是汽車(chē)制造過(guò)程中的關(guān)鍵工序之一，具有很高的技術(shù)指標要求，因此必須對焊接質(zhì)量進(jìn)行認真檢測。

傳統的檢測方式通常是采用固定三坐標測量機，但這種方式操縱復雜，速度慢，周期長(cháng)，只能對產(chǎn)品進(jìn)行抽檢。

機器人檢測作為一種新型的檢測手段，具有大量程、非接觸、直觀(guān)、快速及精度高等優(yōu)點(diǎn)，因而可以應用于汽車(chē)車(chē)身的在線(xiàn)檢測，及時(shí)反饋產(chǎn)品的誤差信息，不僅提高了產(chǎn)品的合格率，同時(shí)也為工藝改進(jìn)、減小誤差提供了閉環(huán)反饋的尺寸控制手段，符合現代制造的質(zhì)量工程要求。所以，在同悅轎車(chē)焊裝自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)上增加了機器人紅外線(xiàn)檢測系統的應用。

機器人在線(xiàn)檢測系統構成

本測量系統由兩臺對角布置的KUKA機器人、視覺(jué)傳感器、測量控制柜（內含測量計算機及圖像處理系統，用戶(hù)界面程序，服務(wù)器模塊等）、PLC控制柜系統（安全門(mén)模塊，光柵，RFID系統，Z向傳感器）等部分構成。其中激光視覺(jué)測頭是獲取被測對象圖像信息的直接器件。采用半導體激光器作為光源的測頭，可以非接觸、在線(xiàn)測量車(chē)身上棱邊、定位孔的空間三維坐標或功能尺寸。其主要技術(shù)參數為：分辨率0.01mm，精度±0.05mm，測量時(shí)間0.5s，工作距離200mm，激光測頭和傳感器支架的總質(zhì)量約為12kg。

應用案例

1.系統布置

在同悅自動(dòng)化下線(xiàn)MB110工位車(chē)身兩側布置兩臺檢測機器人。為了對車(chē)身內部的一些重要的特征點(diǎn)也可以進(jìn)行測量，并兼顧車(chē)身前后關(guān)鍵功能點(diǎn)，經(jīng)過(guò)機器人三維仿真模擬，并結合現場(chǎng)布局，確定檢測工作站布局如圖1所示。

2.測量點(diǎn)方案及模擬

（1）測量點(diǎn)數的計算 A車(chē)焊裝自動(dòng)化線(xiàn)的生產(chǎn)節拍為130s/臺，滑橇輸送時(shí)間20s，機器人單個(gè)特征點(diǎn)的檢測時(shí)間約2.5s。按此計算，兩機器人最多的測量點(diǎn)數為：（130－20）/2.5＝88個(gè)點(diǎn)。

（2）測量點(diǎn)的選擇、模擬與確認 整個(gè)焊裝生產(chǎn)線(xiàn)共有四個(gè)關(guān)鍵的總成狀態(tài)：側圍總成、發(fā)動(dòng)機艙總成、地板總成及車(chē)身總成。我們只采用了一套在線(xiàn)檢測系統，即白車(chē)身的在線(xiàn)檢測系統，因此，測量的點(diǎn)數越多，在線(xiàn)監控的視野也就越廣闊。在計算機仿真之前，以固定式三坐標測量點(diǎn)為基礎，并根據測量點(diǎn)的重要性，經(jīng)過(guò)計算機三維仿真模擬及現場(chǎng)調試，共確定了77個(gè)測量點(diǎn)。

3.檢測的實(shí)現及可實(shí)現的功能

（1）檢測過(guò)程 如圖2所示，白車(chē)身在滑撬上運動(dòng)到檢測工作站停下并精確定位，線(xiàn)控制器給檢測站控制器發(fā)“到位”信號→站控制器給機器人發(fā)“車(chē)型”及“啟動(dòng)”信號→機器人接到信號后開(kāi)始工作，機器人在每個(gè)測量點(diǎn)向測量控制器發(fā)“測量請求”和“測點(diǎn)ID” 信號，等待測量控制器發(fā)回的“測量完成信號”→測量系統接到信號后開(kāi)始測量并記錄數據，然后傳遞到測量分析軟件進(jìn)行處理，測量結束后向機器人發(fā)“測量完成”信號→機器人收到“測量完成信號”后開(kāi)始向下一測量點(diǎn)運動(dòng)，至此完成全部待測點(diǎn)的測量。

圖 在線(xiàn)檢測過(guò)程示意

（2）檢測系統可實(shí)現的功能 具體有三種功能：

整車(chē)數據查詢(xún)與分析。整車(chē)數據查詢(xún)是按整個(gè)車(chē)身進(jìn)行查詢(xún)，反映整個(gè)車(chē)身的情況。整車(chē)數據查詢(xún)既可以按照車(chē)身的生產(chǎn)時(shí)間進(jìn)行查詢(xún)，也可以按照車(chē)身的編號進(jìn)行查詢(xún)。查詢(xún)數據的列表可以采用多種排序方式：車(chē)身編號和點(diǎn)號、點(diǎn)號和車(chē)身編號、生產(chǎn)時(shí)間及生產(chǎn)班次等。數據的顯示采用三種不同的底色來(lái)反映測量點(diǎn)制造誤差的大小。

功能尺寸分析。功能尺寸分析是對一個(gè)車(chē)身的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行綜合評價(jià)?？梢赃x擇一定時(shí)間段生產(chǎn)的車(chē)身進(jìn)行功能尺寸評價(jià)，也可以選取一定的車(chē)身編號段內的車(chē)身進(jìn)行功能尺寸評價(jià)。最后在評價(jià)表中會(huì )列出車(chē)身編號、生產(chǎn)時(shí)間以及各功能尺寸，表中數據的顯示可以按照選定的功能尺寸項進(jìn)行排序，也可以選擇圖示顯示。

統計功能。對整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的檢測數據統計可以分為月統計和年統計：對于每月逐日的產(chǎn)品進(jìn)行數據統計，可以選擇統計條件，如需要統計的月份、分歧格數目等。圖表顯示的形式可以是合格率也可以是日產(chǎn)量；年統計數目是根據月統計數目進(jìn)行統計的，所以每個(gè)月的數據進(jìn)行統計后，就會(huì )出現在年統計表格中。

4.測量影響因素及注意事項

在測量過(guò)程中，反復驗證，總結影響測量精度的主要因素有以下四個(gè)方面：

（1）傳感器采集圖片時(shí)的姿態(tài) 垂直于檢測特征面時(shí)精度最高，隨著(zhù)傾斜角的增大，測量精度隨著(zhù)降低。

（2）溫度的影響 環(huán)境溫度的影響可以忽略，但機器人本體運行過(guò)程中溫度的變化對測量的數值影響較大，溫度變化主要在檢測特征面的法線(xiàn)方向上產(chǎn)生偏差（垂直測量時(shí)）。在極限條件下，對精度最大影響約為0.2mm。通常情況下，溫度影響不大。

（3）測量特征的影響 測量特征越明顯，測量的精度越高，例如棱線(xiàn)上測量點(diǎn)的測量精度要比口邊線(xiàn)上的測量精度高，平面孔的測量精度比螺母孔的測量精度高。

（4）機器人本身的重復性定位精度越高，測量的精度就越高。

5.實(shí)際效果

在A(yíng)車(chē)焊裝自動(dòng)化線(xiàn)下線(xiàn)工位MB110工位增加的在線(xiàn)檢測系統，對下線(xiàn)白車(chē)身的關(guān)鍵尺寸進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，經(jīng)驗證明有以下效果：測量速度快、精度高，實(shí)現了在線(xiàn)產(chǎn)品的100%檢測。當檢測數據與基準數據出現小批量偏差時(shí)，控制站會(huì )自動(dòng)報警，工作人員可及時(shí)發(fā)現問(wèn)題。根據監測的趨勢圖表分析，現場(chǎng)工程師可大概判定問(wèn)題產(chǎn)生的原因，為解決問(wèn)題指引了方向，壓縮了問(wèn)題產(chǎn)生原因的范圍，縮短了解決問(wèn)題的時(shí)間。

通過(guò)該系統可以及時(shí)發(fā)現問(wèn)題，降低了白車(chē)身的返修率及報廢率。安裝此測量系統至今，未出現產(chǎn)品批量返修及報廢現象。

目前，基于工業(yè)機器人的視覺(jué)檢測技術(shù)已經(jīng)成為國外大公司研究的熱點(diǎn)，而且，各大汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家也都把工業(yè)機器人柔性視覺(jué)檢測定為今后在線(xiàn)檢測的應用趨勢。目前，工業(yè)機器人視覺(jué)檢測技術(shù)已經(jīng)實(shí)現了汽車(chē)白車(chē)身的在線(xiàn)柔性檢測、擋風(fēng)玻璃的自動(dòng)安裝、轎車(chē)車(chē)門(mén)的自動(dòng)安裝、激光焊縫的檢測等，并成功應用于BMW、DaimlerChrysler、GM等國際著(zhù)名汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家，在自主品牌汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家也正逐步應用。