CN113091589A - 基于位移传感器的汽车门锁铆点高度测量系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于位移传感器的汽车门锁铆点高度测量系统和方法，属于自动化测量技术领域。所述系统包括气缸、可编程顺序控制卡、位移传感器、数据采集卡和工业计算机；所述可编程顺序控制卡用于控制气缸推动位移传感器接触汽车门锁，所述位移传感器用于将汽车门锁与位移传感器之间的位移值输出为模拟量信号，所述数据采集卡用于将位移传感器输出的模拟量信号转换为电压数字量信号，所述工业计算机用于处理数据采集卡转化的电压数字量信号判断汽车门锁铆点是否合格并显示判定结果。本发明检测速度快，具有良好的重复测量精度，避免了人工测量带来的人为误差，而且运行效率高，抗干扰能力强，准确度高。

Description

基于位移传感器的汽车门锁铆点高度测量系统及方法

技术领域

本发明涉及一种基于位移传感器的汽车门锁铆点高度测量系统及方法，属于自动化测量技术领域。

背景技术

汽车门锁是汽车安全系统中必不可少的部件之一，作用重要且应用广泛，其外形如图1 所示。在汽车门锁的生产装配过程中，铆点高度检测是装配质量检查的一道重要工序。传统检查方式依靠人工使用千分尺、塞规等量具进行手动测量，这种检查方式存在效率低下，容易视觉疲劳，人力成本高等缺点，已不能满足生产的需求，因此发明设计一套汽车门锁铆点高度自动检测系统是有十分必要的。

目前常规的高度测量方式主要可以分为接触式测量和非接触式测量。非接触式测量主要以光学原理为基础，包括激光三角法、机器视觉法和激光扫描法。如“李中伟.基于数字光栅投影的结构光三维测量技术与系统研究[D].华中科技大学,2009.”中提出了基于机器视觉和数字光栅投影的结构光重构出物体的三维形貌的方法，在高度上的绝对测量精度可达0.05mm，相对测量精度可达1:5 000，以及“燕必希,董明利,宗敏.多高度小零件视觉测量方法设计[J].机械设计与制造,2017(04):140-143.”中设计了一种综合应用激光三角法和机器视觉测量技术的方法实现了对不同高度的小零件的测量，高度上最大误差小于0.032mm，但是在实际的生产装配工况下，基于光学原理的非接触测量方式容易受到门锁表面润滑油的干扰而产生误差，存在一定的局限性。接触式测量主要是使用接触式的传感器来获取高度信息，根据原理不同一般可以把传感器分为电感式、电容式、电阻式以及霍尔式。接触式测量方法对工件测量表面的要求不高，测量精度高。如“林梅,蔡林志.三坐标测量技术在汽车行业的应用讨论[J].时代汽车,2020(14):27-28.”研究了三坐标测量机在汽车行业的接触式测量方面应用广泛，可以实现各种形状、尺寸工件的高精度测量。接触式测量也适用于复杂曲面的检测，如“孙瑜,周浩,赵炳巍,刘一鸿.多自由度叶片测量机的研究现状与发展[J].电子测试,2020(18):20-21+58.”中研究了三坐标测量机在多自由度叶片接触式测量上的应用状况。

发明内容

本发明针对汽车门锁在制造过程中，现有的门锁铆点高度检测方式存在效率低下，容易视觉疲劳，人力成本高，沾染油污导致铆点高度测量不精确的问题，提供一种基于位移传感器的汽车门锁铆点高度测量系统及方法。

本发明的第一个目的在于提供一种基于位移传感器的汽车门锁铆点高度测量系统，包括气缸、可编程顺序控制卡、位移传感器、数据采集卡和工业计算机；所述可编程顺序控制卡用于控制气缸推动位移传感器接触汽车门锁，所述位移传感器用于将汽车门锁与位移传感器之间的位移值输出为模拟量信号，所述数据采集卡用于将位移传感器输出的模拟量信号转换为电压数字量信号，所述工业计算机用于处理数据采集卡转化的电压数字量信号判断汽车门锁铆点是否合格并显示判定结果。

可选的，所述工业计算机与可编程顺序控制卡数据连接，用于将判定结果输出至可编程顺序控制卡。

可选的，所述可编程顺序控制卡连接有报警灯。

可选的，所述位移传感器位于门锁平面的正上方。

本发明的另一个目的在于提供一种基于位移传感器的汽车门锁铆点高度测量方法，其特征在于，所述方法应用所述的基于位移传感器的汽车门锁铆点高度测量系统进行测量，所述方法包括：

步骤一：标定位移传感器，求出位移传感器实际输出电压与压缩值的关系；

步骤二：校正基准误差，校正位移传感器安装高度的差异Δh和汽车门锁夹具倾斜造成的系统误差e；

步骤三：在线检测铆点高度。

可选的，所述步骤一求出的位移传感器实际输出电压与压缩值满足如下关系式：

其中V_i是位移传感器的实际输出电压，V_c是补偿电压，k是位移传感器输出电压与压缩值的比例系数，值为338.8mv/mm，V_a是位移传感器未压缩时的初始电压，z是位移传感器的压缩值。

可选的，所述步骤二校正基准误差具体包括如下步骤：

Step1.将4个铆点测量位移传感器和3个门锁平面测量位移传感器共7个位移传感器安装固定在检测工位上，所有位移传感器均处于未接触门锁工件的未压缩状态，读取7个位移传感器初始电压；

Step2.在门锁夹具上放置一个与门锁平面的高度相近的标准量块；

Step3.将4个铆点测量位移传感器与3个门锁平面测量位移传感器用气缸推动同步下降并接触标准量块，使所有的位移传感器均在标准量块上压缩一段距离，采集4个铆点测量位移传感器的电压为{V₀′,V₁′,V₂′,V₃′}和3个门锁平面测量位移传感器的电压{V₄′,V₅′,V₆′}，再将门锁平面测量位移传感器按照顺时针和逆时针各旋转角度5°后采集门锁平面测量位移传感器电压，得到6个门锁平面测量电压{V₇′,V₈′…V₁₂′}，总共得到4个铆点测量位移传感器电压{V₀′,V₁′,V₂′,V₃′}和9个门锁平面测量位移传感器的测量电压{V₀′,V₁′…V₁₂′}；

Step4.根据步骤一得出位移传感器实际输出电压V_i与压缩值z的关系式对位移传感器电压 {V₀′,V₁′…V₁₂′}进行电压补偿后计算转化为位移传感器的压缩值{z₀′,z₁′…z₁₂′}。

可选的，所述步骤三在线检测铆点高度具体包括如下步骤：

S1.所有的位移传感器已经安装固定在检测工位上，并且处于没有接触工件的未压缩状态，门锁夹具运送待测的门锁工件到检测工位后停止，等待检测；

S2.将4个铆点测量位移传感器与3个门锁平面测量位移传感器用气缸推动同步下降并接触待测的汽车门锁工件，使所有的位移传感器均在门锁工件上压缩一段距离，采集4个铆点测量位移传感器的电压为{V₀,V₁,V₂,V₃}和3个门锁平面测量位移传感器的电压{V₄,V₅,V₆}，再将门锁平面测量位移传感器按照顺时针和逆时针各旋转角度5°后采集门锁平面测量位移传感器电压，得到6个门锁平面测量位移电压{V₇,V₈…V₁₂}，总共得到4个铆点测量位移传感器电压{V₀,V₁,V₂,V₃}和9个门锁平面测量位移传感器的测量电压位移{V₀,V₁…V₁₂}；

S3.位移传感器电压补偿与校正基准误差，将采集的位移传感器的测量电压{V₀,V₁…V₁₂} 根据步骤一得出位移传感器实际输出电压V_i与压缩值z的关系式对位移传感器电压 {V₀,V₁…V₁₂}进行电压补偿后再计算转化为位移传感器的压缩值{z₀,z₁…z₁₂}，再将位移传感器的位移值{z₀,z₁…z₁₂}减去步骤二中计算得到的{z₀′,z₁′…z₁₂′}进行系统基准误差校正，得到位移传感准确的压缩值{z₀〞,z₁〞…z₁₂〞}；

S4.门锁平面空间方程拟合，以门锁夹具的平面为基准，建立空间直角坐标系，向上为z 轴正方向，以S3计算的压缩值{z₀〞,z₁〞…z₁₂〞}作为z坐标，得到门锁工件上4个铆点的三维坐标{(x₀,y₀,z₀〞),(x₁,y₁,z₁〞)…(x₃,y₃,z₃〞)}和9个门锁平面测量点的三维坐标{(x₄,y₄,z₄〞),(x₅,y₅,z₅〞)…(x₁₂,y₁₂,z₁₂〞)}，根据9个门锁平面测量点的三维坐标拟合出锁平面的平面方程Ax+By+Cz＝D；

S5.计算铆点高度H，根据S4中的得到4个铆点的三维坐标以及空间中点到平面的距离关系式

求得铆点到门锁平面的距离H，H即为所求铆点高度，将H与设定阈值进行比较判定铆点是否合格，并将最终检测结果显示和保存。

有益效果

(1)相比于人工检测，本发明提供的基于位移传感器的汽车门锁铆点高度测量系统及方法具有更高的检测速度，并且拥有良好的重复测量精度，避免了人工测量带来的人为误差；

(2)本发明采用电压补偿的方式来校正位移传感器自身输出非线性误差，并且提出了一种基准误差校正方法以校正因位移传感器安装引入的误差，提高了系统的测量精度；

(3)本发明建立坐标系拟合锁平面方程，根据铆点与门锁平面的空间关系计算铆点高度，在检测实时性和精度方面，人工检测使用的工具具有较大系统误差和磨损误差，而本发明所述系统不仅避免了上述误差的出现，而且运行效率高、抗干扰能力强、准确度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1汽车门锁的示意图

图2基于位移传感器的汽车门锁铆点高度测量系统的结构示意图

图3基于位移传感器的汽车门锁铆点高度测量系统的工作流程图

图4基于位移传感器的汽车门锁铆点高度测量方法的流程图

图5位移传感器标定曲线

图6铆点高度测量模型俯视示意图

图7铆点高度测量模型主视示意图

图8铆点高度测量误差模型示意图

图9基于位移传感器的汽车门锁铆点高度测量系统在线检测界面

图10误差校正前后测量高度偏差对比图

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1：

本实施例提供一种基于位移传感器的汽车门锁铆点高度测量系统，如图2所示，包括气缸、可编程顺序控制卡、位移传感器、数据采集卡和工业计算机，所述可编程顺序控制卡用于控制气缸推动位移传感器接触汽车门锁，所述位移传感器用于将汽车门锁与位移传感器之间的位移值输出为模拟量信号，所述数据采集卡用于将位移传感器输出的模拟量信号转换为电压数字量信号，所述工业计算机用于处理数据采集卡转化的电压数字量信号判断汽车门锁铆点是否合格，并将判定结果显示并输出至可编程顺序控制卡。

所述位移传感器是测量系统的关键部件，考虑到本系统中铆点高度的测量精度要求是 0.01mm，铆点到锁平面高度范围是-1到2mm，综合考虑后选择MIRAN米朗科技KTR10 系列传感器，该传感器可以稳定输出标准电压信号，量程为25mm，线性精度为±0.1％，重复精度为0.01mm，解析度高，温漂小，寿命长，满足系统测量精度要求。位移传感器根据输入电压输出正比于压缩位移的电压值，位移传感器供电电压的稳定性至关重要，供电电压的波动会造成输出信号的波动，从而影响测量结果的准确性。位移传感器的供电电源选择直流24V电源以及一个15V和一个9V的降压稳压模块后输出9V直流电压供给位移传感器，经过二级降压稳压可以很好的提高传感器输出信号的稳定性。经实际测试，二级稳压后的输出电压稳定在9.18V，满足系统要求。

所述数据采集卡将位移传感器的模拟量信号转换为工业计算机可处理的电压数字量信号。考虑到测量系统需采集14路传感器的模拟信号，传感器输出电压范围为0到10V。数据采集卡选择亚为YAV USB 16AD，该数据采集卡采用RS232或485串口通讯方式，可采集16 路AI信号，采集精度≤0.01％，ADC分辨率为16bit，满足系统测量要求。

所述基于位移传感器的汽车门锁铆点高度测量系统具体的工作过程如图3所示：可编程顺序控制卡控制上料传动装置移载夹具和门锁工件到测量位置，触发接近开关。可编程顺序控制卡收到工件到位信号，控制气缸推动位移传感器接触汽车门锁。工业计算机收到可编程顺序控制卡开始命令后采集所有位移传感器的信号，经过工业计算机的处理计算出铆点的高度，再将测量结果与设定阈值进行比较判断铆点是否合格，最后将判定结果显示并返回给可编程顺序控制卡。可编程顺序控制卡根据工业计算机判定的结果控制报警灯亮绿色代表合格，亮红色代表不合格，并控制下料传送装置将合格的汽车门锁传送至合格生产区域，将不合格的汽车门锁通过下料传送装置传送至不合格生产区域。

实施例2：

本实施例提供一种基于位移传感器的汽车门锁铆点高度测量方法，所述方法应用实施例 1提供的基于位移传感器的汽车门锁铆点高度测量系统进行测量，具体包括如下步骤：

步骤一：标定位移传感器，求出位移传感器实际输出电压与压缩值的关系，具体包括如下过程：

将待标定的单个位移传感器垂直固定在支架上，在位移传感器正下方放置一个大理石平台，并使位移传感器在大理石平台上预压缩1-2mm，记录此时位移传感器的初始电压V0；依次放上1mm，2mm，…，22mm共22组步长为1mm的不同高度的标准高度量块，共获得23组不同标准高度对应的位移传感器输出电压{V0,V1…V22}。拟合位移传感器压缩值和理想输出电压的定度直线，并计算各压缩值下位移传感器实际输出电压V与理想输出电压 V_ideal的误差，如图5所示。位移传感器的理想输出电压V_ideal与压缩值z的关系如式1所示。

V_ideal＝kz+V_a (1)

其中k是位移传感器输出电压与压缩值的比例系数，值为338.8mv/mm；V_a是图5理想定度直线与Y轴的截距，即V_a为位移传感器未压缩时的初始电压。为了消除位移传感器自身非线性原因带来的测量误差，对位移传感器的实际输出电压V进行电压补偿，位移传感器在不同输出电压下的补偿电压如表1所示：

表1位移传感器输出电压补偿表

经过补偿后的位移传感器输出电压V_r，如式2所示。

V_r＝V_i+V_c (2)

其中V_i是位移传感器的实际输出电压，V_c是查表1与V_i最接近电压的补偿电压。

结合式1和式2得到位移传感器的实际输出电压V_i和压缩值z的关系如式3所示。

以上是对单个位移传感器的标定，本实施例的测量系统使用了7个位移传感器，都按照以上步骤进行标定，得到每个位移传感器的电压误差补偿表。

步骤二：校正基准误差。

7个位移传感器都标定完成后，将7个位移传感器安装固定到汽车门锁生产检查工位上，为了校正7个位移传感器安装高度的差异Δh和汽车门锁夹具倾斜造成的系统误差e，进行系统基准误差的校正。

校正基准误差方法的原理说明如下：

检测对象汽车门锁每个工件上有4个待测的铆点，检测工位上安装位移传感器时，在4 个待测铆点的正上方安装4个位移传感器来测量铆点的高度；在汽车门锁平面上预先人为设定3个测量点，并在3个门锁平面测量点的正上方安装3个位移传感器来测量汽车门锁平面的高度。测量系统工作时，位移传感器在气缸的推动下都是垂直上下运动的，铆点测量位移传感器下降正好接触待测的铆点，门锁平面测量位移传感器正好接触人为设定好的门锁平面测量的。根据上述汽车门锁工件与位移传感器的安装位置关系，建立铆点高度测量系统的误差模型如图6和图7所示。

在生产线上，汽车门锁工件有专门的夹具运送到检测工位，汽车门锁工件是固定在门锁夹具上方的，即门锁平面在门锁夹具平面的上方。以门锁夹具的平面为基准，建立空间直角坐标系，向上为z轴正方向，式3中求得的位移传感器压缩值z即为空间三维坐标的z值。结合人工预先测量得到铆点和门锁平面测量点的二维坐标，就可以得到铆点的三维坐标 {(x_r,y_r,z_r)}和门锁平面测量点的三维坐标{(x_p,y_p,z_p)}，根据多组门锁平面测量点的三维坐标可以拟合出门锁平面的空间方程如式4所示。

Ax+By+Cz＝D (4)

根据空间中点到平面的距离关系，如式5所示，计算铆点到门锁平面的距离H，H即为所求铆点高度。

建立误差模型如图8所示。假设系统工作时，铆点测量位移传感器与门锁平面测量位移传感器同时接触到汽车门锁工件，它们的压缩值之差是ΔH，铆点的高度是H，不同的位移传感器之间的安装高度差是Δh，门锁夹具倾斜原因造成的系统误差是e，得到关系如式6所示。

ΔH＝H+Δh+e (6)

所述步骤二校正基准误差具体包括如下步骤：

Step1.将4个铆点测量位移传感器和3个门锁平面测量位移传感器共7个位移传感器按照上述原理中的汽车门锁工件与位移传感器的位置关系安装固定在检测工位上，所有位移传感器均处于未接触门锁工件的未压缩状态，读取7个位移传感器初始电压；

Step2.在门锁夹具上放置一个与门锁平面的高度相近的标准量块；

Step3.将4个铆点测量位移传感器与3个门锁平面测量位移传感器用气缸推动同步下降并接触标准量块，使所有的位移传感器均在标准量块上压缩一段距离，采集4个铆点测量位移传感器的电压为{V₀′,V₁′,V₂′,V₃′}和3个门锁平面测量位移传感器的电压{V₄′,V₅′,V₆′}，再将门锁平面测量位移传感器按照顺时针和逆时针各旋转角度5°后采集门锁平面测量位移传感器电压，得到6个门锁平面测量电压{V₇′,V₈′…V₁₂′}，经过以上总共得到4个铆点测量位移传感器电压{V₀′,V₁′,V₂′,V₃′}和9个门锁平面测量位移传感器的测量电压{V₀′,V₁′…V₁₂′}；

Step4.根据步骤一的位移传感器电压补偿表和式子3对位移传感器电压{V₀′,V₁′…V₁₂′} 进行电压补偿后再计算转化为位移传感器的压缩值{z₀′,z₁′…z₁₂′}。

步骤三：在线检测铆点高度。

前面的步骤一和步骤二是在线检测前的离线参数准备工作，然后测量系统可以进行在线检测模式，在线检测铆点高度具体包括如下步骤：

S1.根据步骤一中7个位移传感器已经安装固定在生产线工位上，所有的位移传感器处于没有接触工件的未压缩状态，门锁夹具运送待测的门锁工件到检测工位后停止，等待检测；

S2.将4个铆点测量位移传感器与3个门锁平面测量位移传感器用气缸推动同步下降并接触待测的汽车门锁工件，使所有的位移传感器均在门锁工件上压缩一段距离，采集4个铆点测量位移传感器的电压为{V₀,V₁,V₂,V₃}和3个门锁平面测量位移传感器的电压{V₄,V₅,V₆}，再将门锁平面测量位移传感器按照顺时针和逆时针各旋转角度5°后采集门锁平面测量位移传感器电压，得到6个门锁平面测量位移电压{V₇,V₈…V₁₂}，经过以上步骤总共得到4个铆点测量位移传感器电压{V₀,V₁,V₂,V₃}和9个门锁平面测量位移传感器的测量电压位移 {V₀,V₁…V₁₂}；

S3.位移传感器电压补偿与校正基准误差，将采集的位移传感器的测量电压{V₀,V₁…V₁₂} 根据步骤一得出位移传感器实际输出电压V_i与压缩值z的关系式(式3)对位移传感器电压 {V₀,V₁…V₁₂}进行电压补偿后再计算转化为位移传感器的压缩值{z₀,z₁…z₁₂}，再将位移传感器的位移值{z₀,z₁…z₁₂}减去步骤二中计算得到的{z₀′,z₁′…z₁₂′}进行系统基准误差校正，得到位移传感准确的压缩值{z₀〞,z₁〞…z₁₂〞}；

S4.门锁平面空间方程拟合，以门锁夹具的平面为基准，建立空间直角坐标系，向上为z 轴正方向，以S3计算的压缩值{z₀〞,z₁〞…z₁₂〞}作为z坐标，得到门锁工件上4个铆点的三维坐标{(x₀,y₀,z₀〞),(x₁,y₁,z₁〞)…(x₃,y₃,z₃〞)}和9个门锁平面测量点的三维坐标{(x₄,y₄, z₄〞),(x₅,y₅,z₅〞)…(x₁₂,y₁₂,z₁₂〞)}，根据9个门锁平面测量点的三维坐标拟合出锁平面的平面方程，如式4所示；

S5.计算铆点高度H，根据S4中的得到4个铆点的三维坐标以及空间中点到平面的距离关系如式5所示，求得铆点到门锁平面的距离H，H即为所求铆点高度，将H与设定阈值进行比较判定铆点是否合格，并将最终检测结果显示和保存。

实施例3

为了验证实施例2提供的基于位移传感器的汽车门锁铆点高度测量方法的测量精度，本实施例进行以下试验：

(1)根据实施例2提出的校正传感器误差和消除系统误差后，测量同一门锁上相同位置的3个铆点的高度，重复测量10组数据，多次试验并分析重复测量精度，试验结果如表2所示：

表2重复测量精度试验数据

所测的3个铆点高度与平均高度的最大偏差为0.010mm，计算可得3次测量的重复测量精度为0.006mm，重复测量精度在0.01mm以内，满足检测精度要求。

(2)设置两组工件，一组进行基准误差校正方法处理作为对照组；另一组不进行基准误差校正方法处理作为实验组，分别对两组工件进行同一铆点的10次重复测量，试验结果如表3所示：

表3基准误差校正对比试验数据

误差校正方法校正前后对比试验结果如图10所示，经计算的得知经过误差校正的对照组最大测量偏差为0.009mm，重复测量精度为0.004mm，而未经过误差校正的实验组最大偏差为0.450mm，重复测量精度为0.024mm，远大于经过误差校正的对照组；经过误差校正处理的对照组数据波动较小，数据稳定，而未经过误差处理的实验组各次高度数据极差大，测量数据不稳定。

实验结果表明：本发明的铆点高度测量系统重复测量精度在0.01mm以内，满足检测精度要求，实施例2提出的校正基准误差方法可以有效提高系统的重复测量精度。

本发明实施例中的部分步骤，可以利用软件实现，相应的软件程序可以存储在可读取的存储介质中，如光盘或硬盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于位移传感器的汽车门锁铆点高度测量系统，其特征在于，包括气缸、可编程顺序控制卡、位移传感器、数据采集卡和工业计算机；所述可编程顺序控制卡用于控制气缸推动位移传感器接触汽车门锁，所述位移传感器用于将汽车门锁与位移传感器之间的位移值输出为模拟量信号，所述数据采集卡用于将位移传感器输出的模拟量信号转换为电压数字量信号，所述工业计算机用于处理数据采集卡转化的电压数字量信号判断汽车门锁铆点是否合格并显示判定结果。

2.根据权利要求1所述的基于位移传感器的汽车门锁铆点高度测量系统，其特征在于，所述工业计算机与可编程顺序控制卡数据连接，用于将判定结果输出至可编程顺序控制卡。

3.根据权利要求2所述的基于位移传感器的汽车门锁铆点高度测量系统，其特征在于，所述可编程顺序控制卡连接有报警灯。

4.根据权利要求1所述的基于位移传感器的汽车门锁铆点高度测量系统，其特征在于，所述位移传感器位于门锁平面的正上方。

5.一种基于位移传感器的汽车门锁铆点高度测量方法，其特征在于，所述方法应用权利要求1-4任一所述的基于位移传感器的汽车门锁铆点高度测量系统进行测量，所述方法包括：

步骤一：标定位移传感器，求出位移传感器实际输出电压与压缩值的关系；

步骤二：校正基准误差，校正位移传感器安装高度的差异Δh和汽车门锁夹具倾斜造成的系统误差e；

步骤三：在线检测铆点高度。

6.根据权利要求5所述的基于位移传感器的汽车门锁铆点高度测量方法，其特征在于，所述步骤一求出的位移传感器实际输出电压V_i与压缩值z满足如下关系式：

其中V_i是位移传感器的实际输出电压，V_c是补偿电压，k是位移传感器输出电压与压缩值的比例系数，值为338.8mv/mm，V_a是位移传感器未压缩时的初始电压，z是位移传感器的压缩值。

7.根据权利要求6所述的基于位移传感器的汽车门锁铆点高度测量方法，其特征在于，所述步骤二校正基准误差具体包括如下步骤：

Step1.将4个铆点测量位移传感器和3个门锁平面测量位移传感器共7个位移传感器安装固定在检测工位上，所有位移传感器均处于未接触门锁工件的未压缩状态，读取7个位移传感器初始电压；

Step2.在门锁夹具上放置一个与门锁平面的高度相近的标准量块；

Step3.将4个铆点测量位移传感器与3个门锁平面测量位移传感器用气缸推动同步下降并接触标准量块，使所有的位移传感器均在标准量块上压缩一段距离，采集4个铆点测量位移传感器的电压为{V₀′,V₁′,V₂′,V₃′}和3个门锁平面测量位移传感器的电压{V₄′,V₅′,V₆′}，再将门锁平面测量位移传感器按照顺时针和逆时针各旋转角度5°后采集门锁平面测量位移传感器电压，得到6个门锁平面测量电压{V₇′,V₈′…V₁₂′}，总共得到4个铆点测量位移传感器电压{V₀′,V₁′,V₂′,V₃′}和9个门锁平面测量位移传感器的测量电压{V₀′,V₁′…V₁₂′}；

Step4.根据步骤一得出位移传感器实际输出电压V_i与压缩值z的关系式对位移传感器电压{V₀′,V₁′…V₁₂′}进行电压补偿后计算转化为位移传感器的压缩值{z₀′,z₁′…z₁₂′}。

8.根据权利要求7所述的基于位移传感器的汽车门锁铆点高度测量方法，其特征在于，所述步骤三在线检测铆点高度具体包括如下步骤：

S1.所有的位移传感器已经安装固定在检测工位上，并且处于没有接触工件的未压缩状态，门锁夹具运送待测的门锁工件到检测工位后停止，等待检测；

S2.将4个铆点测量位移传感器与3个门锁平面测量位移传感器用气缸推动同步下降并接触待测的汽车门锁工件，使所有的位移传感器均在门锁工件上压缩一段距离，采集4个铆点测量位移传感器的电压为{V₀,V₁,V₂,V₃}和3个门锁平面测量位移传感器的电压{V₄,V₅,V₆}，再将门锁平面测量位移传感器按照顺时针和逆时针各旋转角度5°后采集门锁平面测量位移传感器电压，得到6个门锁平面测量位移电压{V₇,V₈…V₁₂}，总共得到4个铆点测量位移传感器电压{V₀,V₁,V₂,V₃}和9个门锁平面测量位移传感器的测量电压位移{V₀,V₁…V₁₂}；

S3.位移传感器电压补偿与校正基准误差，将采集的位移传感器的测量电压{V₀,V₁…V₁₂}根据步骤一得出位移传感器实际输出电压V_i与压缩值z的关系式对位移传感器电压{V₀,V₁…V₁₂}进行电压补偿后再计算转化为位移传感器的压缩值{z₀,z₁…z₁₂}，再将位移传感器的位移值{z₀,z₁…z₁₂}减去步骤二中计算得到的{z₀′,z₁′…z₁₂′}进行系统基准误差校正，得到位移传感准确的压缩值{z₀〞,z₁〞…z₁₂〞}；

S4.门锁平面空间方程拟合，以门锁夹具的平面为基准，建立空间直角坐标系，向上为z轴正方向，以S3计算的压缩值{z₀〞,z₁〞…z₁₂〞}作为z坐标，得到门锁工件上4个铆点的三维坐标{(x₀,y₀,z₀〞),(x₁,y₁,z₁〞)…(x₃,y₃,z₃〞)}和9个门锁平面测量点的三维坐标{(x₄,y₄,z₄〞),(x₅,y₅,z₅〞)…(x₁₂,y₁₂,z₁₂〞)}，根据9个门锁平面测量点的三维坐标拟合出锁平面的平面方程Ax+By+Cz＝D；

S5.计算铆点高度H，根据S4中的得到4个铆点的三维坐标以及空间中点到平面的距离关系式

求得铆点到门锁平面的距离H，H即为所求铆点高度，将H与设定阈值进行比较判定铆点是否合格，并将最终检测结果显示和保存。

Images