[发明专利]一种车身焊点自动检测系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种车身焊点自动检测系统及其控制方法，包括控制器和机器手臂，所述机器手臂上夹持有视觉系统和探头装置；所述视觉系统包括相机，照明光源和图像采集处理装置，所述探头装置包括探头及其柔性夹持机构；所述探头装置正对车身焊点，所述相机与探头装置之间形成第一夹角，所述照明光源与相机之间形成第二夹角，所述相机和图像采集处理装置相连获取车身焊点位置，所述控制器根据车身焊点位置对机器手臂上的探头位置进行校正。本发明通过照明光源与相机形成机器人视觉引导的解决方案使测试每个焊点的时间大大缩短，提高焊点识别的准确率，大大缩小机构体积，并可以节省掉拍照时需要相机垂直于工件的工序。

技术领域

本发明涉及一种车身制造检测系统及方法，尤其涉及一种车身焊点自动检测系统及其控制方法。

背景技术

冲压、焊装、涂装、总装是车身制造的四大工艺，其中焊装工艺对车身的刚度及安全性能、承载能力及舒适性起着决定性作用。目前，汽车生产中普遍采用点焊技术。点焊是一种高速、经济的连接方法,是车身大量金属板之间的主要连接方式。然而，焊接板材的原始参数如板厚、表面清洁度、是否扭曲等，焊接过程中工艺参数、工况状态的变化等都会影响焊点质量的好坏。因此对车身焊点质量进行检测是汽车生产中保证车身质量、提高汽车性能的一个重要环节。

目前，焊点质量检测方法主要包括有损检测和无损检测两种。有损检测是一种机械性破坏检测方法，需要对焊点进行机械性破坏。根据断裂面的材料特征进行缺陷检测。这种检测只能采取抽查式检测，人工检测耗时长而且具有破坏性。无损检测主要为超声波检测。超声波具有很强的穿透力，在上下界面边缘都会产生反射波，通过比较反射的波形的特点来判断焊点是否有缺陷，分析确定缺陷的性质、位置和大小来实现检测。但由于超声检测需要涂覆耦合剂。耦合剂的涂覆和清除工序复杂，很难实现机器人夹持探头进行自动检测。

由于车身焊点众多，通常焊点数在2000-4000之间。而现有的主流检测方式，过分依赖于人的主观判断，可信度不高，且大多都停留在人工或者离线检测状态。这远远落后于汽车生产的节奏。即使采用自动化检测方案时，每个批次的车身焊点总会有些位置误差。很难精确确认焊点的位置来实施自动化检测。效率低下的车身焊点质量检测方式已经制约了汽车产业的发展，因此研发车身焊点质量的高速自动化检测设备，实现车身焊点质量自动的在连续生产线上检测或离线的在单独工位上的检测是汽车生产领域中一项非常迫切的任务。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种车身焊点自动检测系统及其控制方法，能够精确得出焊点中心点，并对该焊点的焊接质量进行检测，大大减小每个焊点的检测时间。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种车身焊点自动检测系统，包括控制器和机器手臂，其中，所述机器手臂上夹持有视觉系统和探头装置；所述视觉系统包括相机，照明光源和图像采集处理装置，所述探头装置包括探头及其柔性夹持机构；所述探头装置正对车身焊点，所述相机与探头装置之间形成第一夹角，所述照明光源的数目为多个，所述多个照明光源沿着相机的周围分布，所述照明光源与相机之间形成第二夹角，所述相机和所述图像采集处理装置相连获取车身焊点位置，所述控制器和所述图像采集处理装置通过网络相连，所述控制器根据车身焊点位置对机器手臂上的探头位置进行校正。

上述的车身焊点自动检测系统，其中，所述机器手臂上设有铝型框支座，所述铝型框支座通过法兰盘安装在机器手臂上，所述探头装置固定在第一L型支撑杆上，所述第一L型支撑杆和铝型框支座相垂直并锁紧相连；所述相机固定在第二L型支撑杆上，所述第二L型支撑杆通过楔形连接件和铝型框支座相连。

上述的车身焊点自动检测系统，其中，所述第一夹角的范围为30°～60°，所述第二夹角的范围为15°～60°。

上述的车身焊点自动检测系统，其中，所述照明光源为LED照明光源，所述多个LED照明光源围绕相机外圆周等弧度分布并通过反射镜进行打光，形成视觉系统。