[发明专利]用于白车身尺寸检测的摆动式测量头机器人在线测量系统

摘要

用于白车身尺寸检测的摆动式测量头机器人在线测量系统，属于光学测量、机械工程和车辆工程技术领域。包括两个摆动式测量头、两台六轴机器人、两个机器人控制柜和一个系统控制柜。本发明基于线激光扫描三维视觉测量技术，两台机器人各自携带摆动式测量头运动到指定测量位置，线激光投射器向白车身装配特征投射线激光，单轴转台带动线激光投射器和单目摄像机摆动，实现扫描。单目摄像机采集到一组光刀图像后，通过光刀点云提取、三角测量原理、点云整合和装配特征参数计算，实现对白车身装配特征的在线测量。本发明测量时摆动式测量头位姿自由、受环境光照影响小、无机器人扫描误差、稳定性高，为白车身尺寸检测提供了实时可靠的测量数据。

主权项

一种用于白车身尺寸检测的摆动式测量头机器人在线测量系统，包括第一摆动式测量头（1）、第二摆动式测量头（2）、第一六轴机器人（3）、第二六轴机器人（4）、第一机器人控制柜（5）、第二机器人控制柜（6）、系统控制柜（7）、第一测量基座（8）、第二测量基座（9）和白车身定位工装基座（10），其特征在于：第一摆动式测量头（1）和第二摆动式测量头（2）均由线激光投射器（11）、单目摄像机（12）、单轴转台（13）、限位块（14）、一号光电限位器（15）、二号光电限位器（16）、安装盒（17）、外保护罩（18）和连接块（19）组成；其中，外保护罩（18）是一个由底板、顶板、后板及两块侧板构成的金属壳体；安装盒（17）是一个安装线激光投射器（11）和单目摄像机（12）的多面体金属盒，其前端在线激光投射器（11）和单目摄像机（12）安装处分别开有透光孔；线激光投射器（11）和单目摄像机（12）分别通过支架与安装盒（17）的顶板螺栓固接；线激光投射器（11）的光平面与外保护罩（18）的底板垂直，线激光投射器（11）的光平面与单目摄像机（12）的光轴线之间的夹角为θ；单轴转台（13）的顶端通过连接块（19）与安装盒（17）的底板螺栓固接；单轴转台（13）的底部固定在外保护罩（18）的底板上；限位块（14）穿过连接块（19），固定在安装盒底板的螺孔中；第一六轴机器人（3）固定在第一测量基座（8）上；第二六轴机器人（4）固定在第二测量基座（9）上；第一测量基座（8）和第二测量基座（9）分别位于白车身定位工装基座（10）的两侧；第一摆动式测量头（1）和第二摆动式测量头（2）均通过各自的外保护罩（18）的后板分别与第一六轴机器人（3）的末端和第二六轴机器人（4）的末端螺栓固定连接；第一六轴机器人（3）与第一机器人控制柜（5）电连接，第二六轴机器人（4）与第二机器人控制柜（6）电连接；系统控制柜（7）包括可编程控制器PLC、工控机、DIO模块、交换机、A电机驱动器和B电机驱动器；工控机通过串口与PLC电连接；工控机通过网线与交换机电连接，交换机通过网线分别与第一摆动式测量头（1）及第二摆动式测量头（2）中的两个单目摄像机（12）电连接；PLC通过A电机驱动器和B电机驱动器分别与第一摆动式测量头（1）和第二摆动式测量头（2）中的单轴转台（13）电连接；PLC通过CCLINK网络模块与总控电连接；总控分别通过第 一机器人控制柜（5）和第二机器人控制柜（6）与DIO模块电连接。