通过传感器快速检测零件尺寸的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种通过传感器快速检测零件尺寸的方法和系统，在零件上料阶段就能够自动识别并剔除不合格品。其技术方案为：在工位的控制点上安装多个传感器，多个传感器的信号输出至控制单元；通过合格封样件对多个传感器的高度尺寸进行确认和固定；当工位上的零件的贴合面超出传感范围，会导致传感器在控制单元中显示为无信号，检测到零件尺寸发生变化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种零件尺寸的检测方法和系统，尤其涉及利用高精度传感器对零件尺寸进行快速检测的方法和系统。
技术介绍
在整车制造车身焊接过程中经常发现，冲压单件或焊接分拼(特别是底板零件中的前、后纵梁总成)尺寸不稳定，会对白车身焊接尺寸稳定性产生很大影响。尺寸偏差导致的后果很多，轻者影响整车尺寸匹配质量，重者直接影响自动生产线正常运行；自动工序中当夹具内传感器无信号，显示零件夹持不到位，生产线立即故障停线警报，后续处理将花费很多不必要的维修工时。为避免此问题带来的严重后果，通常采用的方法是，检验样架100％测量零部件，或三坐标100％测量，但成本过高、周期过长，在全自动生产线快节拍大批量生产的过程中，基本不可能实现。可以说，对于这个技术问题，目前还没有快速简易有效的解决方案。同时，这个技术问题，也是实现工业4.0全自动化生产，必须率先解决的最实际问题。在现有已知的生产尺寸质量控制过程中，主要有如下四种常见方法，但这些方法都受到成本、场地、时间、人力、适用范围等因素的制约：1.三坐标测量是一种离线测量方法，将被测物体置于三坐标测量空间，可获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经计算求出被测物体的几何尺寸、形状和位置，可适用于单件、分总成和总成，但是这种测量方法的周期较长，且设备庞大，维护成本高，无法并入自动化生产线；2.Inline在线测量方法是将激光视觉传感器固定在高精度机器人手臂的末端进行程序化自动检测，通过控制机器人在空间的位姿变换，视觉传感器能够依次到达空间指定测量位置，采集空间特征点的图像信息，并通过数据处理和坐标变换，获得该点在车身坐标系下的三维坐标数据，主要适用于总成检测。这种方法中所使用的设备较昂贵，维护成本高，并入自动化生产线后响应速度较慢，作为后道检查，无法阻止尺寸缺陷发生，无法剔除问题零件；3.白光(蓝光)测量是在线、离线测量方法，通过光学测头，配合Opticell自动化测量系统，准确提供零件全表面、边界、孔、表面点及截面线的测量数据，主要适用于四门两盖单件测量。这种方法使用到的测量设备较昂贵，维护成本高；无法并入自动化生产线；4.样架测量是一种离线测量方法，通过以RPS基准来定位，用塞尺、百分表等量具对外框指定位置的缝隙、平整度进行测量记录，判断焊接件是否合格，主要用于检测四门两盖、前后围、前后风窗及尾灯的缝隙、平整度匹配状态。但这种测量方式的频次较低，误差较大，人工操作对测量结果会产生直接影响，且操作耗时较多，无法并入自动化生产线。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并将感受到的信息，按照一定规律变换为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。其具有微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化的特点。
技术实现思路
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。本专利技术为解决上述技术问题，提供了一种通过传感器快速检测零件尺寸的方法和系统，在零件上料阶段就能够自动识别并剔除不合格品，是在全自动生产过程中提前控制尺寸不合格品的产生的纠错方法，可以应用于整个汽车制造行业的自动化车身焊接生产线上，也可以应用于与汽车工业具有类似工艺特性的制造业自动化焊接生产线上。本专利技术的技术方案为：本专利技术揭示了一种通过传感器快速检测零件尺寸的方法，包括：在工位的控制点上安装多个传感器，多个传感器的信号输出至控制单元；通过合格封样件对多个传感器的高度尺寸进行确认和固定；当工位上的零件的贴合面超出传感范围，会导致传感器在控制单元中显示为无信号，检测到零件尺寸发生变化。根据本专利技术的通过传感器快速检测零件尺寸的方法的一实施例，传感器的精度和主定位零件的控制公差相匹配。根据本专利技术的通过传感器快速检测零件尺寸的方法的一实施例，工位的控制点包括零件变形量最大的控制点、或者受到关注的后续尺寸的控制点。根据本专利技术的通过传感器快速检测零件尺寸的方法的一实施例，控制单元外接报警单元，当检测到零件尺寸发生变化就通过报警单元提示报警信号。根据本专利技术的通过传感器快速检测零件尺寸的方法的一实施例，控制单元是独立的外接设备，或者是生产线自带的自动控制单元。本专利技术还揭示了一种快速检测零件尺寸的系统，包括：多个传感器，安装在工位的控制点上，高度尺寸通过合格封样件进行确认和固定；控制单元，多个传感器的信号输出至控制单元；其中，当工位上的零件的贴合面超出传感范围，会导致传感器在控制单元中显示为无信号，检测到零件尺寸发生变化。根据本专利技术的快速检测零件尺寸的系统的一实施例，传感器的精度和主定位零件的控制公差相匹配。根据本专利技术的快速检测零件尺寸的系统的一实施例，工位的控制点包括零件变形量最大的控制点、或者受到关注的后续尺寸的控制点。根据本专利技术的快速检测零件尺寸的系统的一实施例，控制单元外接报警单元，当检测到零件尺寸发生变化就通过报警单元提示报警信号。根据本专利技术的快速检测零件尺寸的系统的一实施例，控制单元是独立的外接设备，或者是生产线自带的自动控制单元。本专利技术对比现有技术有如下的有益效果：本专利技术的方案有两个特点，其一是通过选取受标准认可的测量合格零件为参照物，在特定技术条件下以此为依据进行传感器标定和封样；其二是在零件上料时或者单件刚完工时就能快速检测并判断其是否尺寸合格(或发生形状变化)，是否适合继续进行后续的自动化生产过程。在自动化生产过程中，提前进行尺寸纠错，从而及时剔除不合格品，减少可能发生的由于零件尺寸偏差而造成的设备故障的返修，其本质是在零件被进一步加工前就进行快速、准确的检测，避免了不必要的故障和返修。相较于传统技术，本专利技术利用高精度传感器在零件上件时就能快速检测出尺寸不合格品、或者发现零件形状变化的情况，能及时在自动化生产中剔除不合格品，减少后道返工及设备故障，降低返修成本。本专利技术采用的高精度传感器和控制单元成本低廉，采购渠道多样化，维护成本低。本专利技术通过调整高精度传感器的型号、种类、安装位置及精度，亦即控制精度随零件的公差范围和加工精度的变化而灵活调整，可使得本专利技术的应用范围扩展至各种自动焊接生产线工位上，包括上料工位、工序中尺寸快速检测等，简单好用。附图说明图1示出了本专利技术的通过传感器快速检测零件尺寸的方法的一个实施例的流程图。图2和图3是在车辆的前纵梁总成定位的夹具台上应用本专利技术的检测方法的一个示例的原理图。图4示出了本专利技术的快速检测零件尺寸的系统的一个实施例的原理图。具体实施方式在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本专利技术的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。图1示出了本专利技术的通过传感器快速检测零件尺寸的方法的一个实施例的流程。请参见图1，下面是对本实施例的检测方法的各个步骤的详细描述。步骤S1：在工位的控制点上安装多个传感器，这多个传感器的信号输出至控制单元。精度是传感器的一个重要的性能指标，它是关系到整个测量系统测量精度的一个重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过传感器快速检测零件尺寸的方法，其特征在于，包括：在工位的控制点上安装多个传感器，多个传感器的信号输出至控制单元；通过合格封样件对多个传感器的高度尺寸进行确认和固定；当工位上的零件的贴合面超出传感范围，会导致传感器在控制单元中显示为无信号，检测到零件尺寸发生变化。

【技术特征摘要】
1.一种通过传感器快速检测零件尺寸的方法，其特征在于，包括：在工位的控制点上安装多个传感器，多个传感器的信号输出至控制单元；通过合格封样件对多个传感器的高度尺寸进行确认和固定；当工位上的零件的贴合面超出传感范围，会导致传感器在控制单元中显示为无信号，检测到零件尺寸发生变化。2.根据权利要求1所述的通过传感器快速检测零件尺寸的方法，其特征在于，传感器的精度和主定位零件的控制公差相匹配。3.根据权利要求1所述的通过传感器快速检测零件尺寸的方法，其特征在于，工位的控制点包括零件变形量最大的控制点、或者受到关注的后续尺寸的控制点。4.根据权利要求1所述的通过传感器快速检测零件尺寸的方法，其特征在于，控制单元外接报警单元，当检测到零件尺寸发生变化就通过报警单元提示报警信号。5.根据权利要求1所述的通过传感器快速检测零件尺寸的方法，其特征在于，控制单元是独立的外接设备，或者是生产...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄春，杨哲，倪韬，王骁，
申请(专利权)人：上汽大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31