CN109696136B - 汽车玻璃涂胶胶型在线检测装置、方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车玻璃涂胶胶型在线检测装置、方法及***，预设好汽车挡风玻璃涂胶胶型的三维数据信息，即宽度、高度和横截面积的阈值；拍摄汽车挡风玻璃涂胶过程中的实时胶型图像，定位胶型的位置，提取三维图像数据，即图像宽度、高度、横截面积；将提取到的图像宽度、高度、横截面积分别与预设的宽度、高度、横截面积进行比较，得到差值；判断差值是否在预设范围内，若是，则继续对汽车挡风玻璃涂胶，直至涂胶完成；否则，判定为胶型不合格，输出报警信息。本发明对环境光线无要求，适用性强。

Description

汽车玻璃涂胶胶型在线检测装置、方法及***

技术领域

本发明涉及汽车制造领域，特别是一种汽车玻璃涂胶胶型在线检测装置、方法及***。

背景技术

随着汽车制造技术的不断进步以及汽车制造工艺的不断优化，汽车涂胶技术已经越来越广泛地应用于各大汽车整车及汽车零部件制造商。汽车挡风玻璃的安装是汽车总成的一道重要工序，挡风玻璃的安装质量直接影响到整车的密封性和驾驶员的安全性，是汽车质量的一项重要指标。因此，在汽车挡风玻璃的涂胶安装过程中引入了工业机器人***；此外，由于涂胶质量的好坏严重影响了汽车的产品质量和行车安全，在制造商的智能化和无人化车间中，涂胶检查也成为了生产过程不可或缺的环节。现有技术主要是二维视觉及单条激光视觉传感器在线检测涂胶的解决方案。二维视觉是基于二维图片的对比度(颜色或灰度差异)来获取胶***置等信息，此种检测方法有一定的局限性，二维视觉检测胶型质量，重点检测是否断胶和胶体是否位置偏移。单条激光视觉传感器利用激光的三角测量法来测量胶型的宽度和高度。

二维视觉和单条激光视觉传感器在线检测涂胶胶型方法的缺点如下：

1)只能获取二维信息即胶体宽度，而对于胶体功能特性真正相关的胶体高度和横截面积信息等则不能获取到；

2)在实际生产环境中，二维视觉易受到被测件颜色及环境光的影响，其误判率非常高。

3)在一些特殊情况下二维相机不能识别，例如涂胶过程中被测件抖动或者机器人路径规划不佳时，胶枪便有可能会刮擦到零件表面留下一层薄薄的胶体印记(但其实涂胶量不足)，导致二维视觉***误判，产生不合格件。

4)由于胶枪四周空间的局限性以及涂胶方向的任意性，导致通用的单条激光线传感器不能满足检测需求，例如玻璃的拐角圆弧处等，单条激光线传感器检测不出来。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种汽车玻璃涂胶胶型在线检测装置、方法及***，稳定检测涂胶质量，提高检测效率和可靠性，检测方式不受环境及空间的限制。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种汽车玻璃涂胶胶型在线检测装置，包括：

所述对中机构，安装于地面，位于皮带输送机的下方；

所述对中机构包括图4中的底架、支架、第一对中组件1、第二对中组件2、顶升组件；所述顶升组件安装于所述第一二对中组件1上；所述两对第一对中组件1安装于所述支架上，所述支架和所述第二对中组件2均安装于所述底架上。；当所述顶升组件上放置有汽车玻璃时，所述第一对中组件和所述第二对中组件同时向中间运动夹紧汽车玻璃方向上垂直安装。；

固定于所述对中机构上的汽车挡风玻璃；

设置于所述汽车挡风玻璃上方的旋转涂胶枪和三维激光传感器；

用于固定所述旋转涂胶枪、三维激光传感器的工业机器人；

所述三维激光传感器用于获取汽车挡风玻璃涂胶过程中实时胶型图像的三维数据，即图像宽度、高度、横截面积。

所述工业机器人、三维激光传感器均与控制***连接。

所述旋转涂胶枪、三维激光传感器固定于所述工业机器人机械臂的末端。

所述控制***包括：

预设单元，用于预设好汽车挡风玻璃涂胶胶型的三维数据信息，即宽度、高度和横截面积的阈值,所述宽度、高度和横截面积阈值分别为9mm，13mm，58.5mm²；

提取单元，用于拍摄汽车挡风玻璃中涂胶过程中的实时胶型图像，定位胶型的位置，提取三维激光传感器获取的三维图像数据，即图像宽度、高度、横截面积；

比较单元，用于将提取到的图像宽度、高度、横截面积分别与预设的宽度、高度、横截面积进行比较；

判断单元，用于判断胶型的宽、高或者横截面积差值是否在预设范围内，其中宽度和高度的预设范围为±1，横截面积的预设范围为±0.5；若是，则继续对汽车挡风玻璃涂胶，直至涂胶完成；否则，判定为胶型不合格，输出报警信息。

相应地，本发明还提供了一种汽车玻璃涂胶胶型在线检测方法，包括以下步骤：

1)预设好汽车挡风玻璃涂胶胶型的三维数据信息，即宽度、高度和横截面积的阈值，阈值分别为9mm，13mm，58.5mm²；

2)拍摄汽车挡风玻璃涂胶过程中的实时胶型图像，定位胶型的位置，提取三维图像数据，即图像宽度、高度、横截面积；

3)将步骤2)提取到的图像宽度、高度、横截面积分别与步骤1)预设的宽度、高度、横截面积进行比较，得到差值；

4)判断胶型的宽、高或者横截面积差值是否在预设范围内，其中宽度和高度的预设范围为±1，横截面积的预设范围为±0.5；若是，则继续对汽车挡风玻璃涂胶，直至涂胶完成；否则，判定为胶型不合格，输出报警信息。

本发明还提供了一种汽车玻璃涂胶胶型在线检测***，包括：

预设单元，用于预设好汽车挡风玻璃涂胶胶型的三维数据信息，即宽度、高度和横截面积的阈值，宽度、高度和横截面积的阈值分别为9mm，13mm，58.5mm²；

提取单元，用于拍摄汽车挡风玻璃中涂胶过程中的实时胶型图像，定位胶型的位置，提取三维图像数据，即图像宽度、高度、横截面积；

比较单元，用于将提取到的图像宽度、高度、横截面积分别与预设的宽度、高度、横截面积进行比较；

判断单元，判断用于胶型的宽度、高度或者横截面积差值是否在预设范围内，其中宽度和高度的预设范围为±1，横截面积的预设范围为±0.5；若是，则继续对汽车挡风玻璃涂胶，直至涂胶完成；否则，判定为胶型不合格，输出报警信息。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：

1)本发明对环境光线无要求，适用性强，避免了繁琐的光源调试；

2)本发明具有很强的抗干扰性，即使在涂胶过程中出现被测件抖动或者机器人路径规划不佳时导致胶枪在玻璃上留下一些薄薄的印记，本发明也能不受干扰，不会出现误检测；

3)本发明所需的安装空间小、与机器人及涂胶设备的兼容性高、对机器人编程复杂程度的增加小、涂胶速度改变的适配性高；

4)检测效率高，可靠性高，三维激光传感器是利用面激光来采集被测件的数据信息，不受被测件颜色及环境光源的影响，且在安装方式上不需与被测件垂直，因此检测方式不受环境和空间的限制。

附图说明

图1为本发明检测装置结构示意图；

图2为本发明在线检测原理图；

图3为本发明方法原理图；

图4为本发明检测装置对中机构结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供了一种基于三维激光视觉的汽车玻璃涂胶胶型在线检测***，用于汽车总装生产线挡风玻璃涂胶工位上，包括工业机器人3、皮带输送机7、固定式旋转涂胶枪4、对中机构1、三维视觉激光传感器5、工业计算机6等装置。其中胶枪和三维激光视觉传感器安装在工业机器人的末端。

汽车挡风玻璃由皮带输送机输送到对中机构位置停止，对中机构的顶升组件103吸住玻璃并将玻璃顶升到位，第一对中组件101和第二对中组件102同时向中间运动夹紧玻璃，并将玻璃定位固定好，工业机器人带动胶枪自动对挡风玻璃涂胶，在涂胶的同时，工业机器人末端的三维激光视觉***对胶型进行高度、宽度、横截面以及断胶或漏涂现象的检测，检测出不合格，将报警信息发送给PLC控制***，PLC控制***控制输送装置将玻璃输送到人工返修台处理，合格则继续涂胶，涂胶完成后第一对中组件和第二对中组件松开返回原位，顶升组件下降到位松开玻璃，皮带输送机将涂胶完成的玻璃输送到下一工位。第一对中组件101安装于支架105上，所述支架105和所述第二对中组件102安装于底架104上。本发明中，第一对中组件101包括位置相对的两组对中单元，每组对中单元包括两个并列设置的对中单元，两组对中单元可以相向移动；第二对中组件包括两个对中单元，两个对中单元可以相向移动；第一对中单元、第二对中单元的移动方向垂直。

如图2所示，本发明包括挡风玻璃1、工业机器人+胶枪2、三维激光视觉传感器3、图像处理***4、PLC控制***5五个部分。具体的流程参照图3。

1、在图像处理***4中根据要求预设好胶型三维数据，即宽、高与横截面积的阈值并存储，作为后续加工状态的基准值。

2、三维激光视觉传感器3实时拍摄玻璃涂胶过程中的胶型三维图像，图像处理***4可直接定位胶型的位置，并直接提取其三维图像数据(宽、高、横截面积)，并与步骤1中预设的基准值进行比较。

3、当比较差值在允许的误差范围之内，表示胶型合格，机器人可以继续对挡风玻璃进行涂胶，如此循环，直至自动涂胶完成。

4、当比较差值在超过允许的误差范围，表示胶型不合格，图像处理***4给PLC控制***5发报警信号，PLC程序控制将该不合格胶型的玻璃输送至人工返修工位处理。

Claims (5)

1.一种汽车玻璃涂胶胶型在线检测装置，其特征在于，包括：

对中机构（1），安装于地面，位于皮带输送机（7）的下方；

所述对中机构（1）包括底架（104）、支架（105）、第一对中组件（101）、第二对中组件（102）、顶升组件（103）；所述顶升组件（103）安装于所述第二对中组件（102）上；所述第一对中组件（101）安装于所述支架（105）上，所述支架（105）和所述第二对中组件（102）安装于所述底架（104）上；当所述顶升组件（103）上放置有汽车玻璃时，所述第一对中组件（101）和所述第二对中组件（102）同时向中间运动夹紧汽车玻璃；

固定于所述对中机构（1）上的汽车挡风玻璃；

设置于所述汽车挡风玻璃上方的旋转涂胶枪（4）和三维激光传感器；

用于固定所述旋转涂胶枪（4）、三维激光传感器的工业机器人（3）；

所述三维激光传感器用于获取汽车挡风玻璃涂胶过程中实时胶型图像的三维数据，即图像宽度、高度、横截面积；

所述工业机器人（3）、三维激光传感器均与控制***连接。

2.根据权利要求1所述的汽车玻璃涂胶胶型在线检测装置，其特征在于，所述旋转涂胶枪（4）、三维激光传感器固定于所述工业机器人（3）机械臂的末端。

3.根据权利要求1所述的汽车玻璃涂胶胶型在线检测装置，其特征在于，所述控制***包括：

预设单元，用于预设好汽车挡风玻璃涂胶胶型的三维数据信息，即宽度、高度和横截面积的阈值,所述宽度、高度和横截面积阈值分别为9mm，13mm，58.5mm²；

提取单元，用于拍摄汽车挡风玻璃中涂胶过程中的实时胶型图像，定位胶型的位置，提取三维激光传感器获取的三维图像数据，即图像宽度、高度、横截面积；

比较单元，用于将提取到的图像宽度、高度、横截面积分别与预设的宽度、高度、横截面积进行比较；

判断单元，用于判断胶型的宽、高或者横截面积差值是否在预设范围内，其中宽度和高度的预设范围为±1，横截面积的预设范围为±0.5；若是，则继续对汽车挡风玻璃涂胶，直至涂胶完成；否则，判定为胶型不合格，输出报警信息。

4.一种汽车玻璃涂胶胶型在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)预设好汽车挡风玻璃涂胶胶型的三维数据信息，即宽度、高度和横截面积的阈值，阈值分别为9mm，13mm，58.5mm²；

2)拍摄汽车挡风玻璃涂胶过程中的实时胶型图像，定位胶型的位置，提取三维图像数据，即图像宽度、高度、横截面积；

3)将步骤2）提取到的图像宽度、高度、横截面积分别与步骤1）预设的宽度、高度、横截面积进行比较，得到差值；

4)判断胶型的宽、高或者横截面积差值是否在预设范围内，其中宽度和高度的预设范围为±1，横截面积的预设范围为±0.5；若是，则继续对汽车挡风玻璃涂胶，直至涂胶完成；否则，判定为胶型不合格，输出报警信息。

5.一种汽车玻璃涂胶胶型在线检测***，其特征在于，包括：

预设单元，用于预设好汽车挡风玻璃涂胶胶型的三维数据信息，即宽度、高度和横截面积的阈值，宽度、高度和横截面积的阈值分别为9mm，13mm，58.5mm²；

提取单元，用于拍摄汽车挡风玻璃中涂胶过程中的实时胶型图像，定位胶型的位置，提取三维图像数据，即图像宽度、高度、横截面积；

比较单元，用于将提取到的图像宽度、高度、横截面积分别与预设的宽度、高度、横截面积进行比较；

判断单元，判断用于胶型的宽度、高度或者横截面积差值是否在预设范围内，其中宽度和高度的预设范围为±1，横截面积的预设范围为±0.5；若是，则继续对汽车挡风玻璃涂胶，直至涂胶完成；否则，判定为胶型不合格，输出报警信息。