CN114941991A - 一种车架纵梁长度在线测量系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车架纵梁长度在线测量系统及其工作方法，涉及车架纵梁长度测量领域，采用的方案是：测量架的一端设置有定位板，测量架的另一端设置有测量装置，测量装置包括控制装置、移动装置、图像采集装置和位移检测装置，移动装置、位移检测装置和图像采集装置均与控制装置电连接，移动装置能够带动图像采集装置移动，当图像采集装置处于初始位置时，图像采集装置与定位板的距离为设定距离L1，且图像采集装置位于待测车架纵梁正上方，当图像采集装置采集到待测车架纵梁端部边缘的图像时，移动装置停止移动，位移检测装置用于检测图像采集装置的移动距离L2。本发能够实现测量装置与车架纵梁的无接触式测量，保证检测的准确性。

Description

一种车架纵梁长度在线测量系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及车架纵梁长度测量领域，尤其涉及一种车架纵梁长度在线测量系统及其工作方法。

背景技术

底盘中最长且最重要的零件是车架纵梁，在车架纵梁长度检测时，常采用的测量方式有人工测量和自动测量，人工测量指借助卡尺、盒尺等工具，但是这种测量方式准确度低，检测时需要人工帮助，检测时间较长且影响后续工作；自动测量方式指使用滚轮与编码器，通过滚轮与被测样件接触进行测量，从编码器获得滚轮的移动距离，间接得知纵梁长度，但该方式测量受到纵梁粗糙度的影响，易出现滚轮与纵梁间打滑，导致长度测量不准确。

因此，针对上述现有技术存在的现状，研发一种车架纵梁长度在线测量系统及其工作方法是急需解决的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种车架纵梁长度在线测量系统及其工作方法，能够实现测量装置与车架纵梁的无接触式测量，保证检测的准确性。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种车架纵梁长度在线测量系统，包括测量架，所述测量架的一端设置有定位板，所述测量架的另一端设置有测量装置，所述测量装置包括控制装置、移动装置、图像采集装置和位移检测装置，所述移动装置、所述位移检测装置和所述图像采集装置均与所述控制装置电连接，所述移动装置能够带动所述图像采集装置沿所述测量架的长度方向移动，当所述图像采集装置处于初始位置时，所述图像采集装置与所述定位板的距离为设定距离L1，且所述图像采集装置位于待测车架纵梁正上方，当所述图像采集装置采集到待测车架纵梁端部边缘的图像时，所述移动装置停止移动，所述位移检测装置用于检测所述图像采集装置的移动距离L2。通过定位板与测量装置实现对车架纵梁无接触的测量、控制装置通过L1与L2计算车架纵梁长度，测量装置不与车架纵梁产生相对移动，测量准确。

进一步的，所述图像采集装置采集到的第一张包含待测车架纵梁边缘图像为止位图像，所述控制装置内存储有标准图像，所述标准图像为所述图像采集装置中心位于待测车架纵梁端部边缘正上方时采集的图像，所述控制装置能够通过所述止位图像与所述标准图像上同一点的水平方向的坐标差值计算出修正误差ΔL，所述控制装置根据公式L=L1+L2+ΔL计算出待测车架纵梁的长度L。当采集到第一张止位图像时，控制装置控制输送电机停止工作，通过修正误差ΔL消除视觉相机进行图像采集产生的误差，极大提高测量准确性。

进一步的，所述测量架上设置有输送装置，所述输送装置采用辊筒输送机，所述辊筒输送机包括输送电机和辊筒，所述定位板能够从相邻两个所述辊筒之间伸出，所述输送电机与所述控制装置电连接。方便安装定位板并且当定位板能阻挡车架纵梁的移动，保证测量的准确性，还能与车架纵梁运输线直接连通，省去人工搬运上料。

进一步的，所述测量架上设置有光电传感器，所述光电传感器与所述输送电机电连接，沿所述输送装置的输送方向，所述光电传感器位于所述定位板的后方且相互靠近，所述光电传感器与所述控制装置电连接。能够通过光电传感器实现自动化控制，提高检测效率。

进一步的，所述移动装置包括支架，所述支架可移动地设置在所述测量架的一端，所述支架两端分别设置有带轮，其中一个所述带轮连接有移动电机，所述移动电机与所述控制装置电连接，两个所述带轮通过同步带连接，所述同步带通过过线桥架与所述图像采集装置连接。能够根据不同批次待测车架纵梁的基本长度调整移动装置的位置，扩大本系统的适用范围。

进一步的，所述图像采集装置包括视觉相机，所述视觉相机能够实时采集待测车架纵梁的图像信息，所述视觉相机与所述控制装置电连接。能够实时获得待测车架纵梁的清晰图像，便于控住装置准确控制移动电机停止工作，提升检测的准确度。

进一步的，所述位移检测装置采用编码器，所述编码器安装在所述移动电机上，所述编码器与所述控制装置电连接，所述控制装置能够获取所述图像采集装置的位移L2。能够通过编码器准确获得L2，进一步提升检测的准确度。

进一步的，所述定位板连接有升降气缸，所述升降气缸与所述控制装置电连接。能够在不需要测量时恢复输送装置的输送功能，提高效率。

进一步的，还包括提示装置，所述提示装置包括显示屏、播放器和提示灯，所述显示屏、所述提示灯和所述播放器均与所述控制装置电连接，所述控制装置内存储有待测车架纵梁的合格长度范围。能够及时提醒操作者针对不合格的产品采取相应剔除措施。

本方案还提供了一种车架纵梁长度在线测量系统的工作方法，采用上述的车架纵梁长度在线测量系统，包括以下步骤：

S01：根据相应批次的待测车架纵梁的合格长度范围调整设定距离L1，并将合格长度范围存和标准图像储至所述控制装置中；

S02：启动所述输送电机；

S03：当所述光电传感器感应到待测车架纵梁时，所述控制装置控制所述输送装置减速运行，当待测车架纵梁的一端接触到所述定位板时，所述图像采集装置向远离所述定位板的一端移动；

S04：当所述图像采集装置移动到位后，所述移动电机停止工作，所述控制装置计算车架纵梁的长度；

S05：所述提示装置对车架纵梁的长度及是否合格进行提示，同时所述定位板下降，所述输送电机开始工作，当所述光电传感器检测不到待测车架纵梁时，所述定位板上升。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明提供了一种车架纵梁长度在线测量系统及其工作方法，通过定位板与测量装置实现对车架纵梁无接触的测量，测量装置不与车架纵梁产生相对移动，测量准确；通过采用辊筒输送机能够与车架纵梁运输线直接连通，省去人工搬运上料；通过视觉相机和控制装置能够准确控制移动电机停止工作，提升检测的准确度；通过控制装置计算修正误差ΔL能够消除视觉相机进行图像采集产生的误差，极大提高测量准确性；通过升降气缸能够在不需要测量时恢复输送装置的输送功能，提高效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施方式的结构示意图一。

图2为本发明具体实施方式的结构示意图二。

图3为本发明具体实施方式的结构示意图三。

图4为本发明具体实施方式的结构示意图四。

图5为图2中B处的放大图。

图6为图1中A处的放大图。

图7为图3中C处的放大图。

图中，1、测量架，2、输送装置，3、待测车架纵梁，4、移动装置，401、支架，402、从动带轮，403、拖链，404、过线桥架，405、导轨，406、滑块，407、主动带轮，408、移动电机，409、同步带，5、图像采集装置，6、控制装置，7、定位板，8、导向件，9、升降气缸，10、光电传感器，11、编码器。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

如图1至图5所示，本具体实施方式提供了一种车架纵梁长度在线测量系统，包括测量架1和提示装置、测量装置；测量架1上设置有输送装置2，输送装置2采用辊筒输送机，辊筒输送机包括输送电机和辊筒，输送装置2上设置有导向件8，能够保证待测车架纵梁3沿直线运输避免无法被定位板7定位，定位板7能够从测量架1的一端的相邻两个辊筒之间伸出，定位板7下方连接有升降气缸9，升降气缸9设置在测量架1上，升降气缸9能够使定位板7伸出到辊筒上方和下降到辊筒下方，能够在不测量的时候恢复输送装置2对待测车架纵梁3的运输；测量架1远离定位板7的一端设置有测量装置，测量装置包括控制装置6、移动装置4、位移检测装置和图像采集装置5，移动装置4、位移检测装置、升降气缸9和图像采集装置5均与控制装置6电连接，控制装置6设置在测量架1上，移动装置4能够带动图像采集装置5沿测量架1的长度方向往复移动，当图像采集装置5处于初始位置时，图像采集装置5与定位板7的距离为设定距离L1，并且图像采集装置5位于待测车架纵梁3正上方，为提升测量效率，图像采集装置5距离待测车架总纵梁3远离定位板7的一端较近，当控制装置6判断图像采集装置5采集到待测车架纵梁3端部边缘的图像时，移动装置4停止移动，位移检测装置用于检测图像采集装置5的移动距离L2，位移检测装置采用编码器11，编码器11安装在移动装置4的移动电机408上，移动电机408采用伺服电机，编码器11与控制装置6电连接，控制装置6能够获取图像采集装置5的移动位移L2；图像采集装置5采集到的第一张包含待测车架纵梁3边缘图像为止位图像，控制装置6内存储有标准图像，标准图像为视觉相机中心位于待测车架纵梁3端部边缘正上方时采集的图像，控制装置6能够通过止位图像与标准图像上同一点的水平方向的坐标差值计算出修正误差ΔL，控制装置6根据公式L=L1+L2+ΔL计算出待测车架纵梁3的长度L；测量架1上设置有光电传感器10，光电传感器10与输送电机、控制装置6分别电连接，沿输送装置2的输送方向，光电传感器10位于定位板7的后方且相互靠近，当光电传感器10被待测车架纵梁3的一端遮挡时，光电传感器10向输送电机发出减速信号，以保证待测车架纵梁3与定位板7缓慢接触避免被定位板7反弹导致测量不准确，通过光电传感器10检测待测车架纵梁3是否运输到位，控制装置6具有计时功能，延迟设定时间后控制移动装置4开始向远离定位板7的方向移动，以保证是在待测车架纵梁3停止前进后进行测量，防止与测量装置产生相对运动影响测量精度；提示装置包括显示屏、播放器和提示灯，显示屏、提示灯和播放器均与控制装置6电连接，控制装置6内存储有待测车架纵梁3的合格长度范围，当L不在合格长度范围内时，提示灯显示红灯，语音提示装置发出“长度不合格”的语音提示，显示器上以红色字体显示L大小，当L在合格长度范围内时，提示灯显示绿灯，语音提示装置发出“长度合格”的语音提示，显示器上以绿色字体显示L大小。

如图6和图7所示，移动装置4可以采用以下具体结构：移动装置4包括支架401，支架401通过测量架1上的槽孔和螺栓组件可移动地设置在测量架1的一端，支架401顶部两端通过转轴和轴承可转动地设置有从动带轮402和主动带轮407，主动带轮407连接有移动电机408，移动电机408设置在支架401上，移动电机408与编码器11电连接，从动带轮402和主动带轮407通过同步带409连接，同步带409上设置有过线桥架404，过线桥架404的一端连接有视觉相机，过线桥架404的另一端跨过同步带409连接有拖链403，拖链403设置在支架401上，为了增强对视觉相机的支撑强度保证其处于水平位置，过线桥架404的一侧设置有滑块406，支架401的一侧设置有导轨405，滑块406与导轨405配合；显示屏、播放器和提示灯均设置在支架401上。

本具体实施方式还提供了一种车架纵梁长度在线测量系统的工作方法，包括以下步骤：

S01：根据相应批次的待测车架纵梁的合格长度范围调整设定距离L1，L1小于最小合格长度，并将合格长度范围存储至控制装置中；

S02：启动输送电机；

S03：当光电传感器感应到待测车架纵梁时，控制装置控制输送装置减速运行，当待测车架纵梁的一端接触到定位板时，图像采集装置向远离定位板的一端移动；

S04：当图像采集装置获得止位图像后移动到位，移动电机停止工作，控制装置计算车架纵梁的长度，控制装置首先通过止位图像与标准图像上同一点的水平方向的坐标差值计算出修正误差ΔL，再通过编码器传递来的数据计算出L2，控制装置根据公式L=L1+L2+ΔL计算出待测车架纵梁的长度L；

S05：提示装置对车架纵梁的长度及是否合格进行提示，同时升降气缸带动定位板下降，输送电机开始工作，当光电传感器检测不到待测车架纵梁时，升降气缸带动定位板上升。

本具体实施方式的工作原理为：

首先根据待测车架纵梁3长度设置L1，当待测车架纵梁3与定位7接触后停止移动，视觉相机向待测车架纵梁的另一端移动并在此过程中不断采集相应的纵梁图像，控制装置6不断将纵梁图像与标准图像进行比对，当获得第一张包含纵梁边缘图像时即获得止位图像时，控制装置6根据编码器11的数据计算出L2，测量装置与待测车架纵梁3没有接触不产生相对滑动，为了进一步提高检测的精准度，考虑到由于视觉相机拍照取景范围的影响，止位图像与标准图像并不是重合对应的，此时视觉相机的中心还距离纵梁边缘一定距离，通过控制装置6对此距离进行测算，从而精准地确定L=L1+L2+ΔL。

从以上具体实施方式中可以看出本发明具有以下有益效果：

1、通过定位板7与测量装置实现对待侧车架纵梁3无接触的测量，测量装置不与待侧车架纵梁3产生相对移动，测量准确；

2、通过采用辊筒输送机能够与待侧车架纵梁3的生产运输线直接连通，省去人工搬运上料；

3、通过视觉相机和控制装置6能够准确控制移动电机停止工作，提升检测的准确度；

4、通过控制装置6计算修正误差ΔL能够消除视觉相机进行图像采集产生的误差，极大提高测量准确性；

5、通过升降气缸9能够在不需要测量时恢复输送装置的输送功能，提高效率；

6、通过光电传感器10和控制装置6实现自动化控制，提高检测效率；

7、将支架401可移动地设置在测量架1的一端能够根据不同批次待测车架纵梁3的基本长度调整移动装置的位置，扩大本系统的适用范围；

8、通过视觉相机能够实时、清晰地获得待侧车架纵梁3的图片信息，便于控制装置6进行分辨，以实现及时停止移动装置，有利于提高测量精准度。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“上”、“下”、“外侧”、“内侧”等（如果存在）是用于区别位置上的相对关系，而不必给予定性。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种车架纵梁长度在线测量系统，其特征在于，包括测量架（1），所述测量架（1）的一端设置有定位板（7），所述测量架（1）的另一端设置有测量装置，所述测量装置包括控制装置（6）、移动装置（3）、图像采集装置（5）和位移检测装置，所述移动装置（3）、所述位移检测装置和所述图像采集装置（5）均与所述控制装置（6）电连接，所述移动装置（3）能够带动所述图像采集装置（5）沿所述测量架（1）的长度方向移动，当所述图像采集装置（5）处于初始位置时，所述图像采集装置（5）与所述定位板（7）的距离为设定距离L1，且所述图像采集装置（5）位于待测车架纵梁正上方，当所述图像采集装置（5）采集到待测车架纵梁端部边缘的图像时，所述移动装置（3）停止移动，所述位移检测装置用于检测所述图像采集装置（5）的移动距离L2。

2.如权利要求1所述的车架纵梁长度在线测量系统，其特征在于，所述图像采集装置（5）采集到第一张的包含待测车架纵梁边缘图像为止位图像，所述控制装置（6）内存储有标准图像，所述标准图像为所述图像采集装置（5）中心位于待测车架纵梁端部边缘正上方时采集的图像，所述控制装置（6）能够通过所述止位图像与所述标准图像上同一点的水平方向的坐标差值计算出修正误差ΔL，所述控制装置（6）根据公式L=L1+L2+ΔL计算出待测车架纵梁的长度L。

3.如权利要求2所述的车架纵梁长度在线测量系统，其特征在于，所述测量架（1）上设置有输送装置（2），所述输送装置（2）采用辊筒输送机，所述辊筒输送机包括输送电机和辊筒，所述定位板（7）能够从相邻两个所述辊筒之间伸出，所述输送电机与所述控制装置（6）电连接。

4.如权利要求3所述的车架纵梁长度在线测量系统，其特征在于，所述测量架（1）上设置有光电传感器（10），所述光电传感器（10）与所述输送电机电连接，沿所述输送装置（2）的输送方向，所述光电传感器（10）位于所述定位板（7）的后方且相互靠近，所述光电传感器（10）与所述控制装置（6）电连接。

5.如权利要求4所述的车架纵梁长度在线测量系统，其特征在于，所述移动装置（3）包括支架（401），所述支架（401）可移动地设置在所述测量架（1）的一端，所述支架（401）两端分别设置有带轮，其中一个所述带轮连接有移动电机（408），所述移动电机（408）与所述控制装置（6）电连接，两个所述带轮通过同步带（409）连接，所述同步带（409）通过过线桥架（404）与所述图像采集装置（5）连接。

6.如权利要求5所述的车架纵梁长度在线测量系统，其特征在于，所述图像采集装置（5）包括视觉相机，所述视觉相机能够实时采集待测车架纵梁的图像信息，所述视觉相机与所述控制装置（6）电连接。

7.如权利要求6所述的车架纵梁长度在线测量系统，其特征在于，所述位移检测装置采用编码器（11），所述编码器（11）安装在所述移动电机（408）上，所述编码器（11）与所述控制装置（6）电连接，所述控制装置（6）能够获取所述图像采集装置（5）的位移L2。

8.如权利要求7所述的车架纵梁长度在线测量系统，其特征在于，所述定位板（7）连接有升降气缸（9），所述升降气缸（9）与所述控制装置（6）电连接。

9.如权利要求8所述的车架纵梁长度在线测量系统，其特征在于，还包括提示装置，所述提示装置包括显示屏、播放器和提示灯，所述显示屏、所述提示灯和所述播放器均与所述控制装置（6）电连接，所述控制装置（6）内存储有待测车架纵梁的合格长度范围。

10.一种车架纵梁长度在线测量系统的工作方法，采用如权利要求9所述的车架纵梁长度在线测量系统，其特征在于，包括以下步骤：

S01：根据相应批次的待测车架纵梁的合格长度范围调整设定距离L1，并将合格长度范围存储至所述控制装置中；

S02：启动所述输送电机；

S03：当所述光电传感器感应到待测车架纵梁时，所述控制装置控制所述输送装置减速运行，当待测车架纵梁的一端接触到所述定位板时，所述图像采集装置向远离所述定位板的一端移动；

S04：当所述图像采集装置移动到位后，所述移动电机停止工作，所述控制装置计算车架纵梁的长度；

S05：所述提示装置对车架纵梁的长度及是否合格进行提示，同时所述定位板下降，所述输送电机开始工作，当所述光电传感器检测不到待测车架纵梁时，所述定位板上升。

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