激光器成像技术在汽车玻璃打胶设备上的应用［工程技术］

激光器成像技术在汽车玻璃打胶设备上的应用［工程技术］ 激光器成像技术在汽车玻璃打胶设备上的应用,工程技术, 吉建东 约3222字 摘 要:近年来,随着激光理论的应用发展,激光器成像技术开始广泛应用于各个领域,包括在汽车玻璃的涂胶安装上的应用。 关键词:激光器 激光器成像 汽车玻璃涂胶 打胶设备 一、汽车玻璃制作与安装概述 (一)汽车玻璃简介 汽车玻璃是汽车的重要组成部分,它对汽车的外部美观、内部舒适、和安全性能都起着至关重要的作用。近些年,车用安全玻璃已广泛用于我国的汽车制造中。 车用安全玻璃无论是外观质量还是光学性能、机械强度、耐环境稳定性等都优于普通汽车玻璃,具有外形美观、安全性能好、节能和附加多种特殊功能的特点:在安全性能方面,包括了抗冲击性、抗穿透性、耐磨性、耐热性、透光度、光畸变、负向偏离、耐辐射性和耐湿性能较强;其轻量化,使之达到了降低油耗和减少空调所耗的目的。 车用安全玻璃包括安全玻璃、夹层玻璃、钢化玻璃及防弹玻璃等类型。其主要制作材料有:汽车用浮法玻璃、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)胶片、银浆、油墨等;辅料有:舌片、底坐、支架、托架和包边条等。 钢化玻璃的制作是利用钢化原理;夹层玻璃的生产则有两种方法,即胶片法和灌浆法;中空玻璃则是夹在两层钢化玻璃中间加入一种隔热、隔音的新产品;防弹玻璃有着防止子弹穿透功能,更具有安全性。 (二)汽车玻璃的安装 过去是通过玻璃成形后压缝条,或者把模制件卷缠在玻璃腐蚀面后安装在车身上。这种方法使安装部位与车身之间会产生台阶高差,难以形成整体感。 现在的组件装配方法是预先把玻璃腐蚀部分插到金属模内,采用射出成形塑料填入空隙,使模制件与玻璃成为整体。用这种方法组装汽车侧面和后面的玻璃,即能使组装更加容易,又能降低组装成本,而且因为组成装配没有接缝,更保证了车身外形的美观。 汽车厂在安装档风玻璃时要对其进行打底涂和打玻璃胶然后用吸盘安装。 三、激光器成像技术中的图像处理系统 (一)激光器成像技术中的图像处理系统特征 图像处理是计算机科学和技术发展的重要之一。图像处理软件的发展及硬件性能的提高,将基于图像处理的自动化设备迅速融入自动化领域。非接触性的图像处理方法,具有速度检测、检测精度高等特点,被广泛应用于汽车玻璃组装的流水生产线上,进行产品的检测、测量、机械定位、几何尺寸和表面状态等参数的在线检测。随着汽车技术质量和外观质量的不断提高,汽车制造商对汽车玻璃的质量及性能要求也越来越高。汽车玻璃的生产自动化就必须向着智能化和高精度发展,而检测的方法也逐渐由传统方式转向高科技的检测方式。图像处理的定位方式是汽车玻璃自动化生产高品质的一个突破。 (二)激光器成像技术中的图像处理系统的硬件组成 整条自动化流水线是用来粘贴轿车玻璃的。其主要的部分是玻璃位置的检测调整和粘贴。该部分的检测系统同传统的监测系统一样主要有图像获取装置(CCD摄像头)、图像处理系统和计算机3部分组成。整条流水线是通过DeviceNet工业网络将图像处理系统的结果送到主控的PLC和工业机器人,通过它们来实现玻璃的搬运、位置姿态的调整、及其它工艺要求。在整个过程中,工业机器人在有机械定位(中心定位)上片台上把已经预定位的玻璃捡起,搬运到固定的摄像头拍摄位置进行图像标记位的采集,通过计算机,PLC,DeviceNet工业网络和机器人的协调工作进行玻璃位置的调节,然后粘贴固定。工业机器人的调节精度可达到直线范围0.002mm,旋转轴0.001?,这样能够充分保证玻璃的位置的调节精度。 (三)激光器成像技术中的图像处理系统的位置确定 图像位置确定的目的是要快速、准确确定基准标志在视场中的位置,该位置由标志的质心(即印刷在玻璃上的图像的中心位置)、和角度位置决定。解决角度位置一般做法是:首先读取需要的图像,然后对选定的需要定位处理的图像进行预处理。通过计算,最后得到图像的角度位置图像。对于一般的有明显拐点的标记位,一般采用传统的算法来进行定位。首先将图像送入计算机进行图像灰度二值化、滤波、简单背景下的物体目标与背景的分离以及特征提取等处理,最后输出X、Y和角度a。 三、激光器成像技术在汽车玻璃打胶设备上的应用 (一)智能机器人汽车玻璃涂胶安装系统 汽车挡风玻璃的安装是汽车总成的一道重要工序。由智能机器人汽车玻璃涂胶安装系统代替手工涂装,进行汽车挡风玻璃打胶安装过程,不仅提高了打胶安装的效率和质量,更保证了汽车挡风玻璃的密封性和安全性。 1、系统构成及原理 整个系统包括:机器人系统、供胶系统、回转工作台和控制系统等组成。 1、机器人系统:采用通用的六自由度工业机器人完成涂胶及胶形优化,利用机器人的附加外部轴作为回转工作台的回转轴,构成外部轴和机器人的六轴联动系统,有很高的一致性、协调性和准确定位,保证了涂胶轨迹的一致性和精确性。 2、供胶系统:主要由供胶泵、计量泵、温控系统、胶管和胶枪组成。系统采用双泵供胶、循环工作,避免了涂胶过程中出现因断胶而停线,计量控制和温控保证了胶的粘性。也节省了装配时间。 3、工作台:采用水平回转式,可在玻璃的对中、定位、外形检测及玻璃涂胶完成后进行翻转抓取。 4、控制系统:是实现机器人、供胶系统、回转工作台的协调控制,并进行车型自动识别、玻璃自动识别、玻璃自动添加和胶形自动优化控制。 (二)激光器成像技术的图像处理系统在汽车挡风玻璃打胶安装中的应用 激光器成像技术在汽车玻璃打胶设备上的应用主要是将激光成像技术的图像处理功能原理,运用到汽车玻璃的涂胶安装工艺上,进行机器人的玻璃捡起,搬运到位置的调节固定、打胶粘贴的监测、玻璃外形的检测等。同时,为适应生产的柔性化、高标准,系统对汽车挡风玻璃的智能识别、防错装、自动添加、胶形智能控制等进行了周密的。 1、挡风玻璃的外形检测:是由安装在对中块下方的两个线性位移传感器完成的; 2、挡风玻璃的识别与添加:首先是根据标准玻璃外形建立了玻璃标准特征数据库,为每个型号的玻璃设置相应的机器人涂胶程序,再通过回转台上反应的玻璃外形检测机构,确定检测涂胶玻璃的实际特征数据,根据设定的计算公式,计算判断涂胶玻璃的型号并调整误差值,有效的控制识别精度;最后将玻璃自动添加在HMI设置的入机接口,通过HMI的监视、修改玻璃的外形特征库数据。同样的方法,可以通过检测新型玻璃的外形尺寸,并写入特征数据库,就会生成新型玻璃对应的机器人程序号。如此实现了玻璃标准数据库的远程更新,提高了系统的柔性。 3、防错装技术:机器人在涂胶之前,先要根据车身条码的车型自动识别和实际车型的实际玻璃型号来比较判断将要安装的玻璃的车体型号,若二者一致,便调用相应的程序进行涂胶,若不一致,则拒绝涂胶,并报警提示。 4、胶形智能控制:玻璃胶形是涂胶工艺的重要参数之一。在涂胶过程中,机器人会因玻璃的形状、大小不一而变换转角、圆弧等轨迹,并改变运行的速度,为满足胶形的一致性和生产节奏,需对机器人的行走速度、计量泵的转速、供胶泵的压力及胶管的加热温度进行协调控制,根据计量泵排量的不同取其不同值,可将计量泵转速与机器人转速协调联系起来,提高了胶形 的质量。 智能机器人汽车玻璃打胶安装系统中的这些工序,都是通过对图像处理系统提供的数据分析、判断、确定来完成的。 参考文献: 1.雷玉堂.太赫兹技术在安防领域大显身手[J]中国公共安全?市场.2008(9) 2.曹.图像处理在汽车玻璃行业的应用[J]玻璃.2009(7) 3.张振.汽车安全玻璃发展研究[J].天津汽车.2005(4) 4.顾平林.黏胶式汽车玻璃的安装[J].汽车维修与保养.2008(7) 5.刘文忠高幼年陈刚.基于图像分析的传输流量检测[J].数据采集与处理.2005(4) 6.马可张波.机器人在汽车挡风玻璃自动涂胶系统中的应用[J].华中科技学院学报.2007(4)