白车身在线检测智能定位系统及其运转方法技术方案

本发明专利技术公开了一种白车身在线检测定位系统，包括白车身信息识别装置(1)、智能定位系统单元(2)、白车身举升传输机构(3)、在线检测机器人(4)、智能定位系统电子控制单元ECU(5)；白车身信息识别装置(1)用于检测识别白车身信息；白车身举升传输机构(3)用于举升和转运白车身；智能定位系统单元(2)用于对白车身进行检测定位；在线检测机器人(4)用于对白车身进行测量及标定智能定位系统单元(2)的定位位置；智能定位系统电子控制单元ECU(5)通过信号的传递实现对各个部件的控制。本发明专利技术提高了白车身在线检测定位可靠性，扩展了定位系统的适应性，而且是白车身定位系统更加智能化，可扩展性大大提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及白车身定位装置领域，尤其涉及一种白车身在线检测智能定位系统及其运转方法。
技术介绍
白车身在线检测技术大量运用于工业生产，依靠在线检测可以方便的进行制造质量控制，以及生产线状态监测和故障诊断，大大提高了产业效率，节约了资源。其基本原理是利用大型工业机器人控制位于末端的激光扫描测试仪，对白车身的关键点进行扫描测量。由于机器人可以通过位姿的调整非常方便的到达多个测量点，可以实现白车身的动态在线检测，同时，由于采用在线多批次的重复测量，需要将白车身进行统一可靠性高的可重复性定位。同时，白车身的在线检测大量使用在线检测机器人实现对白车身的测量，由于在线检测机器人投入大，一个测量线往往需要满足多个车型的在线检测要求。因此提高白车身在线检测可重复性的定位精度和可靠性，实现对白车身的智能定位和快速切换，是白车身在线检测定位的关键问题。当前白车身柔性定位主要采用固定式柔性夹具，或固定式气动/液压柔性夹具，然而固定式柔性夹具由于需要满足多车型的定位，解决夹具和白车身转运的干涉，往往采用小型分散式或采用大型机械臂式的定位机构，不仅不易扩展，还增大了夹具体积，增加了成本，无法适应多车型快节奏的在线检测定位切换。气动/液压定位本身具有噪声大、体积大、易造成污染的问题，同时多种控制介质也不利于实现整线电气化控制。另外，当前白车身在线检测的定位系统还是依靠传统的定位理念，一次校准定期调整，无法实现动态监控和自校正。本专利技术针对白车身在线检测的定位，提出一种白车身在线检测智能定位系统，该系统能够结合多自由度运动机构构成的夹具定位系统的位姿调整和在线检测系统的测量，实现末端定位夹具的智能定位及定位位置的自重构和智能标定校准，满足多车型在线测量的定位要求，提高白车身在线检测定位系统的定位精度以及定位可靠性；同时，采用智能定位系统单元成组协同控制的方式构成整个白车身检测定位系统，可以方便地实现测量定位系统的重构，提高白车身在线检测定位系统的可扩展性；另外，利用电驱动平台的水平运动实现对多自由度定位机构的位置扩展，可以利用较小的定位单元实现对固定式存在定位干涉问题的大型车辆白车身的在线检测定位，在实现多车型智能定位的基础上，减小了白车身检测定位系统的体积，降低了智能定位的成本；本专利技术针对现有白车身在线检测定位系统中气动定位夹具噪声大、液压作动夹具体积大污染大的问题，采用整线全电气化控制，不仅减小了体积，还具有小噪声高环保的效果。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种白车身在线检测定位系统，包括白车身信息识别装置(1)、智能定位系统单元(2)、白车身举升传输机构(3)、在线检测机器人(4)、智能定位系统电子控制单元ECU(5)；白车身信息识别装置(1)固定在检测线来车方向的端部，用于检测识别白车身信息，将白车身信息传递给智能定位系统电子控制单元ECU(5)；白车身举升传输机构(3)位于检测线白车身转运通道上，用于举升和转运白车身；智能定位系统单元(2)分布在检测线白车身转运通道的两边，用于对白车身进行检测定位；在线检测机器人(4)分布在检测线的最外围，用于对白车身进行测量及标定智能定位系统单元(2)的定位位置；智能定位系统电子控制单元ECU(5)通过信号的传递实现对智能定位系统单元(2)的定位位置的控制，白车身举升传输机构(3)的举升传输控制，以及在线检测机器人(4)的检测控制。进一步地，智能定位系统单元(2)包括钢结构支架(6)、电驱动平台(7)、四自由度运动机构(8)和定位装置(9)；钢结构支架(6)固定在地基上，用于支撑智能定位系统单元(2)；电驱动平台(7)包括平台驱动电机(12)、平台齿条(13)、固结在钢结构支架(6)上的平台水平位移传感器(14)、滑动导轨(15)、位于滑动导轨(15)上的运动托板(16)、与运动托板(16)固结并可在滑动导轨(15)上滑行的电永磁吸盘定位块(17)、固定在钢结构支架(6)上的电驱动平台限位块(18)和固定在电驱动平台限位块(18)一侧的缓冲阻尼器(19)；四自由度运动机构(8)包括固定在运动托板(16)上的四自由度运动机构的底座(20)、一级运动平台(21)、固定在底座(20)上的一级驱动机构(22)、固定在一级运动平台(21)上的旋转驱动装置(23)、与旋转驱动装置(23)相连的二级伸缩装置(24)、三级旋转轴(25)和末端旋转轴(26)；一级驱动机构(22)带动一级运动平台(21)在底座(20)上沿Y轴运动，二级伸缩装置(24)能够在Z轴方向伸缩运动，旋转驱动装置(23)能够带动三级旋转轴(25)绕轴旋转，末端旋转轴(26)能够在轴内电机驱动下绕Z轴方向旋转。进一步地，平台驱动电机(12)通过齿轮旋转驱动平台齿条(13)运动从而带动与其相连的运动托板(16)在滑动导轨(15)上沿X轴水平运动；平台水平位移传感器(14)被设置为将驱动平台(7)的位置信息传给智能定位系统电子控制单元ECU(5)。进一步地，定位装置(9)包括固定在末端旋转轴(26)上的定位底座(27)、定位底座(27)上的定位销(28)和备用定位销(29)、固定在定位底座(27)上的定位系统单元末端标定球(30)，以及固定在定位底座上(27)的白车身位置检测装置(31)。进一步地，白车身举升传输机构(3)包括滚床机构(10)、白车身转运小车(11)；白车身转运小车(11)包括转运小车滑橇(32)、固结在转运小车滑橇(32)上的转运夹具(33)；滚床机构(10)包括固结在滚床底部的滚床举升电机(34)、与滚床举升电机(34)相连的滚床举升传动轴(35)、与滚床举升传动轴(35)相连的举升装置(36)、位于滚床上层的导轨摩擦轮(37)、与导轨摩擦轮(37)通过皮带相连的导轨摩擦轮驱动电机(38)、与滚床上下层相连的导向装置(39)、位于滚床上层的滑橇水平位置传感器(40)、位于滚床下层的举升装置垂直位置传感器(41)；滚床举升电机(34)通过相连的滚床举升传动轴(35)带动举升装置(36)运动实现滚床机构(10)的上下运动，导轨摩擦轮驱动电机(38)带动导轨摩擦轮(37)旋转，从而实现对转运小车滑橇(32)的举升和转运。本专利技术还公开了一种白车身在线检测定位系统的运转方法，包括如下步骤，步骤一，初始位置时，白车身举升传输机构(3)的滚床机构(10)位于最高点，智能定位系统单元(2)位于远离滚床的初始位置，白车身转运小车(11)带着白车身从上一工位向测量工位流转，当经过位于检测线来车方向端部的白车身信息识别装置(1)时，白车身信息识别装置(1)对白车身信息进行识别，并将白车身信息发送至智能定位系统电子控制单元ECU(5)；接着智能定位系统电子控制单元ECU(5)控制滚床机构(10)上的导轨摩擦轮驱动电机(38)运转，并通过皮带轮驱动导轨摩擦轮(37)旋转，导轨摩擦轮(37)带动流转到测量工位的白车身转运小车(11)的转运小车滑橇运动到测量位置并触发转运小车的滑橇水平位置传感器；步骤二，智能定位系统电子控制单元ECU(5)控制导轨摩擦轮驱动电机(38)停止运转，并控制智能定位系统单元(2)的平台驱动电机(12)接通，带动平台齿条(13)沿x方向运动，从而推动运动托板(16)沿滑动导轨(15)向滚床靠近，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种白车身在线检测定位系统，其特征在于，包括白车身信息识别装置(1)、智能定位系统单元(2)、白车身举升传输机构(3)、在线检测机器人(4)、智能定位系统电子控制单元ECU(5)；所述白车身信息识别装置(1)固定在检测线来车方向的端部，用于检测识别白车身信息，将白车身信息传递给所述智能定位系统电子控制单元ECU(5)；所述白车身举升传输机构(3)位于检测线白车身转运通道上，用于举升和转运白车身；所述智能定位系统单元(2)分布在所述检测线白车身转运通道的两边，用于对白车身进行检测定位；所述在线检测机器人(4)分布在所述检测线的最外围，用于对白车身进行测量及标定所述智能定位系统单元(2)的定位位置；所述智能定位系统电子控制单元ECU(5)通过信号的传递实现对所述智能定位系统单元(2)的定位位置的控制，所述白车身举升传输机构(3)的举升传输控制，以及所述在线检测机器人(4)的检测控制。

【技术特征摘要】
1.一种白车身在线检测定位系统，其特征在于，包括白车身信息识别装置(1)、智能定位系统单元(2)、白车身举升传输机构(3)、在线检测机器人(4)、智能定位系统电子控制单元ECU(5)；所述白车身信息识别装置(1)固定在检测线来车方向的端部，用于检测识别白车身信息，将白车身信息传递给所述智能定位系统电子控制单元ECU(5)；所述白车身举升传输机构(3)位于检测线白车身转运通道上，用于举升和转运白车身；所述智能定位系统单元(2)分布在所述检测线白车身转运通道的两边，用于对白车身进行检测定位；所述在线检测机器人(4)分布在所述检测线的最外围，用于对白车身进行测量及标定所述智能定位系统单元(2)的定位位置；所述智能定位系统电子控制单元ECU(5)通过信号的传递实现对所述智能定位系统单元(2)的定位位置的控制，所述白车身举升传输机构(3)的举升传输控制，以及所述在线检测机器人(4)的检测控制。2.如权利要求1所述的一种白车身在线检测定位系统，其特征在于，所述智能定位系统单元(2)包括钢结构支架(6)、电驱动平台(7)、四自由度运动机构(8)和定位装置(9)；所述钢结构支架(6)固定在地基上，用于支撑所述智能定位系统单元(2)；所述电驱动平台(7)包括平台驱动电机(12)、平台齿条(13)、固结在所述钢结构支架(6)上的平台水平位移传感器(14)、滑动导轨(15)、位于滑动导轨(15)上的运动托板(16)、与运动托板(16)固结并可在滑动导轨(15)上滑行的电永磁吸盘定位块(17)、固定在所述钢结构支架(6)上的电驱动平台限位块(18)和固定在所述电驱动平台限位块(18)一侧的缓冲阻尼器(19)；所述四自由度运动机构(8)包括固定在所述运动托板(16)上的四自由度运动机构的底座(20)、一级运动平台(21)、固定在所述底座(20)上的一级驱动机构(22)、固定在所述一级运动平台(21)上的旋转驱动装置(23)、与所述旋转驱动装置(23)相连的二级伸缩装置(24)、三级旋转轴(25)和末端旋转轴(26)；所述一级驱动机构(22)带动所述一级运动平台(21)在所述底座(20)上沿Y轴运动，所述二级伸缩装置(24)能够在Z轴方向伸缩运动，所述旋转驱动装置(23)能够带动所述三级旋转轴(25)绕轴旋转，所述末端旋转轴(26)能够在轴内电机驱动下绕Z轴方向旋转。3.如权利要求2所述的一种白车身在线检测定位系统，其特征在于，所述平台驱动电机(12)通过齿轮旋转驱动所述平台齿条(13)运动从而带动与其相连的运动托板(16)在滑动导轨(15)上沿X轴水平运动；所述平台水平位移传感器(14)被设置为将所述驱动平台(7)的位置信息传给所述智能定位系统电子控制单元ECU(5)。4.如权利要求2所述的一种白车身在线检测定位系统，其特征在于，所述定位装置(9)包括固定在所述末端旋转轴(26)上的定位底座(27)、所述定位底座(27)上的定位销(28)和备用定位销(29)、固定在所述定位底座(27)上的定位系统单元末端标定球(30)，以及固定在所述定位底座上(27)的白车身位置检测装置(31)。5.如权利要求1所述的一种白车身在线检测定位系统，其特征在于，所述白车身举升传输机构(3)包括滚床机构(10)、白车身转运小车(11)；所述白车身转运小车(11)包括转运小车滑橇(32)、固结在所述转运小车滑橇(32)上的转运夹具(33)；所述滚床机构(10)包括固结在滚床底部的滚床举升电机(34)、与所述滚床举升电机(34)相连的滚床举升传动轴(35)、与所述滚床举升传动轴(35)相连的举升装置(36)、位于滚床上层的导轨摩擦轮(37)、与所述导轨摩擦轮(37)通过皮带相连的导轨摩擦轮驱动电机(38)、与滚床上下层相连的导向装置(39)、位于滚床上层的滑橇水平位置传感器(40)、位于滚床下层的举升装置垂直位置传感器(41)；所述滚床举升电机(34)通过相连的所述滚床举升传动轴(35)带动所述举升装置(36)运动实现所述滚床机构(10)的上下运动，所述导轨摩擦轮驱动电机(38)带动所述导轨摩擦轮(37)旋转，从而实现对所述转运小车滑橇(32)的举升和转运。6.如权利要求1-5所述的白车身在线检测定位系统的运转方法，其特征在于，包括如下步骤，步骤一，初始位置时，白车身举升传输机构(3)的滚床机构(10)位于最高点，智能定位系统单元(2)位于远离滚床的初始位置，白车身转运小车(11)带着白车身从上一工位向测量工位流转，当经过位于检测线来车方向端部的白车身信息识别装置(1)时，白车身信息识别装置(1)对白车身信息进行识别，并将白车身信息发送至智能定位系统电子控制单元ECU(5)；接着智能定位系统电子控制单元ECU(5)控制滚床机构(10)上的导轨摩擦轮驱动电机(38)运转，并通过皮带轮驱动导轨摩擦轮(37)旋转，导轨摩擦轮(37)带动流转到测量工位的白车身转运小车(11)的转运小车滑橇运动到测量位置并触发转运小车的滑橇水平位置传感器；步骤二，智能定位系统电子控制单元ECU(5)控制导轨摩擦轮驱动电机(38)停止运转，并控制智能定位系统单元(2)的平台驱动电机(12)接通，带动平台齿条(13)沿x方向运动，从而推动运动托板(16)沿滑动导轨(15)向滚床靠近，...

【专利技术属性】
技术研发人员：金隼，刘顺，代勤华，
申请(专利权)人：上海交通大学，上海治信汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31