（测试计量技术及仪器专业论文）机器人柔性坐标测量系统自动化研究与设计.pdf

摘要 在汽车车身制造( 焊装) 过程中，制造精度是关键质量控制因素，它可以影 响到大批量生产的一致性。目前保证车身精度最有效手段是采用在线测量技术对 焊装线上车身实行1 0 0 在线测量，实时、动态监控生产线，及时发现误差，并 根据当前测量数据和历史数据规律对产生误差的原因做出客观判断，调整相关夹 具或状态参数，控制车身精度在要求的范围内。 现代化大生产对生产和工艺设备提出了柔性化的要求，因此发展测量速度 快、自动化程度高、柔性好的在线检测系统已成为国内外公认的趋势。机器人柔 性坐标测量系统由于具备了工业机器人快速灵活可编程以及视觉传感器测量快 速非接触的特点，因而能够很好的适应目前汽车生产中柔性生产线的需要。 本文所做的主要内容，正是为了发挥课题组在视觉检测方面的优势，使已有 的激光视觉检测站能更好的满足汽车生产企业柔性生产线的自动化控制与管理 的需求。为此，本课题完成了以下工作t 1 研究柔性坐标测量系统在现有车身制造工艺和工厂环境下的控制和管理 方式，分析测量系统对自动化控制的需求； 2 测量系统自动化控制的设计与实现； 3 测量系统内部网络和对外网络的设计与实现； 4 掌握p l c 等系统的组建、配置和编程方法，并编写自动化程序； 5 进行测量系统的可靠性设计并加以实施，以保证工位的长期稳定运行； 6 进行测量系统的安全性设计并加以实施，以保证工位的长期安全运行； 7 在设计和建造实施的全部过程中，深入了解并坚决贯彻执行各类标准； 8 完成项目的总结并形成规范化的文档。 关键词：柔性测量p l c 自动化控制f i p i o a b s t r a c t t h ea c c u r a c yo fm a n u f a c t u r i n gi st h ek e yf a c t o ro fq u a l i t yc o n t r o li nt h ep r o c e s s o fm a n u f a c t u r i n g ( w e l d i n g ) a u t o m o b i l ew h i t e b o d y , w h i c hc a ni m p a c to n t h e c o n s i s t e n c yo fh i g h v o l u m ep r o d u c t i o n a tp r e s e n t ，t h eb e s tm e a n s o fe n s u r i n gt h e a c c u r a c yo fm a n u f a c t u r i n gi sm e a s u r i n ga l lt h ew h i t e - b o d yo n l i n e ， r e a l t i m ea n d d y n a m i c a l l y ，w i t ht h eo n - l i n e m e a s u r e m e n tt e c h n i q u e s ，d e t e c t i n gt h ee r r o rr a p i d l y , m a k i n go b j e c t i v ej u d g r n e n t sf o rt h er e a s o no f e r r o rb a s e do nt h ed i s c i p l i n a r i a no f c u r r e n ta n dh i s t o r i c a ld a t a ，a n da d j u s t i n gt h er e l a t e dg r i p p e r sa n ds t a t u sp a r a m e t e r s ， t h em o d e mp r o d u t i o nr e q u i r e st h ep r o d u c t i n gt e c h n i c sa n de q u i p m e n tm o r e f l e x i b l e ，s od e v e l o p i n go n - l i n e m e s u r m e n ts y s t e mw h i c hc a nm e a s u r ei nh i 出s p e e d ， a u t o m a t i c l l y , a n df l e x i b l yh a sb e e na c k n o w l e d g eb y m o s tp e o p l e n o to n l ya r e 讪嘶a 1m e s u r e m e n tr o b o t sf a s t - w o r k i n g ，f l e x i b l ea n dp r o g r a m m a b l e ，b u ta l s ot h e y c a nc a l t yo u tr a p i dn o n - c o n t a c tm e a s m - m e n ta sv i s i o ns e n s o r s ，t h e r e f o r et h e yc a nm e e t t h en e e do ff l e x i b l ep r o d u c t i o nl i n e so fc u r r e n ta u t o m o b i l em a n u f a c t u r i n g t h e r e s e a r c ho nh o wt oi m p r o v et h ee x i s t i n gl a s e rv i s i o ni n s p e c t i o ns t a t i o n b e t t e rm e e t i n g t h en e e do ff l e x i b l ep r o d u c t i o nl i n e si nc u r r e n tm a n u f a c t u r i n gi sc a r r i e do u ti nt h i s d i s s e r t a t i o n t h em a i ne f f o r t sa c c o m p l i s h e dc a nb es u m m e du pa st h ef o l l o w i n g a s p e c t s ： 1 r e s e a r c h i n go nt h ew a yo fc o n t r o l l i n ga n dm a n a g i n gt h e f l e x i b l ec o o r d i n a t e m e a s u r e m e n ts y s t e mi nm ec o n d i t i o no fc u r r e n tw h i t e - b o d ym a n u f a c t u r i n g t e c h n i c sa n df a c t o r ye n v i r o n m e n t ，a n da n a l y s i n gt h ea u t o m a t i o nc o n t r o l r e q u i r e m e n tf r o mm e a g u l m n e n ts y s t e m ； 2 d e s i g n i n gf o rt h ea u t o m a t i o n c o n t r o lo fm e a s u r m e n ts y s t e m ，a n dc a r r y i n g o u t ； 3 d e s i g n i n go f t h ec o m m u n i c a t i o n n e t w o r ki ni n t e r i o ra n de x t e r i o ro f m e a s u r e m e n ts y s t e ma n de a r r i n go u t ； 4 m a s t e r i n g t h es e l e c t i n g ，c o n f i g u r i n ga n dp r o g r a m m i n go fp l cs y s t e m ，a n d p r o g r a m m i n gf o rt h ea u t o m a t i o nc o n t r o l ； 5 d e s i g n i n gf o rt h er e l i a b i l i t yo f t h es y s t e ma n dc a r r y i n go u t , t oe n s u r ei t l o n g - t e r ms t a b i l i t yo fr u n n i n g ； 6 d e s i g n i n gf o rt h es a f e t yo f t h es y s t e ma n dc a r r y i n go u t ，t oe n s u r ei t l o n g - t e r ms e c u r i t yo fr u n n i n g ； 7 i nt h ep r o c e s so fd e s i g na n dc o n s t r u c t i o n , a l ls t a n d a r d so fp r o d u c t i o nl i n e s c o n s t r u c t i o na r es t u d i e di n - d e p t ha n dc a r d e do u tf m n l y ； 8 c o m p l e t et h ep r o j e c ts u m m a r y a n df o r mas t a n d a r d i z e dd o c u m e n t k e yw o r i d s ：f l e x i b l em e a s u r e m e n t ，p l c ，a u t o m a t i o nc o n t r o l ，f i p i o 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导9 i t i ：j ：旨导下进行的研究t 作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得丞注盘堂或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一i j 工作的1 一j 志对奉研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名： b i t si n t e r n e s 幸) c t b i t o v c t b i t i v f m b t1 0 0 m s b t1 0 0 m s f m b tl s b ti s f m b ti m n b ti m n f p u l s o r ( c t b lt1 曹。 f m b t5 0 0 m s f p u l s o r ( c t b itl w 。 f m b t6 0 0 m s f ? u l s o r ( c t b ltl w ， f m b t2 s 秘= i l o t si n t e - 翔e s 枣) c t m o t o w c t m o t l w b e b l ：= t r u e ： b e b o ：= f a l s e ： ：= f a l s e ： ：= t r u e ： ：= s 5a h d ：= s 5 ： ：- - s 6a n d ：- - s 6 ： ：= s 7a 珂d 7 j 5 ，v c ( b t 0 ，v c ( b t 1 0 0 ， ( b t n o tb t1 0 0 m s ： n o tb t i s ； n o tb t 1 r a n ； a d 0 5 s ，b t 一5 0 0 m s ，v p c a d 0 5 s ) ： 5 0 0 m s ) ： a d 0 6 s ，b t 一6 0 0 m s ，v p c a d 0 6 s ) ： 6 0 0 m s ) ： c c a d 2 s ，1 3 t 一2 s ，v p c a d 2 s ) ； 2 s ) ： 图3 8 为对各初始化变量的的定义过程 3 4 2 2 “i l o t 功能模块 该模块处理所有与岛有关的信息，包括三个程序段：c e _ d e fi l o t l 、c e g e n _ i l o t l s z e 3 e ，e ，r ，r 0 r 0 l 爿衢i-；iil l - 第三章p l c 控制系统设计及实现 和c s _ g e ni l o t l 。 程序段c e d e f i l o t l 处理所有与岛有关的故障，包括：急停故障、急停继电 器故障、岛启动故障、岛启动继电器故障、安全小门的诊断、接通能源继电器故 障( d f k t m e e i ) 、空载运行警示等。如图3 - 9 为岛的急停故障信息汇总，图3 1 0 为急停继电器故障。 图3 - 9岛的急停故障信息汇总 图3 1 0 急停继电器故障 安全小门的诊断程序比较有代表性，是调用功能块( d f b ) 的典型应用。以 下进行详细说明。 控制程序编写中经常会调用功能块( d f b ) 来处理通用的信息和故障。d f b 是用户逻辑被封装在一个功能块当中，能够多次重用( 满足应用的特殊要求) 的 第三章p l c 控制系统设计及实现 程序段。采用功能块的好处是功能块用图形的形式表达功能，直观性强；对规模 大、控制逻辑关系复杂的控制系统，功能模块图能够清楚表达功能关系，使编程 调试时间大大减少以功能模块为单位，使控制程序编写简单容易：d f b 编码在 c p u 中只装载一次；可以被保护；可被创建它的应用程序使用，也可以放在功 能块库当中，被所有的应用程序使用。如图3 1 1 所示，为一个d f b 的结构示意 图。 d f b 类型名称 变量复制 争、 y 公共变量 私有变量 d f b 代码 图3 1 ld f b 的结构示意图 输出 一个d f b 的名称最多包括3 2 个字符；参数有输入、输出和输入输出；内部 变量分为公共变量( 可被应用程序访问) 和私有变量( 不能被用用程序访问) ； 其代码段可用l d ，i l ，s t 或f b d 语言编写，遵循i e c 标准( 一个d f b 只 包含一个程序段) 或者不遵循i e c 标准( 一个d f b 可包含几个程序段) ；一个 d f b 可以在程序段内嵌套调用其它d f b 。 d f b 用于：结构化应用程序、简化程序设计和输入、提高程序的可读性、简 化调试和保护技术秘密。 安全小门诊断调用了安全小门诊断d f b “d i a g p o ，它可以管理以下故 障： 1 d f i p l 到d f i p l 5 ：安全小门l 到1 5 不一致故障； 2 d f k a p f ：安全小门继电器故障； 3 d f b p a 故障清除按钮故障； 4 d f b p d ：岛启动按钮故障。 3 9 第三章p l c 控制系统设计及实现 它还确保以下信息的安全： 1 o k d e m i - 岛启动o k ； 2 o k p f - 安全小门己关闭且无故障； 3 p r d f p o ：安全d , w l 或继电器有故障； 4 o k a c q ：故障清除o k 。 图3 1 2 为安全小门诊断d f b “d i a g p o ”的部分截图。 图3 1 2 安全小门诊断d f b “d i a g p o 第三章p l c 控制系统设计及实现 3 4 2 3 “g e n ”功能模块 该模块处理所有与g e l n 的接通能源( 在此指6 巴气源) 有关的信息。 c ed e f _ _ g e l n 处理所有与接通能源有关的故障，如图3 1 3 所示为对6 巴气源故障 的诊断和报警。其中该功能模块调用的功能d f b ( a l r m d i a ：在诊断缓冲区 内登记报警的d f b ) 。 图3 1 3 对6 巴气源故障的诊断和报警 当诊断出完全没有故障报警，其他回路也满足供气条件时，在c s g e n _ g e l n 中允许6 巴气源截止阀接通，如图3 1 4 所示。 g e j r i = 6 b a f g 吒攥截至调接通 一hh ，i 僻6 ；卜s 荫卜 却幽曲呻p 图3 1 4 允许6 巴气源截止阀接通 3 4 2 4 “g m m 功能模块 该模块处理所有与岛的运行模式组g m m 有关的信息。程序段c e _ d e f _ g m m l x 处理所有与岛的运行模式组有关的故障，包括：前进运动故障集合、一般运动故 障集合( 除延迟外) 、延迟运动故障集合、机器人故障集合、机器人报警集合、 4 1 第三章p l c 控制系统设计及实现 工艺故障集合、运动不一致集合和模式冲突。t 程序段c e _ g e n _ g m m l x 处理所有与岛的运行模式组有关的故障，包括 g m m l x 的单位设备状态的集中位( 无故障且已准备好的单位设备的集合、正在 运行中的单位设备的等待的集合) 、停止( 立即停止、循环停止、排空请求) 、手 动模式、自动模式、重复测量模式。如图3 1 5 所示为处理循环停止请求的部分 程序。 g m m t ，( 蕾环停止请求按钮镜器 8 竹。yg m 甲ji m s b la c ”g m 叫 li 、j g m m l ”尹叩 s b l i i a c - - - l i ” 。8 d 。 邪i 了 掣时r g m 喇 托允许环年止 一 y 7 8 叩r 2 r叩甲卟1 rv e 掣p g m m l 节伯贮 iliiii、， 了i i i吖1lil g 叩i 、ij叩i7 i 了1 似r 譬 丁筒帮“ 图3 1 5 循环停止请求程序 程序段c s _ g e n _ g m m l x 处理所有与岛的运行模式组有关的输出组合，包括手 动模式指示灯、自动模式指示灯、红绿灯柱和循环停止指示灯。如图3 1 6 所示 为控制绿色灯柱点亮( 代表运行正常) 的部分程序。图2 1 7 所示为手动自动转 换开关和手动自动运行指示灯。 图3 1 6 控制绿色灯柱程序 4 2 第三章p l c 控制系统设计及实现 母冒 图3 - 1 7 手动自动运行指示灯 3 4 2 5 “e n t i t em ”功能模块 该模块处理所有与单位设备有关的信息。程序段c ed e f j m l m 处理与这个单 位设备有关的所有故障( 除了有d f b 管理和诊断到的运动故障) ，饲如，z 向传 感器的不致故障就在这里监测。 c em v tm i m 处理运动延时故障等，以下以气缸运动监测为倒。每个推动传 感器的气缸由两个s e n s t r o n i c 磁性开关监铡其运动位置情况，如图3 - 1 8 所示。 图3 1 8 位于气缸行程两端的传感器 当p l c 对电磁阀发出指令后气缸应该在规定时间内到选指定位置，对应的 传感器将此信息反馈给p l c ，以监测其运动正常与否。此处调用了两位置运动诊 断d f b ( d i a g 2 p ) 。如图3 - 1 9 所示为两位置运动诊断d f b 的局部。 第三章p l c 控制系统设计及实现 m e s u r ea d i a g _ 2 p e ne n o y 、 7 0a 1 1 - c d o a m o- v e r i n a m o 厂 、 y v1a 广 电磁阀 厂tl c d la m lv e r n a m l ii 、 。 i l o t l o k d e m il d m a c q c r e v t一v e n c r e v t il 1 l o t l 0 k d e m ii il d m i n i t d m o p ov e r i n d m o p o v e r i n d m o r l g 0 li d m o r i g od m o p lv e r i n d r o o p l li v e r i n d m o r i g l ii d m o r i g l e t o- v e n n e t o ，一、 v e i宅l nm d e v t h s 气缸位置传感器 l m d e v t h se t lv e r i n e t l v e r i n m d t p h s 。 li m d t p h sm x t p o一v e r i n m x t ：p o s 陋s q 0 2 a 1 纠, 厶杠1 s c 3 4 a ， n p c a p o m x t p lv e r i n m x t p l i 辩ii 睁i ，lsli群i n p c a p l p r a ev e r i n p r a e i 产i i a li s l甲i s ia iis甲4a1 p r c a l p 0 p r a lv er i n p r a r s q l1 a 1 s 0 1 2 a 1s 0 1 3 a 1 s q 1 4 a 1 i i l lli p r c a p t p r d iv e r i n p r d i 图3 1 9 两位置运动诊断d f b 局部 3 4 2 6 “r o b o tr ”功能模块 该模块处理所有与机器人有关的信息，程序中共由于机器人数目相同的4 个 该功能模块。 c e 嗽舣l r ( x x x x 为分配给本机器人的编号，略去) 处理与1 号机器人有 关的所有输入及诊断d f b 的调用。它包括d f b “d i a l lr o b 的输入的数据的 准备( f i p i o 输入的读取、机器人故障的禁止、循环的初始化条件、机器人的编 号、d f b “d i a l lr o b ”的调用、机器人循环初始化请求的记忆和互锁点号等。 图3 2 0 为机器人诊断d f b 。 d i a br o b e n e n 0 i m _ e w ii r e 州r o b d fr o k i m _ e w 2 1 r e w 2r o bd f r a u t i me w 4 1 r e w 4r o b s a c t b i t o w l 2 _ r h g rc r a n c y c t b i t o w i m d h p r m m h p i s h u p l 兀d e f lr 1r 一1 3 h u n t d e fc r e v t c i c y l nr i c i c y p a r _ e t a ! m r h z l 只-l m m r h z m m r h z m t f _ z 1r -i m m l e z m m l e 2 i m _ s w 2 1 卜 a zm r n t n a l d n c y lf 卜n c y 卜n c y 图3 2 0 机器人诊断d f b 3 4 2 7 “o s i t r a c k ”功能模块 该模块处理所有与r f i d 有关的信息，包括三个程序段：c e o s i t r a c k 、 c p _ o s i t r a c k 和c s o s i t r a c k 。 首先，r f d 模块是通过以太网连接至p l c 的，p l c 需对其分配i p 地址，并 设置i o 扫描地址，如图3 2 1 和图3 - 2 2 所示。 4 5 第三章p l c 控制系统设计及实现 图32 】对r f i d 的i p 地址进行分配 圈3 - 2 2 对r f i d 的1 0 扫描地址进行分配 c eo s i t r a c k 处理有关r f i d 的输入信息。如图3 r o f i s t m e k 所示为p l c 获取允 许从p j ：i d 设备读取车型信息的指t 令，并读取信息，如瞬3 2 3 所示。 甲? “叩r f _ g 。u 叫叫 4 二二遨二二) 厂j 篇_ _ 一0 嚣hi - 纠 严聃8蛆 h 1 仁 仁j 4芊 i f j 1器； l 闰3 2 3 接受允许读取信息指令并读取 第三章p l c 控制系统设计及实现 c p _ o s i t r a c k 处理有关r f i d 的地址信息。c s o s i t r a c k 输出从r f i d 所读取的 车型信息。图3 2 4 所示为对r f i d 地址进行设置的程序。 o 硫m o k t c p j p h to o m m -c o t a t p t e s e t i一 d v l 洲o k i r 衅i q u 雠e _舸r - 卑d e l j n a t -n br o o t s c 传v 1 a a r _ 驯- -l a p i 1 w _ o o m d f 。甲 i 缸q d f b u f f e r - -b u f f e 卜_ l f f 射 3 4 本章小结 图3 2 4 对r f i d 地址进行设置 p l c 是本工位实现自动化控制的核心，本章首先介绍了p l c 的特点和p l c 系统的设计流程；然后介绍了f i p i o 总线的安装、设置和地址定义方法；最后详 细描述了p l c 的程序结构、编写规范和实现各种功能的程序。 4 7 第四章现场安装与调试 第四章现场安装与调试 目前，本柔性测量系统已经安装调试完毕，并成功投a 使用。本章是对现场 安装情况作出的展示和说明。图4 - 1 中左侧为测量柜和控制柜实物图，右侧为工 位内部实拍图。 4 1 测量柜与控制柜 图4 - 1 现场实物图 由于现场工作条件有限，测量柜和控制柜是在实验室安装测试完毕后，整体 运至现场的。测量柜中装有测量计算机、服务器以及一台u p s 电源( 防止工位 意外断电导致的测量数据丢失) 。另外，在测量柜中还装有一块用于安装测量系 统控制传感器以及与工位自动化系统交互信息所需的器件的背板- 女圈4 - 2 所示。 图4 - 3 为安装完毕的放置有p l c 、空气开关、继电器和通讯模块等器件的背板t 它是自动化控制系统的核心，将被固定在控制柜中加以保护。 第四章现墒安装与调试 图4 - 2 测量柜内部圈 图4 - 3 控制柜背板 放置于测量柜中的测量计算机、服务器，以及放置于控制柜中的p l c ，它们 的发热量都比较大，而且这些电子设备可能受到环境温度、灰尘以及电磁干扰的 影响。出于可靠性考虑，系统选用高质量的r i t t a l 专业机柜厦相应的热平衡设备。 在装有测量计算机和服务器的测量柜上加装了一个工业空调。辅助降温；在装有 第四章现场安装与调试 p l c 的控制柜上加装了大功率轴流风扇和配套的通风栅格，使得机柜的防护等级 可达到i p 5 5 ( i p 防护等级提供了一个以电器设备和包装的防尘，防水和防撞程 度来对产品进行分类的方法，关于毋防护等级的标示及评价方法见附录) 。机柜 的热平衡措施如图4 4 所示，左侧为测量柜，右侧为控制柜。 4 2 自动化设备安装 图4 - 4 机柜的热平衡措施 工位内部的自动化设备均在现场进行安装调试， 气缸的控制是由f e s t o 出品的d 系列气源处理单元在p l c 的指令下完成的。 该气源处理组合包括了过滤器、减压阀、开关电磁阀、压力渐增伐( 安全启动阀) 、 气源截止阀等。为防止灰尘、飞溅和碰撞，在现场将气源处理单元固定在铁笼上 并用透明软帘加咀覆盖，气源处理单元现场安装方式如图4 - 5 所示。 i誓羹， _：划罐一i心k 第四章现场安装与调试 曩 r ；_ i | 图4 - 5 气源处理单元现场安装方式 r f i d 读写器与z 向传感器的安装位置事先根据滚床与白车身的数字模型加 以确认，并设计好相应的工装，如图4 - 6 所示在现场进行安装。 4 3 现场接线 图4 - 6r f i d 读写器和z 向传感器的现场安装方式 生产线韵自动化工位存在大量电气连线，连接之后很难区分，因此每一条电 线都必须按照统一的规范标记线号。此线号与相关的电气原理图上标注的必须完 全一致，这样做可吼方便施工，并且后期维护时对故障能够做到及时判断、查找 和处理。如图4 7 所示为安全门控制盒中的电气连线，末端白色套管为线号。 第四章现场安装与调试 图4 7 安全门控制盒中电气连线的线号标注 工业现场的机器人、电机和焊钳等设备时刻发出强大的电磁千扰。所阻本工 位容易被干扰的设备都放在专业的机柜中，这些机柜在现场均用铜带、钢板进行 r 接地处理。而且所有传输信号的线缆及插头也全部使用的为工业现场专门设计 的产品。图4 - 8 中为机器人控制柜上与机器人连线的插座。 图4 - 8 机器人控制柜上与机器人连线的插座 4 4 调试与运行结果 根据p s a 标准安装结束后，工位须经过1 5 天的连续运行以测试工位可 能存在的功能和可靠性隐患。 在安装进行时和安装结束后，对卧下自动化功能进行测试，均工作正常： 所有空气开关的通断性能和监测附件的正常工作与否： 第四章现场安装与调试 所有电压的正确与否； 上电继电器删s t w l 的供电； 通电指示灯的实现； 检测安全辅助继电器的吸合( k a x a u l l i 、k a x p f l i 、k a x b b l l y ) ； 控制回路允许上电继电器k a a e e l n ； 能源接通继电器k t l m e e q i 和延时继电器k m lm e e li ； 气源控制继电器与气源处理单元； 主电柜的操作者保护系统； 两个安全检修小门及相应传感器； 紧急停止按钮； 岛启动按钮及岛启动继电器k a d m p i i ： 手动自动运行模式功能，放行功能，放空功能，机器人回退功能； 运行模式指示灯，运行状态指示灯； 各设备间的信号交互情况。 生产线设计生产节拍为4 4 辆小时，如表4 1 所示，本柔性测量系统完全可 以满足生产节拍的要求。 表4 1 机器人实际测量时间 4 5 本章小结 在工业上的现实应用是测量系统自动化研究的根本意义，本章描述的正是测 量系统自动化部分的现场安装。本章分别介绍了测量柜和控制柜的安装，其他自 动化设备的安装以及现场的接线情况，而关于提高可靠性的措施，贯穿于每一部 分之中。最后，本章对工位验收时所作的部分测试项目和机器人实际测量时间进 行了描述。 第五章总结与展望 第五章总结与展望 在汽车车身制造( 焊装) 过程中，需要控制大批量生产的一致性，制造精度 是关键质量控制因素。目前保证车身精度最有效手段是采用在线测量技术对焊装 线上车身实行1 0 0 在线测量，实时、动态监控生产线，及时发现误差，并根据 当前测量数据和历史数据规律对产生误差的原因做出客观判断，调整相关夹具或 状态参数，控制车身精度在要求的范围内。 机器人柔性坐标测量系统由于具备了工业机器人快速灵活可编程以及视觉 传感器测量快速非接触的特点，因而能够很好的适应目前汽车生产中柔性生产线 的需要。随着国内外立体视觉测试计量技术和理论的不断完善以及工业机器人控 制技术的发展，以机器人作为视觉传感器的载体，能够将两者的优势技术充分地 结合起来。 本文所涉及到的主要内容，正是为了发挥课题组在视觉检测方面的优势，使 其已有的激光视觉检测站更好的满足汽车生产企业柔性生产线的自动化控制与 管理的需求。为此，本课题完成了以下工作： 1 研究柔性坐标测量系统在现有车身制造工艺和工厂环境下的控制和管理方 式； 2 分析企业和现有生产模式的具体要求，使得本柔性坐标测量系统完全满足生 产线的生产节拍、开通率以及与整条生产线的对接等； 3 掌握所需自动化设备的选择和使用方法，所用p l c 等系统的组建、配置和编 程方法； 4 进行测量系统的可靠性设计并加以实施，以保证工位的长期稳定运行； 5 进行测量系统的安全性设计并加以实施，以保证工位的长期安全运行； 6 在设计和建造实施的全部过程中，深入了解并坚决贯彻执行欧洲大型整车厂 生产线建造标准、国家及行业各类标准； 7 完成项目的总结并形成规范化的文档。 在项目进行的过程中，由于以往没有设计建造如此复杂全自动工位的经历， 经验的缺乏造成了一些波折。幸运的是，依靠团队的能力和智慧，所有问题都得 到了解决，相关经验得到了极大的积累，这些经历作为宝贵财富必将指引今后的 项目更为完美的进行。 参考文献 参考文献 1 邾继贵，王仲，叶声华，三维尺寸视觉测量系统，现代计量测试，1 9 9 9 ， 1 9 ( 1 ) ：1 9 2 2 2 邹定海，叶声华，王春和，等，用于在线测量的视觉检测系统，仪器仪表 学报，1 9 9 5 ，1 6 ( 4 ) ：3 3 7 3 4 1 【3 罗明，多传感器机器视觉测量系统的研究及其应用： 博士学位论文 ，天 津：天津大学，1 9 9 6 【4 1 b g a r s t a m ，c a rb o d ya s s e m b l yw i t ha s e a3 一dv i s i o n ，r o b o tv i s i o na n d s e n s o r yc o n t r o l ，1 9 8 5 ，5 ：5 0 9 - 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