专利名称：汽车白车身焊接线孔检测孔、检测面定量测量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是汽车白车身焊接线孔检测孔、检测面定量测量系统，属于汽车零部件制造装备技术领域。
背景技术：
目前有些汽车厂在对整车在线检测都在汽车焊接线最后工位实现，需要有2台机器人对车身进行检测，左右分别放置一台。成本分析上，2台机器人及测量系统的成本合计大约150万，投资成本过大。从检测点的覆盖面上分析，机器人检测车身的一个孔的时间节拍为10秒，检测车身的一个面的时间节拍为5秒，按照汽车产量15万台的焊接线计算单台的节拍为日产量15万台/年+250天/每年=600辆/每天；单班次产量600辆/每天+2班次/每天=300辆/每班次；每小时产量300辆/每班次+10小时/每班次=30 辆/小时；单件产量时间3600秒+30件=120秒/件(单件节拍)全效率；单件节拍(90% 效率)=110秒；实际测量时间110秒-50秒(上下件时间)=60秒；测量单件孔的时间节拍 60秒+10秒/孔=6个孔/秒；测量单件面的时间节拍60秒+5秒/面=12个面/秒； 白车身按照整车质量实际要求需要测量100多个测量点，实际两台机器人在60S时间内只能测量20多个测量点，这样实际测量点的数量最大能达到整车测量点的30%，对整车合格率无法全面判断。从检测的精度来分析，机器人的重复精度在O. 5mm左右，整车的重复精度在
O.5_，检测传感器精度为O. 05_，整车在线测量的全系统的测量精度为在线测量的全系统精度=机器人重复精度+整车重复精度+传感器的精度，S=O. 5+0. 5+0. 05=1. 05mm,得出全系统精度为I. 05mm，无法满足整车测量的精度。对整车质量采用离线检测，这样测量点保证了测量的量，但是每台整车检测需要用时21天，一般要检验3飞台，测量的工作比较繁重，测量效率低下，并且需要有专业的配备人员，还要配置一台三坐标测量仪器，三坐标测量仪器的原理是将待测工件放在其允许的测量空间内，利用测头在X，Y, Z三个方向上精确移动来获得待测工件表面点的空间几何尺寸。一台三坐标仪器市场价大约800万 1000 万之间，虽然能达到车身整车检测的精度要求，但是三坐标机体积庞大，速度低，成本高，环境(温度，振动)要求苛刻等缺陷，无法满足汽车批量生产中对质量的全监控。
发明内容
本发明提出的是汽车白车身焊接线孔检测孔、检测面的定量测量装置，其目的旨在克服现有技术所存在的上述缺陷。本发明的技术解决方案其特征是包括检测孔定量测量装置和检测面定量测量装置，其中检测面定量检测装置中的检测支架安装在检测孔定量检测装置中的连接板上，组成一个在空间XYZ方向上的检测机构，检测面定量检测装置中的A位移传感器和检测孔定量检测装置中的B位移传感器，C位移传感器所用同一型号位移传感器。本发明的优点成本低，测量精度高，而且可以测量多个面和点，维护方便简易，可随时对工件各个需要检测的孔和面进行在线监控，数据记录等。
附图I是检测面定量测量装置的结构示意图。附图2是位移传感器的结构示意图。附图3是检测孔定量测量装置的结构示意图。附图4是汽车白车身焊接线孔检测孔、检测面定量测量系统的结构示意图。图中的I是销子，2是销套，3是检测夹紧块，4是位移传感器，5是检测支架，6是弹簧，A段的距离为位移传感器的行程距离，通过B点圆锥触头接收数字量的位移变化信息， 其精度为O. 001mm，重复精度为O. 002mm。7是连接板，8是校准销，9是XY滑台固定支架， 10(a)是B位移传感器，10(b)是C位移传感器，11是L型支架。
具体实施例方式对照附图1，检测面定量测量装置，其结构是包括销子1，销套2，检测夹紧块3，A位移传感器4 (型号NS-WYOl)，检测支架5，弹簧6 ;其中销子I在销套2上，销套2套在检测夹紧块3上，销套2内装有弹簧6，起到防护A位移传感器触头的作用，如果不放弹簧，那么销子会有个自身的重力一直压在位移传感器触头上，时间长了，会对位移传感器触头有一定的磨损，影响到测量的精度。A位移传感器4插入测夹紧块3中，检测夹紧块3在检测支架5上。检测面定量测量的工作过程是销子圆锥面通过对工件面的接触，产生在空间Z方向上的位移量变化，通过对插在销套中的销子底座对位移传感器的传感触头的作用力接收位移量的数值信息。在空间Z方向上的导向机构，由销子1，销套2，检测夹紧块3，检测支架 5构成，主要作用是用在空间Z方向上的定位检测。其中销子的工艺性，用料都有要求，材料为40Cr，检测表面要进行调制处理，镀铬，这样做的好处是在长时间检测任务过程中不易磨损，且耐用性好。A位移传感器4是型号NS-WYOl型位移传感器，此产品特点是高精度， 误差小，高分辨率，预期寿命长，移动平滑，舒畅，防护等级IP40。对照附图2，A段的距离为A位移传感器的行程距离，通过B点圆锥触头接收数字量的位移变化信息，其精度为O. 001_，重复精度为O. 002_。通过电压的变化产生电流的变化，作为输出信号的数值，最大位移速度10mm/s (max),响应时间为O. 5秒/mm。在检测过程中，对面检测的数值会清晰的反应到上位机上，这个工件的面有没有达到Z方向上的理论值的公差范围内，从而通过这些数值进行对这个工件的合格率的全面判断。对照附图3，检测孔定量测量装置的结构包括连接板7，校准销8，XY滑台固定支架9，B位移传感器10 (a), C位移传感器10 (b)，L型支架11 ;其中连接板7上设校准销8，XY滑台固定支架9连接在L型支架11上，B位移传感器10 Ca)固定在XY滑台固定支架9的Y方向上的圆孔内，组成空间Y方向上的导向机构，C位移传感器10 (b)固定在XY滑台固定支架9的X方向上的圆孔内，组成空间X方向上的导向机构，工作过程是图I中Z方向上的导向机构中销子移动到要检测的孔的位置，移动过程中，XY方向上的导向机构上的B位移传感器触头，C位移传感器触头在空间XY方向上的位移量的变化所产生的数值信息，反应到上位机上。校准销8处于校准状态，校准销8的作用是让XY方向上的B位移传感器，C位移传感器在空间XY方向上的位移的偏差量处于O点位置，其间，校准销8 一般都是拿下来，只有在维护过程中，才会用到校准销，对位移传感器进行校零。对照附图4，检测面定量检测与检测孔定量检测关系，检测面定量检测装置中的检测支架安装在检测孔定量检测装置中的连接板上，组成一个在空间XYZ方向上的检测机构。检测面定量检测装置中的A位移传感器和检测孔定量检测装置中的B位移传感器、C位移传感器属于同一型号位移传感器，工作原理相同，但是检测的目的不一样。二者之间的工作关系都是通过位置的移动来获取定量变化的过程。本发明可自动在线测量和焊装线成为一体，主要由检测系统部分组成，分别对车身各个部件的面，孔和外形尺寸进行测量所设计出符合要求的夹具。每副夹具焊接工位都可以在线测量，按照成本分析，投资成本算每台焊接夹具增加价格为5万元左右，投资适中。从检测点的覆盖面上分析，焊接夹具可以对每辆整车的零部件总成进行在线检测，对零部件总成要求测量的点都可以达到20个点以上，这样实际测量点的数量最大能达到整车测量点的100%，对整车质量的日变化，月变化，及年变化的合格率可以全面判断。从检测精度分析，焊接夹具是对整车的零部件总成进行在线检测，对零部件总成的每个孔和面检测系统的精度可以达到O. Olmm,产品的重复精度可以达到O. Imm,传感器精度为O. 05mm,零部件总成在线测量的全系统的测量精度为
在线测量的全系统精度=焊接夹具对零部件总成的检测精度+产品重复精度+传感器
精度
S=O. 01+0. 1+0. 05=0. 16
整车最后无需再进行对其进行三坐标抽检测量，满足了车身整车在测量过程中要求的高精度，而且效率也很高，可以满足汽车的流水线生产的要求。同时，零件在焊接过程中每个工位测量的数据可以通过网络传输到上位机，及时了解焊接零件的质量，再根据每个工位测量的数据进行处理，可以对产品零件质量进行及时的监控等。
权利要求
1.汽车白车身焊接线孔检测孔、检测面定量测量系统，其特征是包括检测孔定量测量装置和检测面定量测量装置，其中检测面定量检测装置中的检测支架安装在检测孔定量检测装置中的连接板上，组成一个在空间XYZ方向上的检测机构，检测面定量检测装置中的A 位移传感器和检测孔定量检测装置中的B位移传感器，C位移传感器所用同一型号位移传感器。
2.根据权利要求I所述的汽车白车身焊接线孔检测孔、检测面定量测量系统，其特征是检测孔定量测量装置包括销子，销套，检测夹紧块，A位移传感器，检测支架，弹簧；其中销子在销套上，销套套在检测夹紧块上，销套内装有弹簧，A位移传感器插入检测夹紧块中，检测夹紧块在检测支架上。
3.根据权利要求I所述的汽车白车身焊接线孔检测孔、检测面定量测量系统，其特征是检测孔定量测量装置的结构包括连接板，校准销，XY滑台固定支架，B位移传感器，C位移传感器，L型支架；其中连接板上设校准销，XY滑台固定支架连接在L型支架上，B位移传感器固定在XY滑台固定支架的Y方向上的圆孔内，组成空间Y方向上的导向机构，C位移传感器固定在XY滑台固定支架的X方向上的圆孔内，组成空间X方向上的导向机构。
全文摘要
本发明是汽车白车身焊接线孔检测孔、检测面定量测量系统，其特征是包括检测孔定量测量装置和检测面定量测量装置，其中检测面定量检测装置中的检测支架安装在检测孔定量检测装置中的连接板上，组成一个在空间XYZ方向上的检测机构，检测面定量检测装置中的A位移传感器和检测孔定量检测装置中的B位移传感器，C位移传感器所用同一型号位移传感器。优点成本低，测量精度高，而且可以测量多个面和点，维护方便简易，可随时对工件各个需要检测的孔和面进行在线监控，数据记录等。
文档编号G01B7/02GK102607387SQ201110428579
公开日2012年7月25日 申请日期2011年12月20日 优先权日2011年12月20日
发明者徐旭明 申请人:南京叁迪焊接设备有限公司