合实施例并配合附图详予说明。

如图1所示的本发明装置的结构示意图，包括圆柱形PVC初定位、平移型检测运动模块、旋转型检测运动模块、接触式位移传感器、动力压紧机构、定位支撑机构、位置判断电磁开关、底板、测量控制模块和数据处理模块。

其中圆柱形PVC初定位位于底板上，与底板固定连接，用于进行产品安装初定位，辅助产品快速安装，图1的实施例中，配有3个圆柱形PVC初定位。

平移型检测运动模块包括传感器平移动力推送机构和平移运动固定轨迹平台，所述传感器平移动力推送机构位于底板上，底部与底板固定连接，用于将接触式位移传感器移动到固定位置；所述平移运动固定轨迹平台位于传感器平移动力推送机构上方，与传感器平移动力推送机构相连，用于固定设备运动轨迹和承载接触式位移传感器；

旋转型检测运动模块包括传感器旋转动力推送机构和旋转运动固定轨迹平台，所述传感器旋转动力推送机构位于底板上，底部与底板固定连接，用于将接触式位移传感器移动到固定位置；所述旋转运动固定轨迹平台位于传感器旋转动力推送机构前方，与传感器旋转动力推送机构相连，用于固定设备运动轨迹和承载接触式位移传感器，

接触式位移传感器位于旋转运动固定轨迹平台及平移运动固定轨迹平台上，用于数据的采集；作为本发明的优选实施例，接触式位移传感器采用基恩士GT-A10型号，检测精度为3μm，以气压作为接触式位移传感器的动力，气压范围在0.3-0.6MP，图1的实施例中，共111个接触式位移传感器。

动力压紧机构位于底板，用于产品安装到位后压紧固定产品，图1的实施例中，配有4个动力压紧机构；

定位支撑机构位于底板上，用于支撑和定位产品安装；定位支撑机构由多个定位支撑块组成，定位支撑块上设有对位销，产品在安装过程中，通过与对位销的准确对位实现产品的准确定位。定位支撑块根据产品仿型制作。

位置判断电磁开关嵌于定位支撑机构内部，用于判断产品安装是否到位；

底板，用于支撑圆柱形PVC初定位、传感器平移动力推送机构、动力压紧机构、定位支撑机构；

测量控制模块用于控制传感器气压供应的有无，控制传感器平移动力推送机构、运动动力压紧机构的运动状态，读取位置判断电磁开关的开关信息；其中测量控制模块包括PLC控制器、电磁阀、非标设计气路和检测按钮；PLC控制器与电磁阀、操作按钮连接，用于控制设备运行动作；电磁阀受PLC控制器控制，用于控制气路通断；非标设计气路受电磁阀控制，用于供应气缸及接触式位移传感器气压；检测按钮与PLC控制器相连，用于启动、停止设备；检测按钮包括启动检测按钮和停止检测按钮两个按钮。

数据处理模块，用于传输、显示、分析和存储接触式位移传感器的测量数据；所述数据处理模块包括工业PC和数据传输板，所述工业PC与数据传输板相连，用于传输、显示、分析和存储接触式位移传感器的测量数据，所述工业PC与PLC控制器相连，PLC控制器将装置运行状态反馈到工业PC；所述数据传输板与工业PC相连，用于将接触式位移传感器采集到的数据传输至工业PC。

如图2所示，为本发明传感器平移动力推送机构结构示意图，传感器平移动力推送机构包括平移推送气缸、连接板和平移限位机构，平移推送气缸运动带动整个传感器平移动力推送机构运动，连接板将传感器平移动力推送机构与平移运动固定轨迹平台固定连接，使传感器平移动力推送机构带动平移运动固定轨迹平台往复，平移限位机构于平移运动固定轨迹平台前端，用于在运动中限定传感器平移动力推送机构的运动位置。

作为本发明的优选实施例，上述平移运动固定轨迹平台包括接触式位移传感器平移承载机构、滑块和滑轨，所述接触式位移传感器承载机构对接触式位移传感器的运送位置根据产品具体检测需求确定，滑块、滑轨采用上银HIWIN系列的组套元件。

如图3所示，为本发明传感器旋转动力推送机构结构示意图，传感器旋转动力推送机构包括旋转推送气缸、旋转连接轴及旋转限位机构，所述旋转推送气缸运动带动整个传感器旋转动力推送机构运动，旋转连接轴将传感器旋转动力推送机构与旋转运动固定轨迹平台柔性连接，使传感器旋转动力推送机构带动旋转运动固定轨迹平台往复；旋转限位机构位于旋转运动固定轨迹平台前端，用于在运动中限定传感器旋转动力推送机构的运动位置。作为本发明的优选实施例，本发明中的旋转推送气缸、平移推送气缸采用SMC品牌。

作为本发明的优选实施例，上述旋转运动固定轨迹平台包括接触式位移传感器旋转承载机构和旋转连接轴承，接触式位移传感器承载机构对接触式位移传感器的运送位置根据产品具体检测需求确定。

作为本发明的优选实施例，本发明还包括校零块，用于设备校零，仅校零时使用。

作为本发明的优选实施例，本发明包括移动小车，所述移动小车置于底板下方，用于设备移动。

如图4所示的流程图，本发明的检测方法包括以下步骤：

1)将产品对准圆柱形PVC初定位，进行产品快速安装，PLC控制器反馈通过位置判断电磁开关反馈是否安装到位；如到位进行下一步，如不到位，提示重新安装产品；

2)产品安装到位后，人工启动开始检测按钮，测量控制模块控制动力压紧机构进行产品固定压紧，传感器平移动力推送机构进行接触式位移传感器到位传输，传感器旋转动力推送机构进行接触式位移传感器到位传输；

3)接触式位移传感器探针伸出采集数据，数据采集完成后，接触式位移传感器探针自动退回；

4)测量控制模块控制动力压紧机构解除产品固定压紧，传感器平移动力推送机构带动接触式位移传感器回到收缩位置，传感器旋转动力推送机构带动接触式位移传感器回到收缩位置；

5)数据采集完成后，通过数据处理模块上传工业PC，显示数据，并显示数据分析结果，及存储数据。

6)取下产品。

说明，若设备首次使用，或使用时长超出校零有效期限，在使用前应对设备进行校零。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种汽车大型钣金零件面差与间隙的自动化检测装置，其特征在于，包括圆柱形PVC初定位、平移型检测运动模块、旋转型检测运动模块、接触式位移传感器、动力压紧机构、定位支撑机构、位置判断电磁开关、底板、测量控制模块和数据处理模块；

所述圆柱形PVC初定位位于底板上，与底板固定连接，用于进行产品安装初定位，辅助产品快速安装；

所述平移型检测运动模块包括传感器平移动力推送机构和平移运动固定轨迹平台，所述传感器平移动力推送机构位于底板上，底部与底板固定连接，用于将接触式位移传感器移动到固定位置；所述平移运动固定轨迹平台位于传感器平移动力推送机构上方，与传感器平移动力推送机构相连，用于固定设备运动轨迹和承载接触式位移传感器；

所述旋转型检测运动模块包括传感器旋转动力推送机构和旋转运动固定轨迹平台，所述传感器旋转动力推送机构位于底板上，底部与底板固定连接，用于将接触式位移传感器移动到固定位置；所述旋转运动固定轨迹平台位于传感器旋转动力推送机构前方，与传感器旋转动力推送机构相连，用于固定设备运动轨迹和承载接触式位移传感器，

所述接触式位移传感器位于旋转运动固定轨迹平台及平移运动固定轨迹平台上，用于数据的采集；

所述动力压紧机构位于底板，用于产品安装到位后压紧固定产品；

所述定位支撑机构位于底板上，用于支撑和定位产品安装；

所述位置判断电磁开关嵌于定位支撑机构内部，用于判断产品安装是否到位；

所述底板用于支撑圆柱形PVC初定位、传感器平移动力推送机构、动力压紧机构、定位支撑机构；

所述测量控制模块用于控制接触式位移传感器气压供应的有无，控制传感器平移动力推送机构、运动动力压紧机构的运动状态，读取位置判断电磁开关的开关信息；所述测量控制模块包括PLC控制器、电磁阀、非标设计气路和检测按钮；所述PLC控制器与电磁阀、操作按钮连接，用于控制设备运行动作；所述电磁阀受PLC控制器控制，用于控制气路通断；所述非标设计气路受电磁阀控制，用于供应气缸及接触式位移传感器气压；所述检测按钮与PLC控制器相连，用于启动、停止设备；

所述数据处理模块，用于传输、显示、分析和存储接触式位移传感器的测量数据；所述数据处理模块包括工业PC和数据传输板，所述工业PC与数据传输板相连，用于传输、显示、分析和存储接触式位移传感器的测量数据，所述工业PC与PLC控制器相连，PLC控制器将装置运行状态反馈到工业PC；所述数据传输板与工业PC相连，用于将接触式位移传感器采集到的数据传输至工业PC。

2.如权利要求1所述的汽车大型钣金零件面差与间隙的自动化检测装置，其特征在于，所述传感器平移动力推送机构包括平移推送气缸、连接板和平移限位机构，所述平移推送气缸运动带动整个传感器平移动力推送机构运动，连接板将传感器平移动力推送机构与平移运动固定轨迹平台固定连接，使传感器平移动力推送机构带动平移运动固定轨迹平台往复，平移限位机构于平移运动固定轨迹平台前端，用于在运动中限定传感器平移动力推送机构的运动位置。

3.如权利要求1所述的汽车大型钣金零件面差与间隙的自动化检测装置，其特征在于，所述平移运动固定轨迹平台包括接触式位移传感器平移承载机构、滑块和滑轨，所述接触式位移传感器承载机构对接触式位移传感器的运送位置根据产品具体检测需求确定。

4.如权利要求1所述的汽车大型钣金零件面差与间隙的自动化检测装置，其特征在于，所述传感器旋转动力推送机构包括旋转推送气缸、旋转连接轴及旋转限位机构，所述旋转推送气缸运动带动整个传感器旋转动力推送机构运动，旋转连接轴将传感器旋转动力推送机构与旋转运动固定轨迹平台柔性连接，使传感器旋转动力推送机构带动旋转运动固定轨迹平台往复；旋转限位机构位于旋转运动固定轨迹平台前端，用于在运动中限定传感器旋转动力推送机构的运动位置。

5.如权利要求1所述的汽车大型钣金零件面差与间隙的自动化检测装置，其特征在于，所述旋转运动固定轨迹平台包括接触式位移传感器旋转承载机构和旋转连接轴承，所述接触式位移传感器承载机构对接触式位移传感器的运送位置根据产品具体检测需求确定。

6.如权利要求1所述的汽车大型钣金零件面差与间隙的自动化检测装置，其特征在于，所述定位支撑机构由多个定位支撑块组成，定位支撑块上设有对位销，产品在安装过程中，通过与对位销的准确对位实现产品的准确定位。

7.如权利要求1所述的汽车大型钣金零件面差与间隙的自动化检测装置，其特征在于，还包括校零块，用于设备校零，仅校零时使用。

8.如权利要求1所述的汽车大型钣金零件面差与间隙的自动化检测装置，其特征在于，还包括移动小车，所述移动小车置于底板下方，用于设备移动。

9.一种汽车大型钣金零件面差与间隙的自动化检测方法，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤：

1)将产品对准圆柱形PVC初定位，进行产品快速安装，PLC控制器反馈通过位置判断电磁开关反馈是否安装到位；如到位进行下一步，如不到位，提示重新安装产品；

2)产品安装到位后，人工启动开始检测按钮，测量控制模块控制动力压紧机构进行产品固定压紧，传感器平移动力推送机构进行接触式位移传感器到位传输，传感器旋转动力推送机构进行接触式位移传感器到位传输；

3)接触式位移传感器探针伸出采集数据，数据采集完成后，接触式位移传感器探针自动退回；

4)测量控制模块控制动力压紧机构解除产品固定压紧，传感器平移动力推送机构带动接触式位移传感器回到收缩位置，传感器旋转动力推送机构带动接触式位移传感器回到收缩位置；

5)数据采集完成后，通过数据处理模块上传工业PC，显示数据，并显示数据分析结果，及存储数据；

6)取下产品。