一种检测玻璃可装配性的检测系统及方法与流程

本发明属于汽车玻璃合格性检测领域，尤其涉及一种检测玻璃可装配性的检测系统及方法。
背景技术：
：目前，业内常用的现有技术是这样的：市场上常规使用的汽车玻璃可装配性检测方式主要为使用扁形塞尺或锥形塞尺在专用检验模具上进行吻合度检测，挡风玻璃尺寸大，材料特殊，带有弧度，易变形，该种测量方式需要人工配合使用，测量误差大，检测效率与检测精度低，同时无法满足检测数据的自动化记录。而现在已有的检测系统有三坐标测量机，缺点是仪器笨重，操作复杂，测量效率不高；以及faro关节臂，无法实现流水线式的检测且需要人工操作完成。综上所述，现有技术存在的问题是：旧的测量方案会导致玻璃表面产生形变，测量误差较大。旧的测量方案的测量操作不方便，需要人工配合使用。已经有的自动化检测系统，仪器笨重，操作复杂，测量效率低。已经有的自动化检测系统，无法实现流水线式的检测，没有数据记录系统，无法对检测数据进行统计处理与分析。解决上述技术问题的意义：机械结构的顶面按照挡风玻璃的弧面进行设计，测量时直接正常放置即可，测量传感器力度小，几乎没有外在的变形影响，玻璃没有较大的弧面变形，节省人力同时数据精准度高。机械架由机械框架镶嵌电阻式位移传感器构成，没有沉重的测量臂和以及高精度、高价格的电机，质量轻便，可以随处安置，便于携带，价格便宜，可以批量生产。数据采集端口接连上位机，可以对历史数据进行统计性数据进行存储与分析。有46个采集位点，采集位点位置均匀、范围广，测量数据的代表性高，能够很好的反映出玻璃的精度与尺寸问题。检测电路由stm32芯片控制，采集速度快，采集端口可以由上位机进行智能化控制，省去人工操作的过程。技术实现要素：针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种检测玻璃可装配性的检测系统及方法。因此，本发明采用了多点接触式检测的方式，优化硬件设施并开发新型的上位机软件加强对检测数据的后期分析，提出了新型的玻璃可装配性装置的检测系统。本发明是这样实现的，一种检测玻璃可装配性的检测系统，包括：机械框架，用于安置被测玻璃与检测触头以及布置线路；硬件框架，用于进行采集检测位点信息，与上位机之间进行双向指令传递；上位机，用于收集来自硬件框架所检测到的数据；对数据进行收集与存储、发布指令以及对收集到的数据进行计算分析spk值，由统计图表的方式显示给用户，并对被测装置的可装配性进行分析并得出是否具有可装配性。进一步，机械框架包括定位部分、电器容纳部分和线路框架；定位部分，用于被测玻璃的正确安放，和用于检测位点数据正确性采集；电器容纳部分，用于容纳检测触头；线路框架，用于对检测线路的正常安放的保障，并屏蔽外界信号干扰。进一步，硬件框架包括采集单元与通信线路；采集单元对应每一个检测位点，与上位机之间进行双向指令传递，有43个采集单元；通信线路，包括can通信总线；均与每一个集成电路相连接，终端通过can通信总线(注：can通信总线由can-h、can-l两根线构成)转usb通信接口与上位机进行数据通信。机械框架的底座由底座内侧支撑杆、底座外侧支撑杆、卡板支撑杆、连接块、底座框构成。在底座上设置有检具支撑面，在底座上设有卡板。所述底座焊接有支撑杆；所述支撑杆分为底座外侧支撑杆与底座内侧支撑杆；所述检具支撑面设置于所述底座外侧支撑杆上；所述检具支撑面与所述底座外侧支撑杆焊接；所述底座两侧焊接连接块；所述连接块上设置卡板支撑杆，所述卡板支撑杆垂直焊接在所述连接块上；所述卡板活动式插入所述卡板支撑杆端部。所述检具支撑面与所述底座内侧支撑杆设置有圆孔；所述检具支撑面与所述底座内侧支撑杆圆孔内设有检测部件，所述检测部件包括电阻式位移传感器，所述电阻式位移传感器的探头伸出所述检具支撑面端面，所述电阻式位移传感器外部套设有金属管，所述金属管与所述电阻式位移传感器的外端面相连接，所述金属管通过至少两个固定螺丝与所述检具支撑面及所述底座内侧支撑杆连接。进一步，采集单元由电源电路、主控芯片、a/d采集电路、电阻式位移传感器、can总线接口组成；电源电路采用分离式，分为主控芯片电源、ad采集电源、传感器电源，用于主控芯片、a/d采集电路、电阻式位移传感器的充分供电以及保障各个部分之间信号能够互相屏蔽而不干扰；主控芯片为采集单元的控制中心cpu，采用stm32芯片；a/d采集电路采用ad7988数模转换芯片，采集来自于精密电阻产生的分压大小，与主控芯片通过隔离电路进行通信；电阻式位移传感器的伸缩量来自于被测玻璃对应的检测位点，伸缩量大小对应的电阻与精密电阻产生不同的分压，进而计算检测玻璃位点的数据；can总线接口与电路主线相连接，为进行单一位点数据通信的输出接口。本发明的另一目的在于提供一种所述的检测玻璃可装配性的检测系统的检测玻璃可装配性的检测方法，所述检测玻璃可装配性的检测方法包括：收集来自硬件框架所检测到的数据；对数据进行收集与存储、发布指令以及对收集到的数据进行计算分析spk值，由统计图表的方式显示给用户，并对被测装置的可装配性进行分析并得出是否具有可装配性。具体包括：一)数据采集与准备：确定下位机已经准备就绪，串口连接与通信线路正常连接；设置系统的上公差、下公差，以及零点值。在上位机确定连接下位机，输入并且确定要采集的批次；点击运行，对所装载的玻璃进行46点循环数据收集与存储，更换下一块玻璃；连续采集25块玻璃后，上位机内部对收集到的数据进行处理与分析。二)数据处理：误差处理：该系统存在三种误差，零点误差、系统误差、对比公差，消除这三种误差后，可以使被测量的数据更加准确。——零点误差：用大量标准件前期处理得到的缺省值，并设置系统零点——系统误差：由于采集单元内部电路影响、位移传感器的微小变动引起，该误差服从正态分布。——对比公差：消除产品因公差极限带入的数据变动，使用前需要手动输入上位机系统。三)数据处理：1)数据分组：从过程的角度看，收集越多的子组可以确保变差的主要原因有机会出现，可以更好的反应出数据的变化情况，由于本装置25个数据计算一次cpk，因此分为每5个数据为一组，一共分为五组。记每组的极差为r，均值为r＝x最大值-x最小值2)计算估计的过程标准偏差：由于子组内过程的变异性是通过子组的极差反映的，所以可以用平均极差来估计标准偏差标准偏差：极差计算：注：d2是随样本容量变化的常数，取值如下表n2345678910d21.131.692.062.332.532.702.852.973.08由于子组数为5，因此d2选用2.33。3)计算过程能力：这是按照标准偏差为单位描述的过程均值与公差带之间的距离，通过与工程的规范相对比，可以得出产品是否满足规范与要求，规范性由短期过程能力指数cpk值来衡量。记上公差：usl下公差：lsl；cpk值：经过多次检验与测试，从实例中得出，该过程能力是：功能检验合格的最低cpk值定为3.12。本发明的另一目的在于提供一种至少搭载所述的检测玻璃可装配性的检测系统的检测玻璃可装配性生产流水线。本发明的另一目的在于提供一种实现所述检测玻璃可装配性的检测方法的计算机程序。本发明的另一目的在于提供一种实现所述检测玻璃可装配性的检测方法的信息数据处理终端。本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的检测玻璃可装配性的检测方法。综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明配备专用的玻璃安置面，按照挡风玻璃的弧面进行设计，避免了由于挡风玻璃尺寸大，材料特殊，带有弧度，易变形而在测量中带来的变形影响。测量仪器为位移传感器，位移传感器为弹簧连接，易变性，对玻璃的支撑力较小，减小了系统误差。装置体为机械框架镶嵌传感器构成，质量轻，没有沉重的测量臂和以及高精度、高价格的电机，价格适中，因此仪器通用性更强，普遍性高。有46个采集位点，采集位点位置均匀、范围广，测量数据的代表性高，能够很好的反映出玻璃的精度与尺寸问题。检测电路由stm32芯片控制，采集速度快，采集端口可以由上位机进行智能化控制，省去人工操作的过程，仅仅需要进行更换玻璃的操作即可。本发明的机械框架的线路框架部分利用金属框架可以有效避免外界电磁干扰，起到静电屏蔽的作用，数据稳定性强。采集单元的电源电路采用分离式的设计方法，分为stm32电源、ad采集电源、传感器电源三个部分，确保各个部分供电的充分供给以及保障各个部分之间信号能够互相屏蔽而不干扰。a/d采集电路与主控芯片通过隔离电路进行通信，由隔离电路产生的绝缘地可以进一步隔绝信号干扰，保证数据的正确性。采用can总线的通信方式，电路结构简单，减轻了线路之间的干扰。附图说明图1为发明实施例提供的检测玻璃可装配性的装置结构示意图；图2为发明实施例提供的底座部分结构示意图；图3为发明实施例提供的电阻式位移传感器结构示意图；图4是发明实施例提供的硬件框架图。图中：1、底座；2、检具支撑面；3、卡板；4、底座内侧支撑杆；5、底座外侧支撑杆；6、卡板支撑杆；7、连接块；8、底座框；9、电阻式位移传感器。图5是发明实施例提供的玻璃件1条件下25块玻璃在同一位点的检测数据图。图6是发明实施例提供的玻璃件2条件下25块玻璃在同一位点的检测数据图。图7是发明实施例提供的在玻璃件1与玻璃件2条件批次下的cpk值与合格线的对比图。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。现有技术中，玻璃吻合度检测的非自动化现状以及已有检测设备在通信方式、检测数据的可信度以及在检测数据分析上不够完备。下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。本发明实施例提供的检测玻璃可装配性的装置的检测系统，包含机械框架、硬件框架以及对数据进行收集处理的上位机，其中：机械框架用于安置被测玻璃与检测触头以及布置线路。机械框架包括定位部分、电器容纳部分和线路框架。定位部分可以保证被测玻璃的正确安放，保证检测位点数据采集的正确性，是检测过程中最基本的框架要求。定位部分由底座、底座支架、检具支撑面、卡板、卡板支架、卡板座、支撑销组成，其中卡板安置在装置上方用于固定被测玻璃。电器容纳部分用于容纳检测触头，该部分分布较广，每一个电器容纳部分对应一个检测单元，本装置包含43个检测单元。电器容纳部分由电子触头容纳腔、腔体支柱组成。线路框架是对检测线路的正常安放的保障，对于屏蔽外界信号干扰、数据的稳定性有一定的作用。线路框架由底座、底座支架、腔体支柱、支撑销组成。硬件框架是检测装置是电路主要组成部分，是上位机与终端所采集数据之间的通信桥梁。硬件框架包括采集单元与通信线路。采集单元对应每一个检测位点，可以与上位机之间进行双向指令传递，一套装置有43个采集单元。采集单元由电源电路、主控芯片、a/d采集电路、电阻式位移传感器、can总线接口组成。电源电路采用分离式的设计方法，分为stm32电源、ad采集电源、传感器电源三个部分，确保各个部分供电的充分供给以及保障各个部分之间信号能够互相屏蔽而不干扰，采用ams1117-3.3、ams1117-3.3、ams1117-3.3三种芯片给各个部分提供稳定合适的电压。主控芯片是采集单元的控制中心cpu，采用stm32芯片。a/d采集电路采用ad7988数模转换芯片，采集来自于精密电阻产生的分压大小，该部分与主控芯片通过隔离电路进行通信。电阻式位移传感器是可以弹性伸缩的，伸缩量来自于被测玻璃对应的检测位点，伸缩量大小对应的电阻可以与精密电阻产生不同的分压，进而计算检测玻璃位点的数据。can总线接口与电路主线相连接，是进行单一位点数据通信的输出接口。通信线路由两根can-h、can-l通信总线组成，两根线路与每一个集成电路相连接，终端通过can总线转usb通信接口与电脑上位机进行数据通信，具有多主控制、传输速度快，距离远、抗干扰能力强，而少数自动化玻璃检测通常采用的rs-232通信方式电平值较高，易损坏接口电路芯片、传输速率较低、抗干扰能力差。上位机主要用于收集来自与采集单元的所检测到的数据。可以对数据进行收集与存储、发布指令以及对收集到的数据进行计算分析spk值，由统计图表的方式显示给使用者，从而对被测装置的可装配性进行分析并得出是否可装配性的结论。下面结合附图对本发明作进一步描述。本发明实施例提供的机械框架如图1、图2所示，由定位部分、电器容纳部分和线路框架三个部分组成。具体包括：1、底座；2、检具支撑面；3、卡板；4、底座内侧支撑杆；5、底座外侧支撑杆；6、卡板支撑杆；7、连接块；8、底座框；9、电阻式位移传感器。机械框架的底座由底座内侧支撑杆、底座外侧支撑杆、卡板支撑杆、连接块、底座框构成。在底座上设置有检具支撑面，在底座上设有卡板。所述底座焊接有支撑杆；所述支撑杆分为底座外侧支撑杆与底座内侧支撑杆；所述检具支撑面设置于所述底座外侧支撑杆上；所述检具支撑面与所述底座外侧支撑杆焊接；所述底座两侧焊接连接块；所述连接块上设置卡板支撑杆，所述卡板支撑杆垂直焊接在所述连接块上；所述卡板活动式插入所述卡板支撑杆端部。所述检具支撑面与所述底座内侧支撑杆设置有圆孔；所述检具支撑面与所述底座内侧支撑杆圆孔内设有检测部件，所述检测部件包括电阻式位移传感器，所述电阻式位移传感器的探头伸出所述检具支撑面端面，所述电阻式位移传感器外部套设有金属管，所述金属管与所述电阻式位移传感器的外端面相连接，所述金属管通过至少两个固定螺丝与所述检具支撑面及所述底座内侧支撑杆连接。放置被测玻璃前，需把卡板从卡板支架上取下，待被测玻璃安置于检具支撑面上后，将卡板安置于卡板支架上并固定，固定力度要始终给，不得有较大压力，防止外力变形而影响被测数据的精度。电器容纳部分：由电子触头容纳腔、腔体支柱组成。该部分内部放置电阻式位移传感器及其通信线路，在玻璃防止之后，玻璃会依靠重力使得对应被测位点挤压压缩，压缩量由硬件电路转化为数字量进而检测被测玻璃对应位点的数据。硬件框架，该部分受到上位机的软件端控制。操作者可以在上位机端对检测设备执行读写检测触头测量数据，并以图表形式或柱状形式进行表达；实现测量数据的保存；实现对测量数据进行cpk分析，进而分析检测玻璃是否具备可装配性。本发明实施例提供的检测玻璃可装配性的检测方法，包括：收集来自硬件框架所检测到的数据；对数据进行收集与存储、发布指令以及对收集到的数据进行计算分析spk值，由统计图表的方式显示给用户，并对被测装置的可装配性进行分析并得出是否具有可装配性。具体包括：二)数据采集与准备：确定下位机已经准备就绪，串口连接与通信线路正常连接；设置系统的上公差、下公差，以及零点值。在上位机确定连接下位机，输入并且确定要采集的批次；点击运行，对所装载的玻璃进行46点循环数据收集与存储，更换下一块玻璃；连续采集25块玻璃后，上位机内部对收集到的数据进行处理与分析。二)数据处理：误差处理：该系统存在三种误差，零点误差、系统误差、对比公差，消除这三种误差后，可以使被测量的数据更加准确。——零点误差：用大量标准件前期处理得到的缺省值，并设置系统零点——系统误差：由于采集单元内部电路影响、位移传感器的微小变动引起，该误差服从正态分布。——对比公差：消除产品因公差极限带入的数据变动，使用前需要手动输入上位机系统。三)数据处理：1)数据分组：从过程的角度看，收集越多的子组可以确保变差的主要原因有机会出现，可以更好的反应出数据的变化情况，由于本装置25个数据计算一次cpk，因此分为每5个数据为一组，一共分为五组。记每组的极差为r，均值为r＝x最大值-x最小值2)计算估计的过程标准偏差：由于子组内过程的变异性是通过子组的极差反映的，所以可以用平均极差来估计标准偏差标准偏差：极差计算：注：d2是随样本容量变化的常数，取值如下表n2345678910d21.131.692.062.332.532.702.852.973.08由于子组数为5，因此d2选用2.33。3)计算过程能力：这是按照标准偏差为单位描述的过程均值与公差带之间的距离，通过与工程的规范相对比，可以得出产品是否满足规范与要求，规范性由短期过程能力指数cpk值来衡量。记上公差：usl下公差：lsl；cpk值：经过多次检验与测试，从实例中得出，该过程能力是：功能检验合格的最低spk值定为3.12。下面结合具体实验对本发明的应用作进一步描述。本发明分别收集了两组数据(其中玻璃件1为标准件)，分别为同一批次的正品与次品在同一位点的部分检测数据。玻璃件1/um：-40.527343750000023.4375000000000-19.0429687500000-8.30078125000000-9.27734375000000-8.30078125000000-1.46484375000000-0.97656250000000038.5742187500000-11.2304687500000-40.039062500000017.578125000000032.7148437500000-15.6250000000000-12.695312500000032.7148437500000-4.3945312500000010.253906250000037.597656250000020.9960937500000-0.976562500000000-8.3007812500000021.97265625000000.976562500000000-9.27734375000000玻璃件2/mm：-0.746386718750000-0.667187500000000-0.726171875000000-0.736376953125000-0.731640625000000-0.731933593750000-0.696533203125000-0.737939453125000-0.679980468750000-0.701220703125000-0.788427734375000-0.673046875000000-0.636328125000000-0.744335937500000-0.740771484375000-0.655371093750000-0.665820312500000-0.658789062500000-0.684765625000000-0.694384765625000-0.770312500000000-0.692578125000000-0.683886718750000-0.741699218750000-0.755761718750000。图5是发明实施例提供的玻璃件1条件下25块玻璃在同一位点的检测数据。图6是发明实施例提供的玻璃件2条件下25块玻璃在同一位点的检测数据。按照测量过程产生得出数据处理极差均值标准均差数据均值cpk值玻璃件10.08290.03560.709714.9216玻璃件20.05200.02230.0018552.7188。图7是发明实施例提供的在玻璃件1与玻璃件2条件批次下的cpk值与合格线的对比图，玻璃件1批次下玻璃的cpk值要高于合格线，因此该批次的玻璃质量合格，而玻璃件2批次下玻璃的cpk值要低于合格线，因此该批次的玻璃质量有瑕疵。由于14.9216>3.12>2.7188；可以得出：玻璃件1为正品，玻璃件2为次品，次品无法进行装配。在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘solidstatedisk(ssd))等。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12