重庆×公司汽车仪表盘骨架在线检测技术方案

1、重庆汽车有限公司项目名称: 在线检测设备深圳市好域安科技有限公司设计制造目 录一、设计要求11.1 检测的内容、要求1二、检测方案2三、操作说明83.1 机械及电气部分操作说明83.2 人机交互系统操作说明113.2.1系统登录113.2.2 主界面123.2.3 系统设置13一、设计要求1.1 检测的内容、要求1）检测内容 检测10处装车过孔或螺纹孔的位置度，以及用位移传感器检测4个装车面的位置。具体检测的位置和要求如下图1和表1所示：图1 检测的位置表1 检测的要求检测的位置要 求备注孔1、4槽2、3、5、6焊接螺母7孔8焊接螺母9、10面a1、a2、a3、a41、产品焊接初期任意3个a面

2、定位，检测第四个面； 2、产品质量稳定后，以固定的3个面定位，检测第4个面； 3、其余3个位移传感器可同时兼作备件使用。检测面的位置2）检测节拍 被检测工件的上料和下料共计30s，整个检测过程控制在100s内；3）硬件部分 测试工作台由通用台架和专用工装组成，产品换代后，只需更换专用工装即可。检测工作台外围设施，如台架、吊灯、风扇等。4）软件部分 软件需要有扫描仪接口,并且扫描仪接口类型是以太网，满足系统需求； 考虑到以后被检测工件的更新换代，相应检测参数及要求会有变更，软件需要有良好的可操作性及升级空间； 检测数据需有详细的记录，可定期同步到网络，并具备spc数据统计及输出功能。5）精度要求

3、 检测设备b、c基准定位精度0.05mm，a基准定位精度0.05mm，检测设备检测精度0.1mm（无振动、粉尘的环境）。二、检测方案 检测方案主要由机械结构系统、工件进料系统、工件定位系统、电气系统、人机交互系统、视觉检测系统以及标准件结构等组成。 机械结构系统：主要由底座、减震垫铁、立柱、防护结构以及其他系统支撑结构； 工件进料系统：主要由导向轮、导轨及支撑结构； 工件定位系统：主要由支撑工装及定位工装； 电气系统：主要由安全系统、气动装置系统以及强、弱电部分 ； 人机交互系统：后叙； 视觉检测系统：主要由工业相机、工控机、图像处理软件、显示部分及扫描仪接口等； 标准件机构：后叙； 机械结构

4、系统：该系统主要包括设备底座、减震垫铁、防护结构、相机支架及位移传感器支架等部分，该部分是整台设备的框架，如图2所示。 图2 总体结构 工件进料系统：该系统将实现工件的上、下动作，将待检测工件送至检测位置，检测结束后并将待检测工件送出设备，完成下料动作。该部分包含导向轮、导轨、导向轴及与之相关的支撑结构，如图3所示。 图3 工件进料系统 工件定位系统：该系统完成待检测工件定位功能，使待检测工件在待检测位置具有高度可靠性，并且保证定位的高精准性。该部分包括支撑工装、定位v型块、定位导向部分等，如图4、5所示。图4 支撑工装 图5 定位部分电气系统：该系统是设备在正常工作时所有相关的强、弱电部分。

5、包括plc、安全光栅、气动装置部分，如图6、7、8所示。 图6 plc 图7 安全光栅 图8 气动部分 人机交互系统：人与设备进行数据交换的界面，该系统包括具有触摸功能的显示屏，各种电源的控制按钮，以及显示屏与人机交互界面进行交互的界面等，如图9所示。图9 人机交互系统机器视觉检测系统：该系统是设备的核心部分，完成工件相关位置的检测功能，该部分包括视觉采集系统、图形图像处理软件、工控机等，如图10、11所示。 图10 视觉采集及处理图11 工控机平面度检测系统：该系统主要完成待检测的四个平面检测，该部分包括位置信息采集系统，软件开发及显示（见图10所示），如图12所示。图12 平面度信息采集系

6、统标准件：该部分是实现设备系统标定的实物，其具有高精度、不易变形等特点，如图13所示。图13 标准件三、操作说明3.1 机械及电气部分操作说明1）检查设备处于正常状态，保证电源接线板处于正常开启状态，启动图示设备总电源，开启设备；如图14所示。图14 设备总电源2）保证气压供给正常，打开调压阀，使气压达到0.60.7mpa，标准值为0.67mpa。图15 调压阀3） 检查安全光栅是否正常，正常则进行下一步。图16 安全光栅4） 检查设备工装、相机、传感器上无异物，按下控制面板上的“上升”按钮，将设备工装升起。5） 人工完成工件安装，安装工件时须轻拿轻放，工件装好后及时压上压钳，避免工件脱落。图

7、17 工件安装6） 工件安装完成后，按下“下降”按钮，将待检测工件输送到待检测位置。 注：在工装上升（下降）的过程中，禁止身体部位或其他物体进入到设备内部，避免对人身和设备造成伤害。此过程中若有身体部位或者其他物体进入到设备中，会被安全光栅感知（光栅指示灯红灯闪烁），设备会立即停止上升（下降），以保护人身和设备不受伤害，此时应将身体部位或异物移除设备，并按下“上升”（下降），设备继续执行上升（下降）的任务，直到完成。7） 人工扫描待检测工件的条形码，将条形码信息与待检测工件的相关检测信息链接起来。8） 启动位置度和平面位置检测，在显示屏上选择信息采集模式。 图18 操作界面注：在进行产品检测时

8、，请选用模式0、模式1、模式2、模式3、模式4，分别对四个传感器进行驱动，根据工作需要，自行选择工作模式。模式0：相机、位移传感器独立触发；模式1：相机同时触发、1号位移传感器触发；模式2：相机同时触发、2号位移传感器触发；模式3：相机同时触发、3号位移传感器触发；模式4：相机同时触发、4号位移传感器触发。9） 完成所有待检测量的采集工作，并通过显示屏显示出来。 如图18所示，在显示屏上点击“全部触发”，即可完成对10个孔（槽）位置度的检测，点击“传感器1”（或传感器2、传感器3、传感器4）即可完成轮廓度（平面度）的检测，检测数据实时显示在显示屏上，系统会根据设置的公差自动对已测每一组数据做出

9、判定，判定结果为“合格”和“不合格” ，不合格数据会以红色字体显示出来。点击“保存数据”即可对检测的数据进行保存，完成数据保存后即可点击“计数清屏”，以清除屏幕上的检测数据，为下一组检测准备。 注：在点击传感器触发时，传感器接触工件进行检测，但为了保证检测的准确度，气缸会延迟5秒收回（弹出5秒后收回），因此在传感器检测过程中禁止进行其他设备操作（如升降工装、保存数据、清除数据），防止损坏检测设备和影响检测数据的准确性。10） 完成上述检测后按下“上升”按钮，将待检测工件升起，轻拿轻放取下待检测工件，并安装下一个待测工件。11） 重复1）10）的工作，完成下一个待检测工件的检测工作。3.2 人机

10、交互系统操作说明3.2.1系统登录打开操作系统，进入系统登录的主界面，如图19所示： 图19 系统登录界面可选择“管理员”、“工程师”、“操作员”三个用户类型，根据操作人员的权限选择一个用户类型并输入账号和密码进行登录，系统默认：管理员：admin，密码为888；工程师：en，密码为666；操作员：op，密码为111。可在“系统设置”中对账号和密码进行设置，详细设置方法后叙。3.2.2 主界面 系统登录后进入测量系统的主界面，如图20所示：图20 主界面主界面分为上、下两部分，上面为显示区，下面为操作区。在显示区的左边显示为相机采集图像显示区域，可以点击上方的相机标号（ccd1-ccd10），

11、查看各个相机的图像显示效果；显示区右边为四个平面度和十个孔的测量结果显示区域。 操作区各按键功能如下：“模式选择”键：可选择相机和传感器的触发模式。“开灯”键：开启检测设备上方的照明灯。“系统设置”键：可对设备相关参数及用户管理进行设置，点击进入后可进行“相机设置”、“圆孔设置”、“spc设置”、“系数换算”、“用户管理”等设置。“当前触发”键：激活显示区显示的当前相机。“计数清零”键：对屏幕上显示的已测数据清除，为进行下一次检测做准备。“全部触发”键：可对十个相机同时触发检测。“保存数据”键：可将已检测数据保存到系统中，便于spc统计。“传感器”键：按序号点击可触发相应序号对应的传感器。3.

12、2.3 系统设置 进入主界面后，首先进行操作区域的系统设置。点击主界面里的系统设置按钮进入系统参数设置主界面，如图21所示。图21 系统设置主界面 系统设置包括相机设置、圆孔设置、四线中心设置、传感器设置、spc查询设置、系统换算及用户管理七部分设置。1) 相机参数设置主界面 点击相机设置，进入相机设置主界面（如图22所示），系统会加载相机预置参数，可进行相应相机选择，根据相机可设定曝光、亮度、增益等参数，图示中参数越大，照片的亮度越大，设置合适的相机参数后点击“ok”保存相机参数，系统同时会保存一张图像为注册图像。按照下图分别对1-10号相机进行设置，设置完成后点击退出。图22 相机参数设置

13、界面2) 圆拟合参数设置界面 点击圆孔设置，进入圆拟合参数设置界面，进行圆心检测设定。图23 圆拟合参数设置界面 选择相应的相机进行圆拟合设置，圆参数设置里面有扫描方向、边缘极性、最小边强度、公差等参数设置。具体设置方法如下：1. 选择相机序号，如ccd1。2. 在待测孔位置附近点击一下，会出现两个同心圆，此时尽量将两个圆移至和待测孔同心，将内圆直径尽量缩小，外圆直径适当放大。3. 设置扫描方向，当待测位置为圆孔时，扫描方向有“由外到内”和“由内到外”两种选择，考虑到圆捕捉的准确性，一般设置为“由内到外” 。4. 设置边缘极性，边缘极性有“rising edges”和“falling edge

14、s”两种模式，由暗向亮搜索时使用“rising edges”模式，由亮向暗搜索时使用“falling edges”模式。5. 设置最小边强度，最小边强度是系统在捕捉、拟合圆参数时的重要依据。当孔的边界越分明的时候，越容易捕捉，此时最小边强度系数可设置的较大一些，如不是很明显可适当的设置小一点。一般设置为1020即可，但如果边界非常明显可设置到3540 ，若边界非常不明显（如有锈蚀情况）则可设置的更小（如510）。该系数应设置的尽量大，这样更有利于系统进行圆的捕捉和拟合。6. 勾选“显示结果”这样可对检测的位置拟合结果图片实时查看，以确定拟合效果如何。也可根据习惯对各区域颜色进行设定，颜色的设定

15、对检测结果无影响，可根据操作人员的视觉习惯进行设定。7. 上述设定完成后点击“触发” ，可以看到实际捕捉并拟合的孔，如效果不好对上述参数重新设定。如捕捉、拟合的效果良好则可点击“计算参考值” ，此时“孔中心x” 、“孔中心y”分别会显示拟合的平面坐标值，此坐标值显示的是相对于图片左上角第一个像素点的像素值而不是尺寸值，如要显示成尺寸坐标值还需进行系数换算，具体换算方法后叙。8. 公差设置，点击“上限” 、“下限”的箭头可根据实际需要对待测位置的位置度的公差进行设定。9. 其他参数按默认执行，保存设置。上述设定完成后，圆状态及判定状态均会显示出绿色，此时说明上述设定完成并符合检测要求，点击“保存

16、”键，对上述设置进行保存，并以此对另外几个孔位相机进行设置，直到完成后退出。3) 四线中心拟合参数设置界面图24 四线中心拟合参数设置选择相应的相机进行四线中心拟合设置，四线中心参数设置里面有直线选择、扫描方向、边沿极性、最小边沿强度，公差等参数设置。具体设置方法如下：1. 选择相机序号，如ccd2。2. 选择一条边线（如左边直线），在该边线附近点击会出现方框，适当调整方框的大小并移至适当位置。3. 设置扫描方向，则扫描方向设置为“由上到下” 、“由下到上” 、“由左到右” 、“由右到左”四种模式，对应四条边时，分别由中心点向槽型边缘方向进行扫描。如，最左端边是扫描方向为由右到左。4. 设置边

17、缘极性，边缘极性有“rising edges”和“falling edges”两种模式，由暗向亮搜索时使用“rising edges”模式，由亮向暗搜索时使用“falling edges”模式。5. 设置最小边强度，最小边强度是系统在捕捉、拟合槽参数时的重要依据。当槽的边界越分明的时候，越容易捕捉，此时最小边强度系数可设置的较大一些，如不是很明显可适当的设置小一点。一般设置为1020即可，但如果边界非常明显可设置到3540 ，若边界非常不明显（如有锈蚀情况）则可设置的更小（如510）。该系数应设置的尽量大，这样更有利于系统进行槽的捕捉和拟合。6. 勾选“显示结果”这样可对检测的位置拟合结果图片

18、实时查看，以确定拟合效果如何。也可根据习惯对各区域颜色进行设定，颜色的设定对检测结果无影响，可根据操作人员的视觉习惯进行设定。7. 每个槽型的第一条边设置完成后，按照上述方法进行另外三条边的设置。8. 上述设定完成后点击“触发” ，可以看到实际捕捉并拟合的槽边缘上的四条直线，如效果不好对上述参数重新设定。如捕捉、拟合的效果良好则可点击“计算参考值” ，此时系统自动拟合出中心点，“中心x” 、“中心y”分别会显示拟合的平面坐标值，此坐标值显示的是相对于图片左上角第一个像素点的像素值而不是尺寸值，如要显示成尺寸坐标值还需进行系数换算，具体换算方法后叙。9. 公差设置，点击“上限” 、“下限”的箭头

19、可根据实际需要对待测位置的位置度的公差进行设定。10. 保存设置，上述设定完成后，点击“保存”键，对上述设置进行保存，并以此对另外9个相机进行设置，直到完成为止。4) spc统计图25 spc查询界面图26 数据存储位置如图25、26所示，点击选择待测位置的数据文件，按照技术协议系统默认统计数据为5组，填写标准值、上偏差、下偏差，点击查看即可显示控制图，保存后存储于工控机中，可随时查询、打印。已检测数据及统计数据存储于“d:cd391 ccb骨架焊接总成在线检测设备rundate”文件夹中，该文件夹已建立桌面快捷方式，可随时调阅查看。因硬盘空间容量有限，须定期清除不用的存储文件。5) 系数换算设置界面图27 系数换算图28 系数换算在此界面里面，可以对比例系数，半径（槽宽）实数进行设置，具体设置方法如下：1.