CN114619193A - 一种基于结构光三维成像的汽车白车身定位设备 - Google Patents

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张雷
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王雪光
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Abstract

本发明涉及一种基于结构光三维成像的汽车白车身定位设备，其技术特点是：包括安装在汽车生产线上的设备外壳及其内部的支撑板，在支撑板上安装有两台工业相机、旋转台以及存储控制装置；在旋转台上安装有激光器，两台工业相机位于激光器的前端两侧并且两台工业相机的光轴保持平行；存储控制装置与两台工业相机、旋转台及激光器及电源模块相连接，所述存储控制装置根据结构光三维成像扫描原理解算汽车生产线上的汽车白车身定位孔的位置。本发明设计合理，实现了汽车白车身的准确定位功能，无需上下移动汽车白车身，也无需刚性接触，可对汽车白车身进行自动化焊接，提高了工作效率，降低了时间消耗及设备损耗，可广泛用于汽车自动化生产领域。

Description

一种基于结构光三维成像的汽车白车身定位设备
技术领域
本发明属于汽车制造技术领域，尤其是一种基于结构光三维成像的汽车白车身定位设备。
背景技术
在汽车生产过程中，焊接机器人需要对汽车白车身进行定位后，才能实现自动化焊接功能。现有的定位方法是通过平台上下移动汽车白车身，然后利用定位销进行刚性定位。采用上述定位销刚性定位方法存在以下问题：首先平台上下移动白车身增加了生产时间，降低了生产效率，其次，采用刚性定位方法对于汽车白车身定位孔存在一定的冲击，影响了定位精度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、生产效率高且定位准确的基于结构光三维成像的汽车白车身定位设备。
本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种基于结构光三维成像的汽车白车身定位设备，包括安装在汽车生产线上的设备外壳及其内部的支撑板，在支撑板上安装有两台工业相机、旋转台以及存储控制装置；在旋转台上安装有激光器，两台工业相机位于激光器的前端两侧并且两台工业相机的光轴保持平行；所述存储控制装置与两台工业相机、旋转台及激光器及电源模块相连接，所述旋转台在存储控制装置的控制下驱动激光器旋转并改变激光器的照射角度，所述激光器在存储控制装置的控制下开启或关闭，所述两台工业相机在存储控制装置的控制下采集生产线上的图像数据并传送给存储控制装置，所述存储控制装置根据结构光三维成像扫描原理解算汽车生产线上的汽车白车身定位孔的位置。
进一步，所述存储控制装置根据两台工业相机采集的图像数据并结合系统参数解算汽车生产线上的汽车白车身定位孔的位置。
进一步，所述激光器通过激光器支架安装在旋转台上，所述旋转台通过旋转台支架安装在支撑板上，所述旋转台连同旋转台支架、激光器、激光器支架一同旋转，该旋转台通过存储控制装置控制激光器的照射角度，实现视场内结构光三维成像扫描功能。
进一步，所述旋转台支架刚性连接在支撑板上。
进一步，所述设备外壳通过设备支架固定在汽车生产线上。
进一步，所述两台工业相机通过螺栓方式安装在支撑板上。
本发明的优点和积极效果是：
本发明设计合理，其将激光器与双工业相机有效地结合在一起，采用结构光三维成像技术解算出汽车生产线上的汽车白车身定位孔的位置，实现了汽车白车身的准确定位功能，将其安装在汽车生产线上，无需上下移动汽车白车身，也无需刚性接触，即可对汽车白车身进行自动化焊接，提高了工作效率，降低了时间消耗及设备损耗，可广泛用于汽车自动化生产领域。
附图说明
图1为本发明的设备外壳结构示意图；
图2为本发明的内部结构示意图；
图中，1-支撑板，2-第一工业相机，3-第二工业相机，4-旋转台，5-旋转台支架，6-激光器，7-激光器支架，8-存储控制装置，9-设备外壳，10-设备支架。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。
一种基于结构光三维成像的汽车白车身定位设备，如图1及图2所示，包括设备外壳9及安装在设备外壳9内的支撑板1，所述设备外壳9通过设备支架10安装在汽车生产线上，在支撑板1上安装有第一工业相机2、第二工业相机3、旋转台4、激光器6以及存储控制装置8。所述激光器6通过旋转台4可旋转地安装在支撑板1上，其具体安装方式为：激光器6安装在激光器支架7上，该激光器支架7安装在旋转台4上，该旋转台4安装在旋转台支架5上，该旋转台支架5安装在支撑板1上；旋转台4在存储控制装置8的控制下与旋转台支架5、激光器6、激光器支架7一通旋转并改变激光器6的照射角度，并实现视场内结构光三维成像扫描功能。所述第一工业相机2和第二工业相机3固装在支撑板1上并位于激光器6的前端两侧，第一工业相机2和第二工业相机3的光轴保持平行。所述存储控制装置8直接安装在支撑板1上并与第一工业相机2、第二工业相机3、旋转台4及激光器6相连接，电源模块(DC12V)与存储控制装置相连接，并为第一工业相机2、第二工业相机3、旋转台4及激光器6供电。
所述第一工业相机2和第二工业相机3接收存储控制装置8的控制信号，采集生产线上的图像数据并传送给存储控制装置8。
所述旋转台4接收存储控制装置8的控制信号并驱动激光器支架7和激光器6旋转。旋转台4通过存储控制装置(8)控制激光器6的照射角度，并实现视场内结构光三维成像扫描功能。
所述激光器6接收存储控制装置8的控制信号，开启或关闭激光器。
本发明的工作过程为：(1)通过设备支架10将本设备安装在汽车白车身生产线相应位置。(2)通过电源模块给设备供电(DC12V)，通过存储控制装置8实现对装置中各组件的运行进行控制。(3)汽车白车身到达工位后，存储控制装置8发出信号，控制激光器6发射激光，控制旋转台4从角度A匀速旋转到角度B，同时第一工业相机2和第二工业相机3分别采集激光器6照射角度A至激光器6照射角度B的图像数据并传送给存储控制装置8，存储控制装置8根据第一工业相机2和第二工业相机3采集的图像数据，结合相机焦距、相机像素大小、相机间距、畸变系数等参数，并利用三角定位算法解算出汽车白车身定位孔的位置从而实现汽车白车身的定位。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种基于结构光三维成像的汽车白车身定位设备，其特征在于：包括安装在汽车生产线上的设备外壳及其内部的支撑板，在支撑板上安装有两台工业相机、旋转台以及存储控制装置；在旋转台上安装有激光器，两台工业相机位于激光器的前端两侧并且两台工业相机的光轴保持平行；所述存储控制装置与两台工业相机、旋转台及激光器及电源模块相连接，所述旋转台在存储控制装置的控制下驱动激光器旋转并改变激光器的照射角度，所述激光器在存储控制装置的控制下开启或关闭，所述两台工业相机在存储控制装置的控制下采集生产线上的图像数据并传送给存储控制装置，所述存储控制装置根据结构光三维成像扫描原理解算汽车生产线上的汽车白车身定位孔的位置。
2.根据权利要求1所述的一种基于结构光三维成像的汽车白车身定位设备，其特征在于：所述存储控制装置根据两台工业相机采集的图像数据并结合系统参数解算汽车生产线上的汽车白车身定位孔的位置。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于结构光三维成像的汽车白车身定位设备，其特征在于：所述激光器通过激光器支架安装在旋转台上，所述旋转台通过旋转台支架安装在支撑板上，所述旋转台连同旋转台支架、激光器、激光器支架一同旋转，该旋转台通过存储控制装置控制激光器的照射角度，实现视场内结构光三维成像扫描功能。
4.根据权利要求3所述的一种基于结构光三维成像的汽车白车身定位设备，其特征在于：所述旋转台支架刚性连接在支撑板上。
5.根据权利要求1或2所述的一种基于结构光三维成像的汽车白车身定位设备，其特征在于：所述设备外壳通过设备支架固定在汽车生产线上。
6.根据权利要求1或2所述的一种基于结构光三维成像的汽车白车身定位设备，其特征在于：所述两台工业相机通过螺栓方式安装在支撑板上。
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