重慶×公司汽車儀表盤骨架在線檢測技術(shù)方案

1、重慶汽車有限公司項目名稱: 在線檢測設(shè)備深圳市好域安科技有限公司設(shè)計制造目 錄一、設(shè)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(jī)械及電氣部分操作說明83.2 人機(jī)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(shè)置13一、設(shè)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(shè)施，如臺架、吊燈、風(fēng)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(yīng)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(xì)的記錄，可定期同步到網(wǎng)絡(luò)，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(shè)備b、c基準(zhǔn)定位精度0.05mm，a基準(zhǔn)定位精度0.05mm，檢測設(shè)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(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、工件進(jìn)料系統(tǒng)、工件定位系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)、視覺檢測系統(tǒng)以及標(biāo)準(zhǔn)件結(jié)構(gòu)等組成。 機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)：主要由底座、減震墊鐵、立柱、防護(hù)結(jié)構(gòu)以及其他系統(tǒng)支撐結(jié)構(gòu)； 工件進(jìn)料系統(tǒng)：主要由導(dǎo)向輪、導(dǎo)軌及支撐結(jié)構(gòu)； 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(qiáng)、弱電部分 ； 人機(jī)交互系統(tǒng)：后敘； 視覺檢測系統(tǒng)：主要由工業(yè)相機(jī)、工控機(jī)、圖像處理軟件、顯示部分及掃描儀接口等； 標(biāo)準(zhǔn)件機(jī)構(gòu)：后敘； 機(jī)械結(jié)構(gòu)

4、系統(tǒng)：該系統(tǒng)主要包括設(shè)備底座、減震墊鐵、防護(hù)結(jié)構(gòu)、相機(jī)支架及位移傳感器支架等部分，該部分是整臺設(shè)備的框架，如圖2所示。 圖2 總體結(jié)構(gòu) 工件進(jìn)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(jié)束后并將待檢測工件送出設(shè)備，完成下料動作。該部分包含導(dǎo)向輪、導(dǎo)軌、導(dǎo)向軸及與之相關(guān)的支撐結(jié)構(gòu)，如圖3所示。 圖3 工件進(jìn)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(zhǔn)性。該部分包括支撐工裝、定位v型塊、定位導(dǎo)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(shè)備在正常工作時所有相關(guān)的強(qiáng)、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(jī)交互系統(tǒng)：人與設(shè)備進(jìn)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(jī)交互界面進(jìn)行交互的界面等，如圖9所示。圖9 人機(jī)交互系統(tǒng)機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)：該系統(tǒng)是設(shè)備的核心部分，完成工件相關(guān)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(jī)等，如圖10、11所示。 圖10 視覺采集及處理圖11 工控機(jī)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(biāo)準(zhǔn)件：該部分是實現(xiàn)設(shè)備系統(tǒng)標(biāo)定的實物，其具有高精度、不易變形等特點(diǎn)，如圖13所示。圖13 標(biāo)準(zhǔn)件三、操作說明3.1 機(jī)械及電氣部分操作說明1）檢查設(shè)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(shè)備總電源，開啟設(shè)備；如圖14所示。圖14 設(shè)備總電源2）保證氣壓供給正常，打開調(diào)壓閥，使氣壓達(dá)到0.60.7mpa，標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行下一步。圖16 安全光柵4） 檢查設(shè)備工裝、相機(jī)、傳感器上無異物，按下控制面板上的“上升”按鈕，將設(shè)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(jìn)入到設(shè)備內(nèi)部，避免對人身和設(shè)備造成傷害。此過程中若有身體部位或者其他物體進(jìn)入到設(shè)備中，會被安全光柵感知（光柵指示燈紅燈閃爍），設(shè)備會立即停止上升（下降），以保護(hù)人身和設(shè)備不受傷害，此時應(yīng)將身體部位或異物移除設(shè)備，并按下“上升”（下降），設(shè)備繼續(xù)執(zhí)行上升（下降）的任務(wù)，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(guān)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(jìn)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(jìn)行驅(qū)動，根據(jù)工作需要，自行選擇工作模式。模式0：相機(jī)、位移傳感器獨(dú)立觸發(fā)；模式1：相機(jī)同時觸發(fā)、1號位移傳感器觸發(fā)；模式2：相機(jī)同時觸發(fā)、2號位移傳感器觸發(fā)；模式3：相機(jī)同時觸發(fā)、3號位移傳感器觸發(fā)；模式4：相機(jī)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(diǎn)擊“全部觸發(fā)”，即可完成對10個孔（槽）位置度的檢測，點(diǎn)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(shè)置的公差自動對已測每一組數(shù)據(jù)做出

9、判定，判定結(jié)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(diǎn)擊“保存數(shù)據(jù)”即可對檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，完成數(shù)據(jù)保存后即可點(diǎn)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(zhǔn)備。 注：在點(diǎn)擊傳感器觸發(fā)時，傳感器接觸工件進(jìn)行檢測，但為了保證檢測的準(zhǔn)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(jìn)行其他設(shè)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(shè)備和影響檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)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(fù)1）10）的工作，完成下一個待檢測工件的檢測工作。3.2 人機(jī)

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(jìn)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(quán)限選擇一個用戶類型并輸入賬號和密碼進(jìn)行登錄，系統(tǒng)默認(rèn)：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(shè)置”中對賬號和密碼進(jìn)行設(shè)置，詳細(xì)設(shè)置方法后敘。3.2.2 主界面 系統(tǒng)登錄后進(jìn)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(jī)采集圖像顯示區(qū)域，可以點(diǎn)擊上方的相機(jī)標(biāo)號（ccd1-ccd10），

11、查看各個相機(jī)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(jié)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(jī)和傳感器的觸發(fā)模式?！伴_燈”鍵：開啟檢測設(shè)備上方的照明燈?！跋到y(tǒng)設(shè)置”鍵：可對設(shè)備相關(guān)參數(shù)及用戶管理進(jìn)行設(shè)置，點(diǎn)擊進(jìn)入后可進(jìn)行“相機(jī)設(shè)置”、“圓孔設(shè)置”、“spc設(shè)置”、“系數(shù)換算”、“用戶管理”等設(shè)置?！爱?dāng)前觸發(fā)”鍵：激活顯示區(qū)顯示的當(dāng)前相機(jī)?！坝嫈?shù)清零”鍵：對屏幕上顯示的已測數(shù)據(jù)清除，為進(jìn)行下一次檢測做準(zhǔn)備。“全部觸發(fā)”鍵：可對十個相機(jī)同時觸發(fā)檢測?！氨４鏀?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?！皞鞲衅鳌辨I：按序號點(diǎn)擊可觸發(fā)相應(yīng)序號對應(yīng)的傳感器。3.

12、2.3 系統(tǒng)設(shè)置 進(jìn)入主界面后，首先進(jìn)行操作區(qū)域的系統(tǒng)設(shè)置。點(diǎn)擊主界面里的系統(tǒng)設(shè)置按鈕進(jìn)入系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置主界面，如圖21所示。圖21 系統(tǒng)設(shè)置主界面 系統(tǒng)設(shè)置包括相機(jī)設(shè)置、圓孔設(shè)置、四線中心設(shè)置、傳感器設(shè)置、spc查詢設(shè)置、系統(tǒng)換算及用戶管理七部分設(shè)置。1) 相機(jī)參數(shù)設(shè)置主界面 點(diǎn)擊相機(jī)設(shè)置，進(jìn)入相機(jī)設(shè)置主界面（如圖22所示），系統(tǒng)會加載相機(jī)預(yù)置參數(shù)，可進(jìn)行相應(yīng)相機(jī)選擇，根據(jù)相機(jī)可設(shè)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(shè)置合適的相機(jī)參數(shù)后點(diǎn)擊“ok”保存相機(jī)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(jī)進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置完成后點(diǎn)擊退出。圖22 相機(jī)參數(shù)設(shè)置

13、界面2) 圓擬合參數(shù)設(shè)置界面 點(diǎn)擊圓孔設(shè)置，進(jìn)入圓擬合參數(shù)設(shè)置界面，進(jìn)行圓心檢測設(shè)定。圖23 圓擬合參數(shù)設(shè)置界面 選擇相應(yīng)的相機(jī)進(jìn)行圓擬合設(shè)置，圓參數(shù)設(shè)置里面有掃描方向、邊緣極性、最小邊強(qiáng)度、公差等參數(shù)設(shè)置。具體設(shè)置方法如下：1. 選擇相機(jī)序號，如ccd1。2. 在待測孔位置附近點(diǎn)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(dāng)放大。3. 設(shè)置掃描方向，當(dāng)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(zhǔn)確性，一般設(shè)置為“由內(nèi)到外” 。4. 設(shè)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(shè)置最小邊強(qiáng)度，最小邊強(qiáng)度是系統(tǒng)在捕捉、擬合圓參數(shù)時的重要依據(jù)。當(dāng)孔的邊界越分明的時候，越容易捕捉，此時最小邊強(qiáng)度系數(shù)可設(shè)置的較大一些，如不是很明顯可適當(dāng)?shù)脑O(shè)置小一點(diǎn)。一般設(shè)置為1020即可，但如果邊界非常明顯可設(shè)置到3540 ，若邊界非常不明顯（如有銹蝕情況）則可設(shè)置的更?。ㄈ?10）。該系數(shù)應(yīng)設(shè)置的盡量大，這樣更有利于系統(tǒng)進(jìn)行圓的捕捉和擬合。6. 勾選“顯示結(jié)果”這樣可對檢測的位置擬合結(jié)果圖片實時查看，以確定擬合效果如何。也可根據(jù)習(xí)慣對各區(qū)域顏色進(jìn)行設(shè)定，顏色的設(shè)定

15、對檢測結(jié)果無影響，可根據(jù)操作人員的視覺習(xí)慣進(jìn)行設(shè)定。7. 上述設(shè)定完成后點(diǎn)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(shè)定。如捕捉、擬合的效果良好則可點(diǎn)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(biāo)值，此坐標(biāo)值顯示的是相對于圖片左上角第一個像素點(diǎn)的像素值而不是尺寸值，如要顯示成尺寸坐標(biāo)值還需進(jìn)行系數(shù)換算，具體換算方法后敘。8. 公差設(shè)置，點(diǎn)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(jìn)行設(shè)定。9. 其他參數(shù)按默認(rèn)執(zhí)行，保存設(shè)置。上述設(shè)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(shè)定完成并符合檢測要求，點(diǎn)擊“保存

16、”鍵，對上述設(shè)置進(jìn)行保存，并以此對另外幾個孔位相機(jī)進(jìn)行設(shè)置，直到完成后退出。3) 四線中心擬合參數(shù)設(shè)置界面圖24 四線中心擬合參數(shù)設(shè)置選擇相應(yīng)的相機(jī)進(jìn)行四線中心擬合設(shè)置，四線中心參數(shù)設(shè)置里面有直線選擇、掃描方向、邊沿極性、最小邊沿強(qiáng)度，公差等參數(shù)設(shè)置。具體設(shè)置方法如下：1. 選擇相機(jī)序號，如ccd2。2. 選擇一條邊線（如左邊直線），在該邊線附近點(diǎn)擊會出現(xiàn)方框，適當(dāng)調(diào)整方框的大小并移至適當(dāng)位置。3. 設(shè)置掃描方向，則掃描方向設(shè)置為“由上到下” 、“由下到上” 、“由左到右” 、“由右到左”四種模式，對應(yīng)四條邊時，分別由中心點(diǎn)向槽型邊緣方向進(jìn)行掃描。如，最左端邊是掃描方向為由右到左。4. 設(shè)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(shè)置最小邊強(qiáng)度，最小邊強(qiáng)度是系統(tǒng)在捕捉、擬合槽參數(shù)時的重要依據(jù)。當(dāng)槽的邊界越分明的時候，越容易捕捉，此時最小邊強(qiáng)度系數(shù)可設(shè)置的較大一些，如不是很明顯可適當(dāng)?shù)脑O(shè)置小一點(diǎn)。一般設(shè)置為1020即可，但如果邊界非常明顯可設(shè)置到3540 ，若邊界非常不明顯（如有銹蝕情況）則可設(shè)置的更?。ㄈ?10）。該系數(shù)應(yīng)設(shè)置的盡量大，這樣更有利于系統(tǒng)進(jìn)行槽的捕捉和擬合。6. 勾選“顯示結(jié)果”這樣可對檢測的位置擬合結(jié)果圖片

18、實時查看，以確定擬合效果如何。也可根據(jù)習(xí)慣對各區(qū)域顏色進(jìn)行設(shè)定，顏色的設(shè)定對檢測結(jié)果無影響，可根據(jù)操作人員的視覺習(xí)慣進(jìn)行設(shè)定。7. 每個槽型的第一條邊設(shè)置完成后，按照上述方法進(jìn)行另外三條邊的設(shè)置。8. 上述設(shè)定完成后點(diǎn)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(shè)定。如捕捉、擬合的效果良好則可點(diǎn)擊“計算參考值” ，此時系統(tǒng)自動擬合出中心點(diǎn)，“中心x” 、“中心y”分別會顯示擬合的平面坐標(biāo)值，此坐標(biāo)值顯示的是相對于圖片左上角第一個像素點(diǎn)的像素值而不是尺寸值，如要顯示成尺寸坐標(biāo)值還需進(jìn)行系數(shù)換算，具體換算方法后敘。9. 公差設(shè)置，點(diǎn)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(jìn)行設(shè)定。10. 保存設(shè)置，上述設(shè)定完成后，點(diǎn)擊“保存”鍵，對上述設(shè)置進(jìn)行保存，并以此對另外9個相機(jī)進(jìn)行設(shè)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(diǎn)擊選擇待測位置的數(shù)據(jù)文件，按照技術(shù)協(xié)議系統(tǒng)默認(rèn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)為5組，填寫標(biāo)準(zhǔn)值、上偏差、下偏差，點(diǎn)擊查看即可顯示控制圖，保存后存儲于工控機(jī)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(shè)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(shè)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(jìn)行設(shè)置，具體設(shè)置方法如下：1.