汽车车身激光在线检测技术的运用VIP专享VIP免费

机器人激光在线检测在奇瑞A3焊装线的应用介绍摘要汽车制造过程中，要严格控制车身尺寸，那么尺寸的检测和控制方式就显得尤为关键。目前，普遍使用的有：离线的三坐标测量、Cubing模型、检具、在线的机器人激光在线检测等方法，离线和在线测量相结合能更好的控制车身尺寸。奇瑞公司主打、战略转型的A3车型，焊装就采用了COMAU设计、制造的全自动化生产线且采用激光在线检测，对车身240多个特性就行100%测量，此项技术是在自主品牌汽车中首次应用，为A3良好的性能奠定了基础。关键词激光检测三坐标测量机器人数据分析1前言汽车制造过程中，车身最重要的两个质量特性是：车身尺寸和车身强度。对车身尺寸的检测和控制方法主要有三坐标测量、Cubing模型、检具、机器人激光在线检测，各种测量方法都存在利与弊，不能对车身尺寸进行完美控制，所以必须采用综合的测量方法。奇瑞“十年磨一砺”的主打、战略车型A3，经历过开创性的“十万公里连续不间断公开测试”、“突破性的通过C-NCAP五星安全测试”，被评为“自主品牌汽车杰出品质代表”。良好的综合性能，尤其是安全性和舒适性，与奇瑞公司着力打造精品车身是分不开的。A3的优秀品质，在设计、规划、工艺、制造等投入大量人力、物力和先进技术换来的。A3在焊装车间车身制造过程中采用了全自动主线，车身下部底盘和车身骨架拼装全部采用自动化夹具和机器人焊接，并在线末采用了机器人激光在线检测。由于A3自动化生产线是有COMAU公司负责设计、制造、调试，所有机器人全部是意大利COMAU机器人，主要有NH1和NH3型号，主拼夹具采用的是COMAU公司独有OPENGATE结构，很好的保证了车身尺寸。本文结合奇瑞A3焊装COMAU自动化生产线，对机器人激光在线检测的应用控制做简单介绍。2机器人激光在线检测的组成系统常见的机器人激光检测系统主要有机器人系统、检测报警控制系统、激光测量系统、数据分析系统、远程监控系统等五大部分组成，图1是系统组成示意图。图1机器人激光检测系统图功能实现过程概述：根据预先制定好测量点和测量特性，机器人载着激光测量头按调试好轨迹进行逐点测量，测量数据通过网络线传递到测量控制器系统中，数据分析系统对实测数据按照工艺控制进行分析判断，根据判断结果，对生产线发出继续生产、报警或停机指令，整个生产线的控制、生产全部有生产线PLC、传感器等软硬件组成的控制系统进行循环控制，图2为现场使用实景图。图2激光在线检测实景图3机器人激光在线检测系统的功能应用3.1机器人系统奇瑞A3使用的是COMAU六轴高精度机器人，它完成激光检测的所有动力功能，机器人控制系统利用其程序多、硬件灵活来实现柔性化检测，A3线就是A3两厢、三厢两车型的柔性检测。机器人系统主要包括三部分：第一、控制部分：完成数据的运算、程序的运行、信号的转化等控制功能；第二、工作部分：完成测量点数据的探测、采集和传输等终端操作功能；第三、机器人本体：实现运动的传递、轨迹的行走、承载工作部分等动作功能，图3为现场使用机器图。图3现场使用机器人图在采用机器人进行白车身自动焊接时，由于机器人运行产生热量易影响到机器人的运行路线精度。而机器人本身坐标系产生的微小偏差将直接影响到测点在车身的坐标系，因此每台测量机器人的细微偏差靠现场温度补偿小球在机器人坐标系中的坐标偏差量来自动补偿。根据温度的变化或工艺的不同要求，可编程控制程序(PLC)可以设定机器人检测一定数量白车身骨架时，A3检测数量标准冬夏季是150台份、春秋季300台份，对标准小球进行检测，通过小球的偏差不断调整机器人的运行状态。考虑到金属材料的热变量,这里采用受热基本上无变化的碳纤维材料的小球。见图4图4温度补偿小球3.2激光测量系统激光检测系统为一个非接触式三维视觉传感器装置组成，它由2个在45°方向对称配置的激光传感器和一个位于中心线上的CCD摄像机组成。激光传感器用来检测被测工件型面上某一点在空间的位置;摄像机用于确定面光源线光源特征点工件型面上一个孔的大小和形状〔见图5〕。一般来说三点即可确定一个圆孔,但是在检测时为了保证孔的大小形状可以多选取一些点,这里我们可以选取30点。对于不规则的物体通过寻...