汽车天窗玻璃胶水检验平台设备及其检验方法

摘要

本发明涉及一种汽车天窗玻璃胶水检验平台设备，包括基础平台、设置在所述基础平台上彼此垂直设置的x轴滑轨组件、y轴滑轨组件和z轴滑轨组件、视觉相机组件、若干x轴传感器、若干y轴传感器、以及z轴传感器，所述x轴滑轨组件包括平行设置在所述基础平台两侧的第一x轴滑轨和第二x轴滑轨、x轴滑块以及x轴驱动装置，所述y轴滑轨组件包括y轴滑轨、y轴滑块以及y轴驱动装置，所述z轴滑轨组件包括z轴滑轨、z轴滑块、手轮组件、z轴连接支座以及设置在所述z轴连接支座上的z轴驱动装置，该汽车天窗玻璃胶水检验平台设备，检测效率高、准确率高、自动化程度高、灵活便利、通用性强。

说明书

技术领域：

本发明涉及汽车检测设备技术领域，尤其涉及一种汽车天窗玻璃胶水检验平台设备及其检验方法。

背景技术：

汽车作为一种方便快捷的交通工具，在人们生活中已经得到了普遍应用，随着生活质量的提高，人们对汽车配置的要求也越来越高，汽车天窗这一项配置越来越得到广大车主的青睐，在汽车天窗的生产装配及检测过程中，天窗胶水检测是其中的一道重要环节，对后续天窗的安装、使用起着关键作用。

现有技术中，一些老式生产线中天窗胶水检测还停留在人工检测阶段，主要存在以下不足：

1、人工资源浪费，成本增加；

2、检测时间过长，检测效率不高。

发明内容：

针对上述问题，本发明提出了一种检测效率高、准确率高、自动化程度高、灵活便利、通用性强的汽车天窗玻璃胶水检验平台设备。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种汽车天窗玻璃胶水检验平台设备，包括基础平台、设置在所述基础平台上彼此垂直设置的x轴滑轨组件、y轴滑轨组件和z轴滑轨组件、视觉相机组件、若干x轴传感器、若干y轴传感器、以及z轴传感器。

进一步的，所述基础平台内包括供电设备、滤波器、运动控制卡、伺服启动器、电源保护用电器。

其中，所述视觉相机组件包括视觉相机和相机安装支架，所述视觉相机连接在所述相机安装支架上，视觉相机用于采集天窗玻璃涂胶的画面信息，以作出涂胶状况的准确判断。

为了使得采集的图像质量更高、数据更精确，所述视觉相机包括激光器、光敏探测器和成像透镜组。

为了灵活、高效地使用视觉相机采集画面，该汽车天窗玻璃胶水检验平台设备需实现视觉相机在x、y、z轴方向的移动，以及绕z轴的自由转动。

为了实现视觉相机在z轴方向的移动以及绕z轴的自由转动，同时监测视觉相机在z轴方向的位置信息，所述z轴滑轨组件包括z轴滑轨、z轴滑块、z轴连接支座以及设置在所述z轴连接支座上的z轴驱动装置，所述视觉相机组件连接在所述z轴驱动装置下端并能在所述z轴驱动装置驱动下上下移动和绕z轴360°转动。所述z轴传感器设置在所述z轴连接支座上，以便随时将视觉相机在z轴方向的位置信息反馈给基础平台内的运动控制卡，与伺服启动器和z轴驱动装置配合使用，控制视觉相机的行进轨迹。

为了保证设备可靠性，所述z轴滑轨组件还包括手轮组件，所述z轴连接支座通过所述z轴滑块设置在所述z轴滑轨上并能在所述手轮组件作用下沿所述z轴滑轨上下移动，一旦z轴驱动装置失灵，即可使用手轮组件手动实现视觉相机在z轴方向的移动。

进一步的，所述手轮组件包括插入式手摇把手和锁扣，可通过转动插入式手摇把手驱动z轴连接支座带动视觉相机组件上下移动，锁扣可对z轴连接支座位置进行锁定。

为了实现视觉相机在y轴方向的移动，同时监测视觉相机在y轴方向的位置信息，所述y轴滑轨组件包括y轴滑轨、y轴滑块以及y轴驱动装置，所述z轴滑轨组件通过所述y轴滑块设置在所述y轴滑轨上并能在所述y轴驱动装置驱动下沿所述y轴滑轨移动，从而带动视觉相机沿y轴滑轨移动。所述y轴传感器设置在所述y轴滑轨侧边，以便随时将视觉相机在y轴方向的位置信息反馈给基础平台内的运动控制卡，与伺服启动器和y轴驱动装置配合使用，控制视觉相机的行进轨迹。

为了实现视觉相机在x轴方向的移动，同时监测视觉相机在x轴方向的位置信息，所述x轴滑轨组件包括平行设置在所述基础平台两侧的第一x轴滑轨和第二x轴滑轨、x轴滑块以及x轴驱动装置，所述y轴滑轨组件通过所述x轴滑块架设在所述第一x轴滑轨和第二x轴滑轨上并能在所述x轴驱动装置驱动下沿所述第一x轴滑轨和第二x轴滑轨移动，从而带动z轴滑轨组件沿第一x轴滑轨和第二x轴滑轨移动，进而带动视觉相机沿第一x轴滑轨和第二x轴滑轨移动。所述x轴传感器设置在所述第一x轴滑轨侧边，以便随时将视觉相机在x轴方向的位置信息反馈给基础平台内的运动控制卡，与伺服启动器和x轴驱动装置配合使用，控制视觉相机的行进轨迹。

进一步的，所述x轴传感器包括设置在所述第一x轴滑轨两端的x轴极限位置传感器和x轴原点传感器，以及设置在所述x轴原点传感器内侧的x轴原点减速传感器，所述x轴极限位置传感器和x轴原点传感器可限制y轴滑轨组件在第一x轴滑轨两端的极限移动位置，以保证y轴滑轨组件不从第一x轴滑轨和第二x轴滑轨滑脱；所述y轴传感器包括设置在所述y轴滑轨两端的y轴极限位置传感器和y轴原点传感器，以及设置在所述y轴原点传感器内侧的y轴原点减速传感器，所述y轴极限位置传感器和y轴原点传感器可限制z轴滑轨组件在y轴滑轨两端的极限移动位置，以保证z轴滑轨组件不从y轴滑轨滑脱；所述x轴原点减速传感器和y轴原点减速传感器可定位视觉相机工作结束回原点时需触发减速的位置，触发减速后可使得原本快速移动的视觉相机变成低速缓慢回原点，更好地保护了设备；另外，所述x轴原点传感器和y轴原点传感器同时可准确控制视觉相机移动至检测原点，即检测起始位置和终止位置，以保证检测的准确性。

作为优选，所述x轴传感器、y轴传感器和z轴传感器均为c型传感器，根据实际情况，可以选用其它形式的x轴传感器、y轴传感器和z轴传感器。

由于设备处于经常动作状态，为了保护设备中的电缆，延长其使用寿命，该汽车天窗玻璃胶水检验平台设备还包括x轴坦克链组件和y轴坦克链组件，所述x轴坦克链组件包括平行设置在所述第一x轴滑轨一侧的x轴坦克链轨道和设置在所述x轴坦克链轨道上的x轴坦克链，所述x轴坦克链与所述x轴滑块连接并能随所述x轴滑块移动，所述y轴坦克链组件包括平行设置在所述y轴滑轨上方的y轴坦克链轨道和设置在所述y轴坦克链轨道上的y轴坦克链，所述y轴坦克链与所述y轴滑块连接并能随所述y轴滑块移动，所述x轴坦克链和y轴坦克链用于放置电缆。

作为优选，所述x轴驱动装置、y轴驱动装置和z轴驱动装置均为伺服电机，基础平台内的伺服启动器通过电缆与伺服电机连接并控制伺服电机的运作，根据实际情况，可选用其它形式的x轴驱动装置、y轴驱动装置和z轴驱动装置。

使用上述汽车天窗玻璃胶水检验平台设备，进行汽车天窗玻璃胶水检验作业的步骤如下：

1)基础平台内的供电设备提供220V交流电，通电后检查滤波器是否正常工作，如正常，检查伺服启动器是否正常，以上都正常即完成准备工作；

2)将一块涂好胶的天窗玻璃放在基础平台的台面上，初始时，视觉相机在x轴方向和y轴方向都在原点，即x轴原点传感器和y轴原点传感器共同作用所标记的位置；

3)在控制电脑上点击启动按钮，x轴驱动装置和y轴驱动装置启动，带动视觉相机移动寻边，并沿着天窗玻璃边缘移动，天窗玻璃平面为基准面，采用激光三角法，边移动边采集天窗上所涂胶线轮廓的画面信息，并记录下来；

4)视觉相机通过四个角时，z轴驱动装置驱动其转动90°，接着继续移动，直至完成一周的移动，采集到整个天窗玻璃上胶线的轮廓；

5)对采集到的胶线轮廓进行分析，采用视觉算法进行运算，根据胶型，将整个胶线轮廓分割成若干小段，依次对每一小段轮廓进行分析，对该段轮廓上取若干计算点，首先求出胶线的高度，即计算胶线轮廓上该点位的最高点与基准面之间的差，然后求出胶线的宽度，即计算胶线轮廓上该点位左边曲线率最大的点与右边曲线率最大的点之间的距离，对该段轮廓上各计算点的高度和宽度取平均值，得出该段胶线轮廓的高度和宽度；

6)将每一段胶线轮廓的高度和宽度与标准值对比，若与标准值的差值大于预设值，则自动标记为涂胶问题点，并反馈到电脑上，同时作出报警，从而作出涂胶状况的准确判断。

作为优选，上述步骤5)中每一小段轮廓长度为1.5～2mm，该段轮廓上所取的计算点数量为20～30个，根据实际的胶线形状等情况，可以调整每一小段轮廓长度和计算点数量。

本发明的有益效果是：该汽车天窗玻璃胶水检验平台设备，通过使用视觉相机采用激光三角法采集天窗玻璃涂胶画面信息，通过视觉算法运算可以更准确的查看天窗涂胶的状况，并作出判断，大大提高了检测的准确性；同时替代了人工作业，节约了人工成本；通过设计x轴滑轨组件、y轴滑轨组件和z轴滑轨组件彼此配合，实现了视觉相机的灵活移动，提高了设备的自动化程度和检测效率；通过设计坦克链，更好地保护了电缆，延长了设备使用寿命；另外，该汽车天窗玻璃胶水检验平台设备可靠性高、通用性强。

附图说明：

图1和图2为本发明的汽车天窗玻璃胶水检验平台设备的结构示意图；

图3为本发明的汽车天窗玻璃胶水检验平台设备的x轴滑轨处的局部放大图；

图4为本发明的汽车天窗玻璃胶水检验平台设备的y轴滑轨处的局部放大图；

图5为本发明的汽车天窗玻璃胶水检验平台设备的z轴滑轨组件处的局部放大图；

图6为本发明的汽车天窗玻璃胶水检验平台设备的视觉相机采用的激光三角法检测原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1-5所示的一种汽车天窗玻璃胶水检验平台设备，包括基础平台1、设置在所述基础平台1上彼此垂直设置的x轴滑轨组件2、y轴滑轨组件3和z轴滑轨组件4、视觉相机组件5、若干x轴传感器8、若干y轴传感器9、以及z轴传感器10。

所述x轴滑轨组件2包括平行设置在所述基础平台1两侧的第一x轴滑轨21和第二x轴滑轨22、x轴滑块23以及x轴驱动装置24，所述y轴滑轨组件3通过所述x轴滑块23架设在所述第一x轴滑轨21和第二x轴滑轨22上并能在所述x轴驱动装置24驱动下沿所述第一x轴滑轨21和第二x轴滑轨22移动，如图3所示，所述x轴传感器8包括设置在所述第一x轴滑轨21两端的x轴极限位置传感器81和x轴原点传感器83，以及设置在所述x轴原点传感器83内侧的x轴原点减速传感器82。

所述y轴滑轨组件3包括y轴滑轨31、y轴滑块32以及y轴驱动装置33，所述z轴滑轨组件4通过所述y轴滑块32设置在所述y轴滑轨31上并能在所述y轴驱动装置33驱动下沿所述y轴滑轨31移动，如图4所示，所述y轴传感器9包括设置在所述y轴滑轨31两端的y轴极限位置传感器91和y轴原点传感器93，以及设置在所述y轴原点传感器93内侧的y轴原点减速传感器92。

所述z轴滑轨组件4包括z轴滑轨41、z轴滑块42、手轮组件43、z轴连接支座44以及设置在所述z轴连接支座44上的z轴驱动装置45，如图5所示，所述z轴连接支座44通过所述z轴滑块42设置在所述z轴滑轨41上并能在所述手轮组件43作用下沿所述z轴滑轨41上下移动，所述手轮组件43包括插入式手摇把手431和锁扣432，所述视觉相机组件5连接在所述z轴驱动装置45下端并能在所述z轴驱动装置45驱动下上下移动和绕z轴360°转动，所述z轴传感器10设置在所述z轴连接支座44上。

所述视觉相机组件5包括视觉相机51和相机安装支架52，所述视觉相机51连接在所述相机安装支架52上，所述视觉相机51包括激光器511、光敏探测器512和成像透镜组513。

该汽车天窗玻璃胶水检验平台设备还包括x轴坦克链组件6和y轴坦克链组件7，所述x轴坦克链组件6包括平行设置在所述第一x轴滑轨21一侧的x轴坦克链轨道61和设置在所述x轴坦克链轨道61上的x轴坦克链62，所述x轴坦克链62与所述x轴滑块23连接并能随所述x轴滑块23移动，所述y轴坦克链组件7包括平行设置在所述y轴滑轨31上方的y轴坦克链轨道71和设置在所述y轴坦克链轨道71上的y轴坦克链72，所述y轴坦克链72与所述y轴滑块32连接并能随所述y轴滑块32移动，所述x轴坦克链62和y轴坦克链72用于放置电缆。

该实施例中，所述x轴驱动装置24、y轴驱动装置33和z轴驱动装置45均为伺服电机，所述x轴传感器8、y轴传感器9和z轴传感器10均为c型传感器。

需要说明的是，该汽车天窗玻璃胶水检验平台设备的基础平台1内还包括供电设备、滤波器、运动控制卡、伺服启动器、电源保护用电器等电器元件，配合该汽车天窗玻璃胶水检验平台设备中的x轴传感器8、y轴传感器9、z轴传感器10、x轴驱动装置24、y轴驱动装置33和z轴驱动装置45共同作业，上述电器元件作为常规电器元件，故在图中省略。

使用该汽车天窗玻璃胶水检验平台设备进行汽车天窗玻璃胶水检验作业的步骤如下：

1)基础平台1内的供电设备提供220V交流电，通电后检查滤波器是否正常工作，如正常，检查伺服启动器是否正常，以上都正常即完成准备工作；

2)将一块涂好胶的天窗玻璃放在基础平台的台面上，初始时，视觉相机51在x轴方向和y轴方向都在原点，即x轴原点传感器83和y轴原点传感器93共同作用所标记的位置；

3)在控制电脑上点击启动按钮，x轴驱动装置24、y轴驱动装置33启动，带动视觉相机51移动寻边，并沿着天窗玻璃边缘移动，天窗玻璃平面为基准面，采用激光三角法，边移动边采集天窗上所涂胶线轮廓的画面信息，并记录下来；

激光三角法的原理如图6所示，直射式测量可以看作是斜射式测量在入射角度为0°时的情况，物体的位移y与光敏探测器512上的光斑移动的距离x之间的计算关系式为：

4)视觉相机51通过四个角时，z轴驱动装置45驱动其转动90°，接着继续移动，直至完成一周的移动，采集到整个天窗玻璃上胶线的轮廓；

5)对采集到的胶线轮廓进行分析，采用视觉算法进行运算，根据胶型，将整个胶线轮廓分割成若干小段，每一小段长度优选1.5～2mm，依次对每一小段轮廓进行分析，对该段轮廓上取20～30个计算点，首先求出胶线的高度，即计算胶线轮廓上该点位的最高点与基准面之间的差，然后求出胶线的宽度，即计算胶线轮廓上该点位左边曲线率最大的点与右边曲线率最大的点之间的距离，也就是胶线左边的拐点和右边拐点的距离，对该段轮廓上各计算点的高度和宽度取平均值，得出该段胶线轮廓的高度和宽度；

6)将每一段胶线轮廓的高度和宽度与标准值对比，若与标准值的差值大于预设值，则自动标记为涂胶问题点，并反馈到电脑上，同时作出报警，从而作出涂胶状况的准确判断。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“侧”、“端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”、“设有”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。