基于Perceptron Autogauge系统建立背箱开口局部坐标系下在线监控点

秦绪军栾成张秋花郑星汇张皓源100176）（北京奔驰汽车有限公司，北京

2018-08-20 -

1 前言

C 2016我公司车型年下半年总装车间背箱关门力居高不下，在牺牲背箱平顺的前提下关门力

60% FTC（仍有的车超差，严重影响总装一次交验合格率）的同时，装焊车间也需要投入大量的人力进行分析和返修。由于没有白车身背箱开口状态的在线检测数据支持，在分析背箱关门力问题时，只能参考三坐标数据，而三坐标对白车身的测量

6 h，需要对问题的分析时效性差，且数据量小，分析、调整需要多次测量。另外背箱与左、右侧围后角平顺度长期以来一直处于超差临界状态，左、右侧围后角的尺寸波动，极易造成批量的背箱装配难调，甚至调不出来而报废，而车身背箱开口状态缺乏有效地在线数据监控，无法及时有效拦截问

Z2.3（题车。今年年初白车身总成）连续出现左、右侧围后角前、后迈步现象，背箱装配间隙平顺严重超差，无法调整，部分车流入总装，造成返修成本大量增加。目前，我公司用于白车身上孔、槽、面、边位置

Perceptron，尺寸的在线检测设备主要是传感器为Tricam， Autogauge，

测量系统为其主要是对测量点拍摄一幅打光图像及一幅线激光图像，通过二维影像结合激光测距的方法，综合计算测点位置参数。1

［］

2 存在问题及解决方案

针对上述现状，考虑在主焊线在线检测工位着手建立局部坐标系下背箱开口在线监控测点，并建立背箱开口X向和Y向功能尺寸，实时监控背箱开口状态及左、右侧围后部相对关系，总结总装

1986—）, , , ,作者简介：秦绪军（男工程师硕士学位研究方向为白车身尺寸控制。

装配经验及本车间生产状态，设置合理的测点公差，开启超差报警，提前发现问题车，并做出相应处理措施，避免批量车流进总装。但是，现有Perceptron 150在线检测工位在线测量点已达个，已处于满节拍测量，新增测量点需重新规划在线Perceptron Z2.3测量方案；现有在线测量点是基于整车坐标系建立的，要实现背箱开口局部坐标系下监控点的测量，需要建立新的坐标系。由于原有在线测量方案是基于整车坐标系， 8新增背箱开口局部坐标系需要增加个建系点，外Z2.3 Übergang 4加状态背箱开口左、右各个测点， Umriss 4 24以及左、右各个测点，共计新增测点2～3 s，个，每个测点的完成需要平均分配给RB100 RB200和两个机器人，每个机器人完成新增30 s测点需左右。考虑到现有测点测量节拍已达A+ B A+ C A:饱和，实行、测量方案（车身前部RB300 RB400 B、涉及的所有测点；原有车身后部RB100 RB200 C:、涉及的所有测点；新增测点及原50%有部分后部重要监控点），测量频次。

3 背箱开口局部坐标系在线监控点及功能尺寸建立 3.1 建立背箱开口局部坐标系基准点

用于建立背箱开口局部坐标系基准点的测量8 1 MP1 MP2 MP4点需要个，如图所示，分别为、、、MP5 MP7 MP8 MP9 MP10 Autogauge、、、和。测量系8统中配置此个测量点的测量特征，测量点理论位1置及矢量值如表所示。测量点信息设置完成后， ID建立与外部机器人通讯。

3.2 建立背箱开口局部坐标系

Autogauge 3测量系统中建立坐标系，利用“2- 1” MP1 MP2 MP7 MP8原则，取、、以及和点向Z 3中值个基准点的Z向测量值确定一个基准面，然MP4 MP5后取、两个基准点的X向测量值确定基准MP9 MP10轴，最后取和 Y向测量值的中值确定原2点位置，如图所示。图2 背箱开口坐标系

3.3 建立背箱开口局部坐标系下测量点

Autogauge测量系统中在新建的坐标系下建立Übergang（背箱开口对应背箱装配的平顺考核点） Umriss（和对应背箱装配的间隙考核点）测量点， 16 17 18 19位置分别对应背箱装配考核点、、、点，如3 Corner（图所示，测量特征为角），测量点理论坐2 ID标值及矢量值见表。配置测量点信息，建立与外部机器人的通讯。建立如下功能尺寸。a. 16对应背箱装配考核点点位置建立X向功Rx-能尺寸： Lx； b. 17对应背箱装配考核点点位置建立Y向功Ry-能尺寸： Ly；

c. 18对应背箱装配考核点点位置建立Y向功能尺寸： Ry-ly； d. 19对应背箱装配考核点点位置建立XY、向功能尺寸： Rx-lx，ry-ly。

3.4 机器人程序编程

在原有测量程序中保留涉及后部问题的重要E-line D-line监控点，删除部分门洞位置和测量点， TCP运行机器人程序，将机器人摇到测量点理论坐100 mm标值位置，保持焦距在以内，调整测头角度， Corner使成像靠近视野方框中间，并且尽量使成像4有尽量少的噪点。其中一测量点成像如图。找到TCP合适的成像后，记录位置，编写测量语句，并配ID Autogauge置该点信息，建立与相应系统测量点的通讯。逐次配置各测点程序，并优化轨迹，新机C 50%器人程序为程序，测量频率为。

3.5 Teach测量点算法参数

Teach（运行新的机器人测量程序，示教）测量, ,点，选择算法计算区域调整过滤框位置过滤掉影6σ＜0.1，响算法的噪点，调整曝光参数，使测量点5如图所示。

3.6 PLC上位机设置

RB100 RB200 B、原有测量程序为程序，新增C PLC测点加部分原有后部测点程序为程序，编写RB100 RB200 BC调用机器人程序，、分别执行、两50%种测量程序，调用频率为。

4 测量结果及Correlation分析 4.1 测量结果及公差设置

调试算法完成后，在后续生产中每隔一辆车对背箱开口状态进行检测，实现了局部坐标系下背箱开口状态及左、右侧围Y向跨度和X向前、后

6差的在线监控，如图所示。采集一段时间测量数据后，参考设计公差及装配需求，设置一级公差

± 0.5 mm，为考虑环境因素及机器人精度因素，设

±0.65 mm， ±0.75 mm置二级公差为三级公差为。另外开启超差报警功能，一旦尺寸波动超出公差，可根据尺寸波动量及时地做出有效处理措施，降低了背箱开口尺寸波动反馈及处理时间，保证了输出产品的稳定性。

4.2 相关性分析

将最新的同时经过在线检测以及三坐标测量5的至少辆份的背箱开口局部坐标系下测量数据IQ- VIS Übergang导入至软件中，分别对新增和Umriss Correlation（测点测量数据做相关性）分析， 7a 7b 18 19 Übergang图、分别为左侧点和点测量点8a 8b 18 19数据分析，图、分别为左侧点和点Umriss 8测量点数据分析，图中共分析比对了辆3车，可以看出除第辆车部分测点在线数据与CMM数据波动趋势相左外，整体相关度很好，满足戴姆勒在线检测数据与三坐标数据相关程度大于70%的精度要求，且在线数据与三坐标数据差值小0.3，于由此可判定新增背箱开口局部坐标系下各测点在线检测数据精确性可信。

5 小结

本项目的实施，首次在在线检测引入了白车Z2.3身状态下背箱开口局部坐标系，并建立了局Übergang Umriss部坐标系下和在线测量点，实现了背箱开口局部坐标系数据化检测；首次引入了白Z2.3车身状态下涉及背箱装配的功能尺寸，建立Y了左、右侧围后部向跨度在线监控点，以及左、右侧围后角前后差的在线监控点，实现了左、右侧围后部匹配关系的数据化监控；首次在白车身Z2.3 A+B A+C在线检测工位引入、测量方案，为已达瓶颈的测量节拍提供了新的思路。

参考文献：

[1] .李凌，尚校，李靖，习俊通等线激光扫略的白车身装配[J].特征机器人在线检测技术研究测试技术学报， 2014 ，28( 3) :255-263.