專利名稱：汽車白車身焊接線孔檢測孔、檢測面定量測量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是汽車白車身焊接線孔檢測孔、檢測面定量測量系統(tǒng)，屬于汽車零部件制造裝備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前有些汽車廠在對整車在線檢測都在汽車焊接線最后工位實(shí)現(xiàn)，需要有2臺機(jī)器人對車身進(jìn)行檢測，左右分別放置一臺。成本分析上，2臺機(jī)器人及測量系統(tǒng)的成本合計大約150萬，投資成本過大。從檢測點(diǎn)的覆蓋面上分析，機(jī)器人檢測車身的一個孔的時間節(jié)拍為10秒，檢測車身的一個面的時間節(jié)拍為5秒，按照汽車產(chǎn)量15萬臺的焊接線計算單臺的節(jié)拍為日產(chǎn)量15萬臺/年+250天/每年=600輛/每天；單班次產(chǎn)量600輛/每天+2班次/每天=300輛/每班次；每小時產(chǎn)量300輛/每班次+10小時/每班次=30 輛/小時；單件產(chǎn)量時間3600秒+30件=120秒/件(單件節(jié)拍)全效率；單件節(jié)拍(90% 效率)=110秒；實(shí)際測量時間110秒-50秒(上下件時間)=60秒；測量單件孔的時間節(jié)拍 60秒+10秒/孔=6個孔/秒；測量單件面的時間節(jié)拍60秒+5秒/面=12個面/秒； 白車身按照整車質(zhì)量實(shí)際要求需要測量100多個測量點(diǎn)，實(shí)際兩臺機(jī)器人在60S時間內(nèi)只能測量20多個測量點(diǎn)，這樣實(shí)際測量點(diǎn)的數(shù)量最大能達(dá)到整車測量點(diǎn)的30%，對整車合格率無法全面判斷。從檢測的精度來分析，機(jī)器人的重復(fù)精度在O. 5mm左右，整車的重復(fù)精度在
O.5_，檢測傳感器精度為O. 05_，整車在線測量的全系統(tǒng)的測量精度為在線測量的全系統(tǒng)精度=機(jī)器人重復(fù)精度+整車重復(fù)精度+傳感器的精度，S=O. 5+0. 5+0. 05=1. 05mm,得出全系統(tǒng)精度為I. 05mm，無法滿足整車測量的精度。對整車質(zhì)量采用離線檢測，這樣測量點(diǎn)保證了測量的量，但是每臺整車檢測需要用時21天，一般要檢驗(yàn)3飛臺，測量的工作比較繁重，測量效率低下，并且需要有專業(yè)的配備人員，還要配置一臺三坐標(biāo)測量儀器，三坐標(biāo)測量儀器的原理是將待測工件放在其允許的測量空間內(nèi)，利用測頭在X，Y, Z三個方向上精確移動來獲得待測工件表面點(diǎn)的空間幾何尺寸。一臺三坐標(biāo)儀器市場價大約800萬 1000 萬之間，雖然能達(dá)到車身整車檢測的精度要求，但是三坐標(biāo)機(jī)體積龐大，速度低，成本高，環(huán)境(溫度，振動)要求苛刻等缺陷，無法滿足汽車批量生產(chǎn)中對質(zhì)量的全監(jiān)控。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出的是汽車白車身焊接線孔檢測孔、檢測面的定量測量裝置，其目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述缺陷。本發(fā)明的技術(shù)解決方案其特征是包括檢測孔定量測量裝置和檢測面定量測量裝置，其中檢測面定量檢測裝置中的檢測支架安裝在檢測孔定量檢測裝置中的連接板上，組成一個在空間XYZ方向上的檢測機(jī)構(gòu)，檢測面定量檢測裝置中的A位移傳感器和檢測孔定量檢測裝置中的B位移傳感器，C位移傳感器所用同一型號位移傳感器。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)成本低，測量精度高，而且可以測量多個面和點(diǎn)，維護(hù)方便簡易，可隨時對工件各個需要檢測的孔和面進(jìn)行在線監(jiān)控，數(shù)據(jù)記錄等。


附圖I是檢測面定量測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2是位移傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖3是檢測孔定量測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖4是汽車白車身焊接線孔檢測孔、檢測面定量測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中的I是銷子，2是銷套，3是檢測夾緊塊，4是位移傳感器，5是檢測支架，6是彈簧，A段的距離為位移傳感器的行程距離，通過B點(diǎn)圓錐觸頭接收數(shù)字量的位移變化信息， 其精度為O. 001mm，重復(fù)精度為O. 002mm。7是連接板，8是校準(zhǔn)銷，9是XY滑臺固定支架， 10(a)是B位移傳感器，10(b)是C位移傳感器，11是L型支架。
具體實(shí)施例方式對照附圖1，檢測面定量測量裝置，其結(jié)構(gòu)是包括銷子1，銷套2，檢測夾緊塊3，A位移傳感器4 (型號NS-WYOl)，檢測支架5，彈簧6 ;其中銷子I在銷套2上，銷套2套在檢測夾緊塊3上，銷套2內(nèi)裝有彈簧6，起到防護(hù)A位移傳感器觸頭的作用，如果不放彈簧，那么銷子會有個自身的重力一直壓在位移傳感器觸頭上，時間長了，會對位移傳感器觸頭有一定的磨損，影響到測量的精度。A位移傳感器4插入測夾緊塊3中，檢測夾緊塊3在檢測支架5上。檢測面定量測量的工作過程是銷子圓錐面通過對工件面的接觸，產(chǎn)生在空間Z方向上的位移量變化，通過對插在銷套中的銷子底座對位移傳感器的傳感觸頭的作用力接收位移量的數(shù)值信息。在空間Z方向上的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，由銷子1，銷套2，檢測夾緊塊3，檢測支架 5構(gòu)成，主要作用是用在空間Z方向上的定位檢測。其中銷子的工藝性，用料都有要求，材料為40Cr，檢測表面要進(jìn)行調(diào)制處理，鍍鉻，這樣做的好處是在長時間檢測任務(wù)過程中不易磨損，且耐用性好。A位移傳感器4是型號NS-WYOl型位移傳感器，此產(chǎn)品特點(diǎn)是高精度， 誤差小，高分辨率，預(yù)期壽命長，移動平滑，舒暢，防護(hù)等級IP40。對照附圖2，A段的距離為A位移傳感器的行程距離，通過B點(diǎn)圓錐觸頭接收數(shù)字量的位移變化信息，其精度為O. 001_，重復(fù)精度為O. 002_。通過電壓的變化產(chǎn)生電流的變化，作為輸出信號的數(shù)值，最大位移速度10mm/s (max),響應(yīng)時間為O. 5秒/mm。在檢測過程中，對面檢測的數(shù)值會清晰的反應(yīng)到上位機(jī)上，這個工件的面有沒有達(dá)到Z方向上的理論值的公差范圍內(nèi)，從而通過這些數(shù)值進(jìn)行對這個工件的合格率的全面判斷。對照附圖3，檢測孔定量測量裝置的結(jié)構(gòu)包括連接板7，校準(zhǔn)銷8，XY滑臺固定支架9，B位移傳感器10 (a), C位移傳感器10 (b)，L型支架11 ;其中連接板7上設(shè)校準(zhǔn)銷8，XY滑臺固定支架9連接在L型支架11上，B位移傳感器10 Ca)固定在XY滑臺固定支架9的Y方向上的圓孔內(nèi)，組成空間Y方向上的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，C位移傳感器10 (b)固定在XY滑臺固定支架9的X方向上的圓孔內(nèi)，組成空間X方向上的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，工作過程是圖I中Z方向上的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)中銷子移動到要檢測的孔的位置，移動過程中，XY方向上的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)上的B位移傳感器觸頭，C位移傳感器觸頭在空間XY方向上的位移量的變化所產(chǎn)生的數(shù)值信息，反應(yīng)到上位機(jī)上。校準(zhǔn)銷8處于校準(zhǔn)狀態(tài)，校準(zhǔn)銷8的作用是讓XY方向上的B位移傳感器，C位移傳感器在空間XY方向上的位移的偏差量處于O點(diǎn)位置，其間，校準(zhǔn)銷8 一般都是拿下來，只有在維護(hù)過程中，才會用到校準(zhǔn)銷，對位移傳感器進(jìn)行校零。對照附圖4，檢測面定量檢測與檢測孔定量檢測關(guān)系，檢測面定量檢測裝置中的檢測支架安裝在檢測孔定量檢測裝置中的連接板上，組成一個在空間XYZ方向上的檢測機(jī)構(gòu)。檢測面定量檢測裝置中的A位移傳感器和檢測孔定量檢測裝置中的B位移傳感器、C位移傳感器屬于同一型號位移傳感器，工作原理相同，但是檢測的目的不一樣。二者之間的工作關(guān)系都是通過位置的移動來獲取定量變化的過程。本發(fā)明可自動在線測量和焊裝線成為一體，主要由檢測系統(tǒng)部分組成，分別對車身各個部件的面，孔和外形尺寸進(jìn)行測量所設(shè)計出符合要求的夾具。每副夾具焊接工位都可以在線測量，按照成本分析，投資成本算每臺焊接夾具增加價格為5萬元左右，投資適中。從檢測點(diǎn)的覆蓋面上分析，焊接夾具可以對每輛整車的零部件總成進(jìn)行在線檢測，對零部件總成要求測量的點(diǎn)都可以達(dá)到20個點(diǎn)以上，這樣實(shí)際測量點(diǎn)的數(shù)量最大能達(dá)到整車測量點(diǎn)的100%，對整車質(zhì)量的日變化，月變化，及年變化的合格率可以全面判斷。從檢測精度分析，焊接夾具是對整車的零部件總成進(jìn)行在線檢測，對零部件總成的每個孔和面檢測系統(tǒng)的精度可以達(dá)到O. Olmm,產(chǎn)品的重復(fù)精度可以達(dá)到O. Imm,傳感器精度為O. 05mm,零部件總成在線測量的全系統(tǒng)的測量精度為
在線測量的全系統(tǒng)精度=焊接夾具對零部件總成的檢測精度+產(chǎn)品重復(fù)精度+傳感器
精度
S=O. 01+0. 1+0. 05=0. 16
整車最后無需再進(jìn)行對其進(jìn)行三坐標(biāo)抽檢測量，滿足了車身整車在測量過程中要求的高精度，而且效率也很高，可以滿足汽車的流水線生產(chǎn)的要求。同時，零件在焊接過程中每個工位測量的數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，及時了解焊接零件的質(zhì)量，再根據(jù)每個工位測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可以對產(chǎn)品零件質(zhì)量進(jìn)行及時的監(jiān)控等。
權(quán)利要求
1.汽車白車身焊接線孔檢測孔、檢測面定量測量系統(tǒng)，其特征是包括檢測孔定量測量裝置和檢測面定量測量裝置，其中檢測面定量檢測裝置中的檢測支架安裝在檢測孔定量檢測裝置中的連接板上，組成一個在空間XYZ方向上的檢測機(jī)構(gòu)，檢測面定量檢測裝置中的A 位移傳感器和檢測孔定量檢測裝置中的B位移傳感器，C位移傳感器所用同一型號位移傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的汽車白車身焊接線孔檢測孔、檢測面定量測量系統(tǒng)，其特征是檢測孔定量測量裝置包括銷子，銷套，檢測夾緊塊，A位移傳感器，檢測支架，彈簧；其中銷子在銷套上，銷套套在檢測夾緊塊上，銷套內(nèi)裝有彈簧，A位移傳感器插入檢測夾緊塊中，檢測夾緊塊在檢測支架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的汽車白車身焊接線孔檢測孔、檢測面定量測量系統(tǒng)，其特征是檢測孔定量測量裝置的結(jié)構(gòu)包括連接板，校準(zhǔn)銷，XY滑臺固定支架，B位移傳感器，C位移傳感器，L型支架；其中連接板上設(shè)校準(zhǔn)銷，XY滑臺固定支架連接在L型支架上，B位移傳感器固定在XY滑臺固定支架的Y方向上的圓孔內(nèi)，組成空間Y方向上的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，C位移傳感器固定在XY滑臺固定支架的X方向上的圓孔內(nèi)，組成空間X方向上的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明是汽車白車身焊接線孔檢測孔、檢測面定量測量系統(tǒng)，其特征是包括檢測孔定量測量裝置和檢測面定量測量裝置，其中檢測面定量檢測裝置中的檢測支架安裝在檢測孔定量檢測裝置中的連接板上，組成一個在空間XYZ方向上的檢測機(jī)構(gòu)，檢測面定量檢測裝置中的A位移傳感器和檢測孔定量檢測裝置中的B位移傳感器，C位移傳感器所用同一型號位移傳感器。優(yōu)點(diǎn)成本低，測量精度高，而且可以測量多個面和點(diǎn)，維護(hù)方便簡易，可隨時對工件各個需要檢測的孔和面進(jìn)行在線監(jiān)控，數(shù)據(jù)記錄等。
文檔編號G01B7/02GK102607387SQ201110428579
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者徐旭明 申請人:南京叁迪焊接設(shè)備有限公司