CN113978577A - 一种无框车窗玻璃的组装调整方法和*** - Google Patents
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Abstract
本申请公开了无框车窗玻璃的组装调整方法，包括获取车门的定位孔和定位面的参数，计算对应的车窗目标位置；获取车窗初始位置；根据车窗初始位置与车窗目标位置的差值，获得车窗校正参数；根据车窗校正参数对车窗进行调整，并将车窗固定至车门。本申请还公开了无框车窗玻璃的组装调整***，包括车门固定装置、控制装置、扫描装置、车窗调整装置和车窗校正参数计算装置，扫描装置与车窗校正参数计算装置连接，控制装置与车窗调整装置连接。该无框车窗玻璃的组装调整方法和***能够提高生产效率，适用于多种车型，方便生产线布局，减少上下车门的人工和装夹损伤，避免接触式划伤，降低人力成本，质量更好且可控，数据可追溯，提高车辆的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于车辆制造技术领域，特别是涉及一种无框车窗玻璃的组装调整方法和***。
背景技术
传统乘用轿车的车门窗采用的是有框结构，其作用是加强车门结构的牢固强度，并且框架上部有玻璃导槽，起到玻璃升降时的导向和定位作用。但随着汽车材料性能和制造技术的提高，车身和车门框的结构强度已经能够满足安全方面的需要了，从而可以采用无框车门，这种无框车门具有轻盈、无遮挡和美观的特点，被越来越多的应用到新款车型上。上述无框车窗玻璃失去了上部框架的导槽结构，因此对装配方法阶段的定位及固定提出了很高的精度要求。现有的组装方法为工装型夹具固定车门定位，人工调整玻璃位置至相配套的玻璃定位工装，无法实现移动中的流水线操作，这就会影响生产效率及工厂效益，而且，人工调整的方式对操作工的熟练度要求比较高，需要较高的责任心以及较长的培训和熟练过程。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种无框车窗玻璃的组装调整方法和***，能够提高生产效率，适用于多种车型，方便生产线布局，减少上下车门的人工和装夹损伤，避免接触式划伤损失，降低人力成本，质量更好且可控，数据可追溯，提高车辆的可靠性。
本发明提供的一种无框车窗玻璃的组装调整方法包括：
获取车门的定位孔和定位面的参数，计算对应的车窗目标位置；
获取车窗初始位置；
根据所述车窗初始位置与所述车窗目标位置的差值，获得车窗校正参数；
根据所述车窗校正参数对所述车窗进行调整，并将所述车窗固定至所述车门。
优选的，在上述无框车窗玻璃的组装调整方法中，所述获取车门的定位孔和定位面的参数之前，还包括：
将所述车门移动到位，并控制防摇部件固定所述车门。
优选的，在上述无框车窗玻璃的组装调整方法中，所述获取车窗初始位置之前，还包括：
利用吸盘固定所述车窗。
优选的，在上述无框车窗玻璃的组装调整方法中，利用机器视觉相机获取所述车门的定位孔和定位面的参数。
优选的，在上述无框车窗玻璃的组装调整方法中，所述获取车窗初始位置包括：
对所述车窗的玻璃边沿的位置进行扫描。
优选的，在上述无框车窗玻璃的组装调整方法中，利用拧紧所述车窗的螺栓的方式，将所述车窗固定至所述车门。
本发明提供的一种无框车窗玻璃的组装调整***，包括车门固定装置、控制装置、扫描装置、车窗调整装置和车窗校正参数计算装置，所述扫描装置与所述车窗校正参数计算装置连接，所述控制装置与所述车窗调整装置连接；
其中，所述车门固定装置用于固定车门，所述控制装置用于控制所述车窗调整装置固定所述车窗，所述车窗校正参数计算装置用于控制所述扫描装置获取车门的定位孔和定位面的参数，计算对应的车窗目标位置，获取车窗初始位置，并且根据所述车窗初始位置与所述车窗目标位置的差值，获得车窗校正参数；
所述车窗调整装置用于根据所述车窗校正参数对所述车窗进行调整，并将所述车窗固定至所述车门。
优选的，在上述无框车窗玻璃的组装调整***中，所述车门固定装置利用防摇部件固定所述车门。
优选的，在上述无框车窗玻璃的组装调整***中，所述车窗调整装置为具有吸盘的机器人。
优选的，在上述无框车窗玻璃的组装调整***中，所述扫描装置为机器视觉相机。
通过上述描述可知，本发明提供的上述无框车窗玻璃的组装调整方法，由于包括先获取车门的定位孔和定位面的参数，计算对应的车窗目标位置；然后获取车窗初始位置；再根据所述车窗初始位置与所述车窗目标位置的差值，获得车窗校正参数；最后根据所述车窗校正参数对所述车窗进行调整，并将所述车窗固定至所述车门，可见该方案无需操作人员的参与，全程可以采用机器人自动化进行，因此能够提高生产效率，方便生产线布局，减少上下车门的人工和装夹损伤，避免接触式划伤损失，降低人力成本，质量更好且可控，数据可追溯，提高车辆的可靠性，而且该方案可以针对不同车型的不同尺寸的车窗玻璃进行精确的安装，因此该方法柔性高，适用于多种车型，本发明提供的上述无框车窗玻璃的组装调整***具有与上述方法相同的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种无框车窗玻璃的组装调整方法的实施例的示意图；
图2为本发明提供的一种无框车窗玻璃的组装调整***的实施例的示意图；
图3为无框车窗玻璃的组装调整***的工作流程图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种无框车窗玻璃的组装调整方法和***，能够提高生产效率，适用于多种车型，方便生产线布局，减少上下车门的人工和装夹损伤，避免接触式划伤损失，降低人力成本，质量更好且可控，数据可追溯，提高车辆的可靠性。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的一种无框车窗玻璃的组装调整方法的实施例如图1所示，图1为本发明提供的一种无框车窗玻璃的组装调整方法的实施例的示意图，该方法可以包括如下步骤：
S1：获取车门的定位孔和定位面的参数，计算对应的车窗目标位置；
该步骤可以但不限于采用机器视觉扫描的方式来获取这些参数，随着机器人技术和机器视觉技术的软硬件发展，采用非接触的机器视觉技术结合机器人替代人工操作在现代化制造业特别是汽车装配方法阶段的使用得到了飞速发展，能够起到提高产品质量和生产效率的作用，尤其是数字化工厂的进步，机器视觉***与机器人能够自动在工厂MES数字化数据传输、存储及质量追溯方面具有很大的优势，而且能够柔性生产，适用于不同车型，其中，定位孔的参数可以包括孔径、坐标和角度，定位面的参数可以包括坐标和角度，车窗就是要根据定位孔和定位面的这些参数进行安装固定，因此根据这些参数可以计算出的车窗目标位置，这个车窗目标位置里面可以包括车窗的目标位置坐标(x、y、z)和目标旋转角度(Rx、Ry、Rz)。
S2：获取车窗初始位置；
具体的，可以采用机器视觉扫描的方式按照一定的路径对该车窗的玻璃边沿的当前位置进行扫描，根据扫描结果得出该车窗初始位置，该车窗初始位置包括车窗的初始位置坐标(x0、y0、z0)和初始旋转角度(Rx0、Ry0、Rz0)。
S3：根据车窗初始位置与车窗目标位置的差值，获得车窗校正参数；
也就是说，可以但不限于采用3D机器视觉软件计算目标位置坐标(x、y、z)和初始位置坐标(x0、y0、z0)的坐标差值以及目标旋转角度(Rx、Ry、Rz)和初始旋转角度(Rx0、Ry0、Rz0)的角度差值，将这些差值传输至负责位置调整的设备。具体操作中，可以利用3D视觉软件计算机对适配的机器视觉***进行控制、数据获取、3D图像信息的转换、组合、精确计算位置信息、输出计算结果给机器人或者上位机。
S4：根据车窗校正参数对车窗进行调整，并将车窗固定至车门。
在这种情况下，负责位置调整的设备直接就能够将车窗调整至车窗目标位置，无需像现有的人工方式那样进行多次校正了，从而大大提高了无框车窗玻璃的组装效率，调整好以后可以采用任意所需的方式将车窗固定到车门上，从而快速的完成了无框车窗玻璃的组装。
通过上述描述可知，本发明提供的上述无框车窗玻璃的组装调整方法的实施例中，由于包括先获取车门的定位孔和定位面的参数，计算对应的车窗目标位置；然后获取车窗初始位置；再根据车窗初始位置与车窗目标位置的差值，获得车窗校正参数；最后根据车窗校正参数对车窗进行调整，并将车窗固定至车门，可见该方案无需操作人员的参与，全程可以采用机器人自动化进行，因此能够提高生产效率，方便生产线布局，减少上下车门的人工和装夹损伤，避免接触式划伤损失，降低人力成本，质量更好且可控，数据可追溯，提高车辆的可靠性，而且该方案可以针对不同车型的不同尺寸的车窗玻璃进行精确的安装，因此该方法柔性高，适用于多种车型。
在上述无框车窗玻璃的组装调整方法的实施例中，获取车门的定位孔和定位面的参数之前，还可以包括如下步骤：将车门移动到位，并控制防摇部件固定车门，这种防摇部件可以单独设置在地上，只要保证在位置扫描时车门不动即可。
而且，获取车窗初始位置之前，还可以包括如下步骤：利用吸盘固定车窗，这里采用吸盘定位的效果更好，能够根据车窗的具体情况调整吸力大小，保证车窗不会掉落，该吸盘的重复定位精度可以优选为0.05mm。当然这也是优选方案，还可根据实际需要进行调整，选用其他种类的车窗固定装置也可以。
在一个具体实施例中，可以利用机器视觉相机获取车门的定位孔和定位面的参数，采用的相机的像素可以优选为2k至3k，扫描宽度可以优选为40mm至60mm，这样就能够精确地捕捉车门结构上的定位参考点数据，从而能计算出准确的车窗目标位置，才能够精确地输出所需要的调整参数。当然还可以根据实际需要采用其他方式来实现该步骤，此处并不限制。
进一步的，上述实施例中的获取车窗初始位置的步骤可以具体包括对车窗的玻璃边沿位置的磨砂部分进行扫描，可获得3D轮廓点云数据，具体可以采用机器视觉相机对玻璃边沿进行扫描，机器视觉***就能够精确地捕捉玻璃边沿的数据，实现对透明车窗玻璃的定位，从而能够计算出其空间位置和姿态。
更进一步的，在确定好车窗玻璃的位置之后，可以利用拧紧车窗的螺栓的方式，将车窗固定至车门，该操作也无需人工参与，只需要扫描拧紧机器人就能够实现，当拧紧之后该扫描拧紧机器人就可以退回原位，然后进行车窗玻璃调整的机器人就可以松开吸盘抓手，退回原位，车门防摇机构也松开并退回原位，等待下一个车门到位信号，整个无框车窗玻璃安装流程就结束了。
在一个具体例子中，采用机器视觉技术对玻璃边沿磨砂部分进行扫描，可获得3D轮廓点云数据，采用图像空间结构原理，并通过计算机视觉图像软件编程可获得车窗初始位置，结合对车门结构定位点/面的扫描获得参考3D点云空间结构数据，可计算出相对应的车窗目标位置，然后进行比较计算，可获得车窗初始位置和车窗目标位置的差值数据量，并传输给玻璃调整机器人调整玻璃，从而将车窗玻璃调整至准确的目标位置，同时，扫描相机并联的拧紧枪可拧紧玻璃固定螺栓，从而完成“机器视觉定位+机器人调整”的全自动化组装流程。
本发明提供的一种无框车窗玻璃的组装调整***的实施例如图2所示，图2为本发明提供的一种无框车窗玻璃的组装调整***的实施例的示意图，该无框车窗玻璃的组装调整***包括车门固定装置1、控制装置2、扫描装置3、车窗调整装置4和车窗校正参数计算装置5，扫描装置3与车窗校正参数计算装置5连接，控制装置2与车窗调整装置4连接；
其中，车门固定装置1用于固定车门6，控制装置2用于控制车窗调整装置4固定车窗7，车窗校正参数计算装置5用于控制扫描装置3获取车门6的定位孔和定位面的参数，计算对应的车窗目标位置，获取车窗初始位置，并且根据车窗初始位置与车窗目标位置的差值，获得车窗校正参数；
车窗调整装置4用于根据车窗校正参数对车窗7进行调整，并将车窗7固定至车门6。
需要说明的是，上述车门固定装置1可以是单独的一个装置，用于固定车门6，保持车门不动，便于后续准确安装车窗，上述扫描装置3可以安装在一个机器人8的端部，该机器人8的动作可以利用控制装置2进行控制，方便将扫描装置3移动到车门或车窗的位置进行位置的扫描，而扫描结果传输到上述车窗校正参数计算装置5中，另外，该机器人8的端部还可以安装有拧紧枪9，该拧紧枪9可以通过拧紧控制器10连接到控制装置2，并接收控制装置2的控制，在车窗放置到位后，就可以控制该拧紧控制器拧紧车窗的螺栓，实现车窗与车门之间的固定，上述车窗调整装置4可以是采用机器人的方式，也是可以在控制装置2的控制下将待安装的车窗7吸附起来，然后进行扫描得到车窗初始位置，得到调整参数之后将车窗移动到目标车窗位置，实现车窗的准确安装。
通过上述描述可知，本发明提供的上述无框车窗玻璃的组装调整***的实施例，在运行时无需操作人员的参与，全程可以采用机器人自动化进行，因此能够提高生产效率，方便生产线布局，减少上下车门的人工和装夹损伤，避免接触式划伤损失，降低人力成本，质量更好且可控，数据可追溯，提高车辆的可靠性，而且该方案可以针对不同车型的不同尺寸的车窗玻璃进行精确的安装，因此柔性高，适用于多种车型。
在上述无框车窗玻璃的组装调整***的一个具体实施例中，车门固定装置1可以利用防摇部件固定车门，这种防摇部件可以单独设置在地上，只要保证在位置扫描时车门不动即可。
在上述无框车窗玻璃的组装调整***的另一个具体实施例中，车窗调整装置4可以为具有吸盘的机器人，这里采用吸盘定位的效果更好，能够根据车窗的具体情况调整吸力大小，保证车窗不会掉落，该吸盘的重复定位精度可以优选为0.05mm。当然这也是优选方案，还可根据实际需要进行调整，选用其他种类的车窗固定装置也可以。
在上述无框车窗玻璃的组装调整***的又一个具体实施例中，扫描装置3可以为机器视觉相机，采用的相机的像素可以优选为2k至3k，扫描宽度可以优选为40mm至60mm，这样就能够精确地捕捉车门结构上的定位参考点数据，从而能计算出准确的车窗目标位置，才能够精确地输出所需要的调整参数。
下面结合图3对上述***的工作过程进行说明，图3为无框车窗玻璃的组装调整***的工作流程图，将图2中的车窗调整装置4命名为机器人A，将机器人8命名为机器人B，这样更便于说明，这两个机器人的作用为精确地重复所设定的轨迹，以便机器视觉***准确地扫描到车窗和车门结构参考点的所有数据，而且根据视觉***所发数据指令，对车窗的位置进行精确的调整，以满足产品质量需求，机器人A调整到位后，机器人B利用其携带的拧紧枪对车窗固定螺栓拧紧。工作流程如下：先进行机器人标定，然后开始运行，等待门板到位，这里的门板就是前面提到的车门，将门板夹紧固定后，机器人A利用吸盘吸住玻璃，也就是吸住车窗，机器人B携带机器视觉相机扫描门结构的定位孔和定位面，利用电脑计算玻璃标准位置，也就是车窗目标位置，然后扫描玻璃的当前位置，计算输出二者的差值，也就是车窗校正参数，机器人A根据该值就能够将车窗玻璃调整到目标位置，最后机器人B上的拧紧枪锁紧玻璃紧固螺栓，就完成了一个车窗的准确安装。可以看出，采用机器视觉相机与机器人对车窗玻璃自动对位，具有如下优点：柔性高，适用于不同车型装配，只需调整程序，而且减少了工装，能够提高安装精度，提高工厂效益。
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)
1.一种无框车窗玻璃的组装调整方法，其特征在于，包括：
获取车门的定位孔和定位面的参数，计算对应的车窗目标位置；
获取车窗初始位置；
根据所述车窗初始位置与所述车窗目标位置的差值，获得车窗校正参数；
根据所述车窗校正参数对所述车窗进行调整，并将所述车窗固定至所述车门。
2.根据权利要求1所述的无框车窗玻璃的组装调整方法，其特征在于，所述获取车门的定位孔和定位面的参数之前，还包括：
将所述车门移动到位，并控制防摇部件固定所述车门。
3.根据权利要求1所述的无框车窗玻璃的组装调整方法，其特征在于，所述获取车窗初始位置之前，还包括：
利用吸盘固定所述车窗。
4.根据权利要求1所述的无框车窗玻璃的组装调整方法，其特征在于，利用机器视觉相机获取所述车门的定位孔和定位面的参数。
5.根据权利要求1所述的无框车窗玻璃的组装调整方法，其特征在于，所述获取车窗初始位置包括：
对所述车窗的玻璃边沿的位置进行扫描。
6.根据权利要求1-5任一项所述的无框车窗玻璃的组装调整方法，其特征在于，利用拧紧所述车窗的螺栓的方式，将所述车窗固定至所述车门。
7.一种无框车窗玻璃的组装调整***，其特征在于，包括车门固定装置、控制装置、扫描装置、车窗调整装置和车窗校正参数计算装置，所述扫描装置与所述车窗校正参数计算装置连接，所述控制装置与所述车窗调整装置连接；
其中，所述车门固定装置用于固定车门，所述控制装置用于控制所述车窗调整装置固定所述车窗，所述车窗校正参数计算装置用于控制所述扫描装置获取车门的定位孔和定位面的参数，计算对应的车窗目标位置，获取车窗初始位置，并且根据所述车窗初始位置与所述车窗目标位置的差值，获得车窗校正参数；
所述车窗调整装置用于根据所述车窗校正参数对所述车窗进行调整，并将所述车窗固定至所述车门。
8.根据权利要求7所述的无框车窗玻璃的组装调整***，其特征在于，所述车门固定装置利用防摇部件固定所述车门。
9.根据权利要求7所述的无框车窗玻璃的组装调整***，其特征在于，所述车窗调整装置为具有吸盘的机器人。
10.根据权利要求7所述的无框车窗玻璃的组装调整***，其特征在于，所述扫描装置为机器视觉相机。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220128 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |