重慶×公司汽車儀表盤骨架在線檢測技術方案

1、重慶汽車有限公司項目名稱: 在線檢測設備深圳市好域安科技有限公司設計制造目 錄一、設計要求11.1 檢測的內(nèi)容、要求1二、檢測方案2三、操作說明83.1 機械及電氣部分操作說明83.2 人機交互系統(tǒng)操作說明113.2.1系統(tǒng)登錄113.2.2 主界面123.2.3 系統(tǒng)設置13一、設計要求1.1 檢測的內(nèi)容、要求1）檢測內(nèi)容 檢測10處裝車過孔或螺紋孔的位置度，以及用位移傳感器檢測4個裝車面的位置。具體檢測的位置和要求如下圖1和表1所示：圖1 檢測的位置表1 檢測的要求檢測的位置要 求備注孔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、產(chǎn)品焊接初期任意3個a面

2、定位，檢測第四個面； 2、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定后，以固定的3個面定位，檢測第4個面； 3、其余3個位移傳感器可同時兼作備件使用。檢測面的位置2）檢測節(jié)拍 被檢測工件的上料和下料共計30s，整個檢測過程控制在100s內(nèi)；3）硬件部分 測試工作臺由通用臺架和專用工裝組成，產(chǎn)品換代后，只需更換專用工裝即可。檢測工作臺外圍設施，如臺架、吊燈、風扇等。4）軟件部分 軟件需要有掃描儀接口,并且掃描儀接口類型是以太網(wǎng)，滿足系統(tǒng)需求； 考慮到以后被檢測工件的更新?lián)Q代，相應檢測參數(shù)及要求會有變更，軟件需要有良好的可操作性及升級空間； 檢測數(shù)據(jù)需有詳細的記錄，可定期同步到網(wǎng)絡，并具備spc數(shù)據(jù)統(tǒng)計及輸出功能。5）精度要求

3、 檢測設備b、c基準定位精度0.05mm，a基準定位精度0.05mm，檢測設備檢測精度0.1mm（無振動、粉塵的環(huán)境）。二、檢測方案 檢測方案主要由機械結構系統(tǒng)、工件進料系統(tǒng)、工件定位系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、人機交互系統(tǒng)、視覺檢測系統(tǒng)以及標準件結構等組成。 機械結構系統(tǒng)：主要由底座、減震墊鐵、立柱、防護結構以及其他系統(tǒng)支撐結構； 工件進料系統(tǒng)：主要由導向輪、導軌及支撐結構； 工件定位系統(tǒng)：主要由支撐工裝及定位工裝； 電氣系統(tǒng)：主要由安全系統(tǒng)、氣動裝置系統(tǒng)以及強、弱電部分 ； 人機交互系統(tǒng)：后敘； 視覺檢測系統(tǒng)：主要由工業(yè)相機、工控機、圖像處理軟件、顯示部分及掃描儀接口等； 標準件機構：后敘； 機械結構

4、系統(tǒng)：該系統(tǒng)主要包括設備底座、減震墊鐵、防護結構、相機支架及位移傳感器支架等部分，該部分是整臺設備的框架，如圖2所示。 圖2 總體結構 工件進料系統(tǒng)：該系統(tǒng)將實現(xiàn)工件的上、下動作，將待檢測工件送至檢測位置，檢測結束后并將待檢測工件送出設備，完成下料動作。該部分包含導向輪、導軌、導向軸及與之相關的支撐結構，如圖3所示。 圖3 工件進料系統(tǒng) 工件定位系統(tǒng)：該系統(tǒng)完成待檢測工件定位功能，使待檢測工件在待檢測位置具有高度可靠性，并且保證定位的高精準性。該部分包括支撐工裝、定位v型塊、定位導向部分等，如圖4、5所示。圖4 支撐工裝 圖5 定位部分電氣系統(tǒng)：該系統(tǒng)是設備在正常工作時所有相關的強、弱電部分。

5、包括plc、安全光柵、氣動裝置部分，如圖6、7、8所示。 圖6 plc 圖7 安全光柵 圖8 氣動部分 人機交互系統(tǒng)：人與設備進行數(shù)據(jù)交換的界面，該系統(tǒng)包括具有觸摸功能的顯示屏，各種電源的控制按鈕，以及顯示屏與人機交互界面進行交互的界面等，如圖9所示。圖9 人機交互系統(tǒng)機器視覺檢測系統(tǒng)：該系統(tǒng)是設備的核心部分，完成工件相關位置的檢測功能，該部分包括視覺采集系統(tǒng)、圖形圖像處理軟件、工控機等，如圖10、11所示。 圖10 視覺采集及處理圖11 工控機平面度檢測系統(tǒng)：該系統(tǒng)主要完成待檢測的四個平面檢測，該部分包括位置信息采集系統(tǒng)，軟件開發(fā)及顯示（見圖10所示），如圖12所示。圖12 平面度信息采集系

6、統(tǒng)標準件：該部分是實現(xiàn)設備系統(tǒng)標定的實物，其具有高精度、不易變形等特點，如圖13所示。圖13 標準件三、操作說明3.1 機械及電氣部分操作說明1）檢查設備處于正常狀態(tài)，保證電源接線板處于正常開啟狀態(tài)，啟動圖示設備總電源，開啟設備；如圖14所示。圖14 設備總電源2）保證氣壓供給正常，打開調(diào)壓閥，使氣壓達到0.60.7mpa，標準值為0.67mpa。圖15 調(diào)壓閥3） 檢查安全光柵是否正常，正常則進行下一步。圖16 安全光柵4） 檢查設備工裝、相機、傳感器上無異物，按下控制面板上的“上升”按鈕，將設備工裝升起。5） 人工完成工件安裝，安裝工件時須輕拿輕放，工件裝好后及時壓上壓鉗，避免工件脫落。圖

7、17 工件安裝6） 工件安裝完成后，按下“下降”按鈕，將待檢測工件輸送到待檢測位置。 注：在工裝上升（下降）的過程中，禁止身體部位或其他物體進入到設備內(nèi)部，避免對人身和設備造成傷害。此過程中若有身體部位或者其他物體進入到設備中，會被安全光柵感知（光柵指示燈紅燈閃爍），設備會立即停止上升（下降），以保護人身和設備不受傷害，此時應將身體部位或異物移除設備，并按下“上升”（下降），設備繼續(xù)執(zhí)行上升（下降）的任務，直到完成。7） 人工掃描待檢測工件的條形碼，將條形碼信息與待檢測工件的相關檢測信息鏈接起來。8） 啟動位置度和平面位置檢測，在顯示屏上選擇信息采集模式。 圖18 操作界面注：在進行產(chǎn)品檢測時

8、，請選用模式0、模式1、模式2、模式3、模式4，分別對四個傳感器進行驅(qū)動，根據(jù)工作需要，自行選擇工作模式。模式0：相機、位移傳感器獨立觸發(fā)；模式1：相機同時觸發(fā)、1號位移傳感器觸發(fā)；模式2：相機同時觸發(fā)、2號位移傳感器觸發(fā)；模式3：相機同時觸發(fā)、3號位移傳感器觸發(fā)；模式4：相機同時觸發(fā)、4號位移傳感器觸發(fā)。9） 完成所有待檢測量的采集工作，并通過顯示屏顯示出來。 如圖18所示，在顯示屏上點擊“全部觸發(fā)”，即可完成對10個孔（槽）位置度的檢測，點擊“傳感器1”（或傳感器2、傳感器3、傳感器4）即可完成輪廓度（平面度）的檢測，檢測數(shù)據(jù)實時顯示在顯示屏上，系統(tǒng)會根據(jù)設置的公差自動對已測每一組數(shù)據(jù)做出

9、判定，判定結果為“合格”和“不合格” ，不合格數(shù)據(jù)會以紅色字體顯示出來。點擊“保存數(shù)據(jù)”即可對檢測的數(shù)據(jù)進行保存，完成數(shù)據(jù)保存后即可點擊“計數(shù)清屏”，以清除屏幕上的檢測數(shù)據(jù)，為下一組檢測準備。 注：在點擊傳感器觸發(fā)時，傳感器接觸工件進行檢測，但為了保證檢測的準確度，氣缸會延遲5秒收回（彈出5秒后收回），因此在傳感器檢測過程中禁止進行其他設備操作（如升降工裝、保存數(shù)據(jù)、清除數(shù)據(jù)），防止損壞檢測設備和影響檢測數(shù)據(jù)的準確性。10） 完成上述檢測后按下“上升”按鈕，將待檢測工件升起，輕拿輕放取下待檢測工件，并安裝下一個待測工件。11） 重復1）10）的工作，完成下一個待檢測工件的檢測工作。3.2 人機

10、交互系統(tǒng)操作說明3.2.1系統(tǒng)登錄打開操作系統(tǒng)，進入系統(tǒng)登錄的主界面，如圖19所示： 圖19 系統(tǒng)登錄界面可選擇“管理員”、“工程師”、“操作員”三個用戶類型，根據(jù)操作人員的權限選擇一個用戶類型并輸入賬號和密碼進行登錄，系統(tǒng)默認：管理員：admin，密碼為888；工程師：en，密碼為666；操作員：op，密碼為111?？稍凇跋到y(tǒng)設置”中對賬號和密碼進行設置，詳細設置方法后敘。3.2.2 主界面 系統(tǒng)登錄后進入測量系統(tǒng)的主界面，如圖20所示：圖20 主界面主界面分為上、下兩部分，上面為顯示區(qū)，下面為操作區(qū)。在顯示區(qū)的左邊顯示為相機采集圖像顯示區(qū)域，可以點擊上方的相機標號（ccd1-ccd10），

11、查看各個相機的圖像顯示效果；顯示區(qū)右邊為四個平面度和十個孔的測量結果顯示區(qū)域。 操作區(qū)各按鍵功能如下：“模式選擇”鍵：可選擇相機和傳感器的觸發(fā)模式?！伴_燈”鍵：開啟檢測設備上方的照明燈?！跋到y(tǒng)設置”鍵：可對設備相關參數(shù)及用戶管理進行設置，點擊進入后可進行“相機設置”、“圓孔設置”、“spc設置”、“系數(shù)換算”、“用戶管理”等設置?！爱斍坝|發(fā)”鍵：激活顯示區(qū)顯示的當前相機?！坝嫈?shù)清零”鍵：對屏幕上顯示的已測數(shù)據(jù)清除，為進行下一次檢測做準備?！叭坑|發(fā)”鍵：可對十個相機同時觸發(fā)檢測。“保存數(shù)據(jù)”鍵：可將已檢測數(shù)據(jù)保存到系統(tǒng)中，便于spc統(tǒng)計。“傳感器”鍵：按序號點擊可觸發(fā)相應序號對應的傳感器。3.

12、2.3 系統(tǒng)設置 進入主界面后，首先進行操作區(qū)域的系統(tǒng)設置。點擊主界面里的系統(tǒng)設置按鈕進入系統(tǒng)參數(shù)設置主界面，如圖21所示。圖21 系統(tǒng)設置主界面 系統(tǒng)設置包括相機設置、圓孔設置、四線中心設置、傳感器設置、spc查詢設置、系統(tǒng)換算及用戶管理七部分設置。1) 相機參數(shù)設置主界面 點擊相機設置，進入相機設置主界面（如圖22所示），系統(tǒng)會加載相機預置參數(shù)，可進行相應相機選擇，根據(jù)相機可設定曝光、亮度、增益等參數(shù)，圖示中參數(shù)越大，照片的亮度越大，設置合適的相機參數(shù)后點擊“ok”保存相機參數(shù)，系統(tǒng)同時會保存一張圖像為注冊圖像。按照下圖分別對1-10號相機進行設置，設置完成后點擊退出。圖22 相機參數(shù)設置

13、界面2) 圓擬合參數(shù)設置界面 點擊圓孔設置，進入圓擬合參數(shù)設置界面，進行圓心檢測設定。圖23 圓擬合參數(shù)設置界面 選擇相應的相機進行圓擬合設置，圓參數(shù)設置里面有掃描方向、邊緣極性、最小邊強度、公差等參數(shù)設置。具體設置方法如下：1. 選擇相機序號，如ccd1。2. 在待測孔位置附近點擊一下，會出現(xiàn)兩個同心圓，此時盡量將兩個圓移至和待測孔同心，將內(nèi)圓直徑盡量縮小，外圓直徑適當放大。3. 設置掃描方向，當待測位置為圓孔時，掃描方向有“由外到內(nèi)”和“由內(nèi)到外”兩種選擇，考慮到圓捕捉的準確性，一般設置為“由內(nèi)到外” 。4. 設置邊緣極性，邊緣極性有“rising edges”和“falling edge

14、s”兩種模式，由暗向亮搜索時使用“rising edges”模式，由亮向暗搜索時使用“falling edges”模式。5. 設置最小邊強度，最小邊強度是系統(tǒng)在捕捉、擬合圓參數(shù)時的重要依據(jù)。當孔的邊界越分明的時候，越容易捕捉，此時最小邊強度系數(shù)可設置的較大一些，如不是很明顯可適當?shù)脑O置小一點。一般設置為1020即可，但如果邊界非常明顯可設置到3540 ，若邊界非常不明顯（如有銹蝕情況）則可設置的更?。ㄈ?10）。該系數(shù)應設置的盡量大，這樣更有利于系統(tǒng)進行圓的捕捉和擬合。6. 勾選“顯示結果”這樣可對檢測的位置擬合結果圖片實時查看，以確定擬合效果如何。也可根據(jù)習慣對各區(qū)域顏色進行設定，顏色的設定

15、對檢測結果無影響，可根據(jù)操作人員的視覺習慣進行設定。7. 上述設定完成后點擊“觸發(fā)” ，可以看到實際捕捉并擬合的孔，如效果不好對上述參數(shù)重新設定。如捕捉、擬合的效果良好則可點擊“計算參考值” ，此時“孔中心x” 、“孔中心y”分別會顯示擬合的平面坐標值，此坐標值顯示的是相對于圖片左上角第一個像素點的像素值而不是尺寸值，如要顯示成尺寸坐標值還需進行系數(shù)換算，具體換算方法后敘。8. 公差設置，點擊“上限” 、“下限”的箭頭可根據(jù)實際需要對待測位置的位置度的公差進行設定。9. 其他參數(shù)按默認執(zhí)行，保存設置。上述設定完成后，圓狀態(tài)及判定狀態(tài)均會顯示出綠色，此時說明上述設定完成并符合檢測要求，點擊“保存

16、”鍵，對上述設置進行保存，并以此對另外幾個孔位相機進行設置，直到完成后退出。3) 四線中心擬合參數(shù)設置界面圖24 四線中心擬合參數(shù)設置選擇相應的相機進行四線中心擬合設置，四線中心參數(shù)設置里面有直線選擇、掃描方向、邊沿極性、最小邊沿強度，公差等參數(shù)設置。具體設置方法如下：1. 選擇相機序號，如ccd2。2. 選擇一條邊線（如左邊直線），在該邊線附近點擊會出現(xiàn)方框，適當調(diào)整方框的大小并移至適當位置。3. 設置掃描方向，則掃描方向設置為“由上到下” 、“由下到上” 、“由左到右” 、“由右到左”四種模式，對應四條邊時，分別由中心點向槽型邊緣方向進行掃描。如，最左端邊是掃描方向為由右到左。4. 設置邊

17、緣極性，邊緣極性有“rising edges”和“falling edges”兩種模式，由暗向亮搜索時使用“rising edges”模式，由亮向暗搜索時使用“falling edges”模式。5. 設置最小邊強度，最小邊強度是系統(tǒng)在捕捉、擬合槽參數(shù)時的重要依據(jù)。當槽的邊界越分明的時候，越容易捕捉，此時最小邊強度系數(shù)可設置的較大一些，如不是很明顯可適當?shù)脑O置小一點。一般設置為1020即可，但如果邊界非常明顯可設置到3540 ，若邊界非常不明顯（如有銹蝕情況）則可設置的更小（如510）。該系數(shù)應設置的盡量大，這樣更有利于系統(tǒng)進行槽的捕捉和擬合。6. 勾選“顯示結果”這樣可對檢測的位置擬合結果圖片

18、實時查看，以確定擬合效果如何。也可根據(jù)習慣對各區(qū)域顏色進行設定，顏色的設定對檢測結果無影響，可根據(jù)操作人員的視覺習慣進行設定。7. 每個槽型的第一條邊設置完成后，按照上述方法進行另外三條邊的設置。8. 上述設定完成后點擊“觸發(fā)” ，可以看到實際捕捉并擬合的槽邊緣上的四條直線，如效果不好對上述參數(shù)重新設定。如捕捉、擬合的效果良好則可點擊“計算參考值” ，此時系統(tǒng)自動擬合出中心點，“中心x” 、“中心y”分別會顯示擬合的平面坐標值，此坐標值顯示的是相對于圖片左上角第一個像素點的像素值而不是尺寸值，如要顯示成尺寸坐標值還需進行系數(shù)換算，具體換算方法后敘。9. 公差設置，點擊“上限” 、“下限”的箭頭

19、可根據(jù)實際需要對待測位置的位置度的公差進行設定。10. 保存設置，上述設定完成后，點擊“保存”鍵，對上述設置進行保存，并以此對另外9個相機進行設置，直到完成為止。4) spc統(tǒng)計圖25 spc查詢界面圖26 數(shù)據(jù)存儲位置如圖25、26所示，點擊選擇待測位置的數(shù)據(jù)文件，按照技術協(xié)議系統(tǒng)默認統(tǒng)計數(shù)據(jù)為5組，填寫標準值、上偏差、下偏差，點擊查看即可顯示控制圖，保存后存儲于工控機中，可隨時查詢、打印。已檢測數(shù)據(jù)及統(tǒng)計數(shù)據(jù)存儲于“d:cd391 ccb骨架焊接總成在線檢測設備rundate”文件夾中，該文件夾已建立桌面快捷方式，可隨時調(diào)閱查看。因硬盤空間容量有限，須定期清除不用的存儲文件。5) 系數(shù)換算設置界面圖27 系數(shù)換算圖28 系數(shù)換算在此界面里面，可以對比例系數(shù)，半徑（槽寬）實數(shù)進行設置，具體設置方法如下：1.