本實(shí)用新型涉及一種檢測(cè)單元，具體是一種適用于數(shù)字總線工廠的人工智能鈑金件生產(chǎn)系統(tǒng)的在線檢測(cè)單元，屬于鈑金加工技術(shù)裝備領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鈑金是一種針對(duì)金屬薄板(通常厚度在6mm以下)的綜合冷加工工藝，包括剪、沖/切/復(fù)合、折、焊接、鉚接、拼接、成型(如汽車車身)等，其顯著的特征就是同一零件厚度一致，通過(guò)鈑金工業(yè)加工出的產(chǎn)品叫做鈑金件，不同行業(yè)所指的鈑金件一般不同，多用于組配時(shí)的稱呼，通常，鈑金件工廠最重要的三個(gè)步驟是剪、沖/切、折。

鈑金件加工一般來(lái)說(shuō)基本設(shè)備包括剪板機(jī)、數(shù)控沖床/激光、等離子、水射流切割機(jī)/復(fù)合機(jī)、折彎?rùn)C(jī)以及各種輔助設(shè)備如開卷機(jī)、校平機(jī)、去毛刺機(jī)、點(diǎn)焊機(jī)等，目前加工設(shè)備大多已實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化操作，但原材料的輸入及產(chǎn)成品的輸出環(huán)節(jié)、檢驗(yàn)流轉(zhuǎn)入庫(kù)環(huán)節(jié)等依然大量采用人工操作。

現(xiàn)有技術(shù)中成型鈑金件的加工質(zhì)量一般已實(shí)現(xiàn)通過(guò)鈑金加工設(shè)備的設(shè)備精度保證，鈑金加工設(shè)備的模具等加工裝置因?yàn)殚L(zhǎng)期使用導(dǎo)致磨損超差是造成鈑金件尺寸超差的主要原因，通常需要鈑金加工設(shè)備經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后進(jìn)行人為進(jìn)行設(shè)備維護(hù)，即直接對(duì)模具等加工裝置進(jìn)行校驗(yàn)尺寸精度，這種傳統(tǒng)的校驗(yàn)方式往往是具有盲目性、沒有設(shè)備參數(shù)數(shù)據(jù)支持，即鈑金加工設(shè)備在進(jìn)行校驗(yàn)檢修前無(wú)法得知精度到底超差多少，若采用人為記錄則費(fèi)時(shí)費(fèi)力、且校驗(yàn)記錄人員的檢測(cè)人為差異性及檢測(cè)儀器的檢測(cè)誤差等均會(huì)影響校驗(yàn)的準(zhǔn)確性；而且傳統(tǒng)的校驗(yàn)方式必須停機(jī)進(jìn)行，無(wú)法實(shí)現(xiàn)鈑金件的在線檢測(cè)和鈑金加工設(shè)備的在線校驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種人工智能鈑金件生產(chǎn)系統(tǒng)的在線檢測(cè)單元，自動(dòng)化程度較高，能夠?qū)崿F(xiàn)智能操作，不影響正常加工生產(chǎn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)鈑金件的在線檢測(cè)和鈑金加工設(shè)備的在線校驗(yàn)，適用于數(shù)字總線工廠的人工智能鈑金件生產(chǎn)系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本人工智能鈑金件生產(chǎn)系統(tǒng)的在線檢測(cè)單元設(shè)置在碼放平臺(tái)托架附近，包括抓取碼放部件Ⅰ、檢測(cè)平臺(tái)、檢測(cè)裝置和信息處理電控裝置；

所述的抓取碼放部件Ⅰ包括機(jī)械臂、抓取碼放機(jī)械手和電控部件，機(jī)械臂至少包括X坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或Y坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和Z坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，抓取碼放機(jī)械手安裝在機(jī)械臂的末節(jié)，包括抓取機(jī)構(gòu)和位移傳感器，電控部件與X坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或Y坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和Z坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、抓取碼放機(jī)械手的抓取機(jī)構(gòu)、位移傳感器電連接；

所述的檢測(cè)裝置包括坐標(biāo)控制機(jī)構(gòu)和檢測(cè)頭，檢測(cè)頭上設(shè)有模式識(shí)別傳感器、位置傳感器、距離傳感器、檢測(cè)介質(zhì)發(fā)射器和檢測(cè)介質(zhì)反饋接收器；

所述的信息處理電控裝置包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、電源回路、檢測(cè)裝置位置控制回路、模式識(shí)別回路、分析規(guī)劃?rùn)z測(cè)參數(shù)回路、檢測(cè)控制回路、數(shù)據(jù)分析處理回路、打印輸出回路，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)分別與檢測(cè)頭上的模式識(shí)別傳感器、位置傳感器、距離傳感器、檢測(cè)介質(zhì)發(fā)射器和檢測(cè)介質(zhì)反饋接收器電連接；

所述的信息處理電控裝置的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、所述的抓取碼放部件Ⅰ的電控部件分別與人工智能鈑金件生產(chǎn)系統(tǒng)的集中電控單元的中央控制計(jì)算機(jī)電連接。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述的抓取碼放部件Ⅰ的機(jī)械臂和檢測(cè)裝置的坐標(biāo)控制機(jī)構(gòu)是門架式機(jī)械臂。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述的檢測(cè)裝置的檢測(cè)介質(zhì)發(fā)射器和檢測(cè)介質(zhì)反饋接收器是超聲波發(fā)射器和超聲波反饋接收器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本人工智能鈑金件生產(chǎn)系統(tǒng)的在線檢測(cè)單元全部采用微電腦控制，通過(guò)的模式識(shí)別傳感器反饋的信息對(duì)已沖壓成型的鈑金件進(jìn)行三維實(shí)體建模，生成樣條實(shí)體函數(shù)并存儲(chǔ)，并重新建立坐標(biāo)系，同時(shí)調(diào)用檢測(cè)頭至已沖壓成型的鈑金件被測(cè)表面或孔的逼近距離及逼近次數(shù)等信息參數(shù)，然后通過(guò)數(shù)值逼 近的方式對(duì)已沖壓成型的鈑金件進(jìn)行非接觸檢驗(yàn)，因此可避免人工檢測(cè)已沖壓成型的鈑金件時(shí)產(chǎn)生的個(gè)體檢測(cè)差異及接觸式檢驗(yàn)造成的檢具磨損、檢測(cè)精度降低的弊端；通過(guò)將數(shù)值逼近的層信息生成樣條數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)，并根據(jù)樣條數(shù)據(jù)擬合成樣條逼近函數(shù)，然后根據(jù)樣條逼近函數(shù)計(jì)算最終檢測(cè)數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)完成對(duì)已沖壓成型的鈑金件的檢測(cè)，完成鈑金件的在線檢測(cè)的同時(shí)通過(guò)已沖壓成型的鈑金件的實(shí)際檢測(cè)結(jié)果與數(shù)據(jù)庫(kù)中標(biāo)準(zhǔn)的已沖壓成型的鈑金件的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以反映鈑金加工設(shè)備的模具等加工裝置的加工尺寸是否超差及超差多少，使鈑金加工設(shè)備的設(shè)備維護(hù)得到數(shù)據(jù)支持，若反映的數(shù)據(jù)在允許的范圍內(nèi)時(shí)可繼續(xù)使用，減小了設(shè)備維護(hù)的盲目性，特別適用于數(shù)字總線工廠的人工智能鈑金件生產(chǎn)系統(tǒng)。

附圖說(shuō)明

圖1是人工智能鈑金件生產(chǎn)系統(tǒng)的平面廠區(qū)布置示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的三維結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、物料供應(yīng)單元，11、自動(dòng)送料裝置，2、成型鈑金件自動(dòng)取碼單元，21、抓取碼放裝置Ⅰ，211、抓取碼放部件Ⅰ，212、碼放平臺(tái)托架，22、計(jì)數(shù)碼放裝置，221、抓取碼放部件Ⅱ，222、碼放托架，3、智能物流托載運(yùn)輸單元，31、物流自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車，4、在線檢測(cè)單元，41、檢測(cè)裝置，42、信息處理電控裝置，5、自動(dòng)噴涂單元，51、懸掛輸送部件，52、抓取碼放裝置Ⅱ，521、抓取碼放部件Ⅲ，53、自動(dòng)清潔部件，531、自動(dòng)清潔裝置，532、控制閥組Ⅰ，533、電控裝置Ⅰ，54、自動(dòng)噴涂部件，541、自動(dòng)噴涂裝置，542、控制閥組Ⅱ，543、電控裝置Ⅱ，6、自動(dòng)粘貼海綿單元，61、鈑金件抓取裝置，62、海綿部件托架，63、海綿部件抓取裝置，64、定位揭膜裝置，7、集中電控單元，8、鈑金加工設(shè)備。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1、圖2所示，本人工智能鈑金件生產(chǎn)系統(tǒng)的在線檢測(cè)單元4設(shè)置在碼放平臺(tái)托架212附近，包括抓取碼放部件Ⅰ211、檢測(cè)平臺(tái)、檢測(cè)裝置41和信息 處理電控裝置42。

抓取碼放部件Ⅰ211包括機(jī)械臂、抓取碼放機(jī)械手和電控部件，機(jī)械臂至少包括X坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或Y坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和Z坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，抓取碼放機(jī)械手安裝在機(jī)械臂的末節(jié)，包括抓取機(jī)構(gòu)和位移傳感器，電控部件與X坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或Y坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和Z坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、抓取碼放機(jī)械手的抓取機(jī)構(gòu)、位移傳感器電連接。

所述的檢測(cè)裝置41包括坐標(biāo)控制機(jī)構(gòu)和檢測(cè)頭，檢測(cè)頭上設(shè)有模式識(shí)別傳感器、位置傳感器、距離傳感器、檢測(cè)介質(zhì)發(fā)射器和檢測(cè)介質(zhì)反饋接收器，模式識(shí)別傳感器可以是光學(xué)圖像傳感器、超聲波傳感器、X射線傳感器等，檢測(cè)介質(zhì)可以是超聲波或者是光源、紅外線等介質(zhì)。

所述的信息處理電控裝置42包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、電源回路、檢測(cè)裝置位置控制回路、模式識(shí)別回路、分析規(guī)劃?rùn)z測(cè)參數(shù)回路、檢測(cè)控制回路、數(shù)據(jù)分析處理回路、打印輸出回路等，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)分別與檢測(cè)頭上的模式識(shí)別傳感器、位置傳感器、距離傳感器、檢測(cè)介質(zhì)發(fā)射器和檢測(cè)介質(zhì)反饋接收器電連接。

所述的信息處理電控裝置42的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、所述的抓取碼放部件Ⅰ211的電控部件分別與人工智能鈑金件生產(chǎn)系統(tǒng)的集中電控單元7的中央控制計(jì)算機(jī)電連接。

本人工智能鈑金件生產(chǎn)系統(tǒng)的在線檢測(cè)單元的工作原理：當(dāng)鈑金加工設(shè)備8運(yùn)行至設(shè)定時(shí)間后，即到達(dá)質(zhì)量可控的最小周期時(shí)，集中電控單元7的中央控制計(jì)算機(jī)發(fā)出指令使本在線檢測(cè)單元4開始工作，中央控制計(jì)算機(jī)根據(jù)設(shè)定程序控制抓取碼放部件Ⅰ211自碼放平臺(tái)托架212上抓取一件已沖壓成型的鈑金件并碼放在檢測(cè)平臺(tái)上，然后信息處理電控裝置42根據(jù)設(shè)定程序通過(guò)檢測(cè)裝置位置控制回路控制檢測(cè)裝置41坐標(biāo)移動(dòng)，檢測(cè)裝置41上的模式識(shí)別傳感器即反饋已沖壓成型的鈑金件的形狀、尺寸、位置等信息給工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，分析規(guī)劃?rùn)z測(cè)參數(shù)回路工作，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)首先通過(guò)模式識(shí)別傳感器反饋的信息進(jìn)行三維實(shí)體建模，生成樣條實(shí)體函數(shù)并存儲(chǔ)，并與數(shù)據(jù)庫(kù)中標(biāo)準(zhǔn)鈑金件的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較、按照標(biāo)準(zhǔn)鈑金件的數(shù)據(jù)信息選定基準(zhǔn)面或基準(zhǔn)點(diǎn)，然后根據(jù)選定的基準(zhǔn)面或基準(zhǔn)點(diǎn)重新建立坐標(biāo)系以最大限度減小機(jī)構(gòu)累積誤差，調(diào)用檢測(cè)路徑的起點(diǎn)、終點(diǎn)位 置信息并計(jì)算該起點(diǎn)、終點(diǎn)位置相對(duì)于選定的基準(zhǔn)面或基準(zhǔn)點(diǎn)在重新建立的坐標(biāo)系內(nèi)的相對(duì)坐標(biāo)值，調(diào)用檢測(cè)頭至已沖壓成型的鈑金件被測(cè)表面或孔的逼近距離及逼近次數(shù)等信息參數(shù)；然后工業(yè)控制計(jì)算機(jī)根據(jù)重新建立的坐標(biāo)系通過(guò)檢測(cè)裝置位置控制回路控制檢測(cè)裝置41坐標(biāo)移動(dòng)至程序選定的基準(zhǔn)面或基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)位置，檢測(cè)控制回路開始工作，檢測(cè)頭上的檢測(cè)介質(zhì)發(fā)射器和檢測(cè)介質(zhì)反饋接收器同時(shí)工作，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)根據(jù)存儲(chǔ)的相關(guān)檢測(cè)信息程序控制檢測(cè)裝置41動(dòng)作使檢測(cè)頭移動(dòng)至正對(duì)已沖壓成型的鈑金件的第一被測(cè)表面或孔的設(shè)定位置，檢測(cè)介質(zhì)發(fā)射器發(fā)射的檢測(cè)介質(zhì)定向打在被測(cè)已沖壓成型的鈑金件的第一被測(cè)表面或孔的檢測(cè)面后反射回被檢測(cè)介質(zhì)反饋接收器接收，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)根據(jù)接收檢測(cè)介質(zhì)反饋接收器反饋的信息生成第一層數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)，然后工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制坐標(biāo)控制檢測(cè)裝置41動(dòng)作使檢測(cè)頭向被測(cè)已沖壓成型的鈑金件的第一被測(cè)表面或孔逼近至設(shè)定距離，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)再次接收檢測(cè)頭上的檢測(cè)介質(zhì)反饋接收器反饋的信息生成第二層數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)，以此類推，直至完成逼近次數(shù)，檢測(cè)頭回退至設(shè)定位置；同時(shí)，數(shù)據(jù)分析處理回路工作，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)將所有層數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)連續(xù)性分析、特性分析及數(shù)值逼近生成樣條數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)，并根據(jù)樣條數(shù)據(jù)擬合成樣條逼近函數(shù)，然后根據(jù)樣條逼近函數(shù)計(jì)算最終檢測(cè)數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)，完成被測(cè)已沖壓成型的鈑金件的第一被測(cè)表面或孔的檢測(cè)；然后工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制檢測(cè)裝置41動(dòng)作使檢測(cè)頭向程序設(shè)定的、檢測(cè)路徑上被測(cè)已沖壓成型的鈑金件的第二被測(cè)表面或孔逼近至設(shè)定距離，重復(fù)上述步驟；依次類推，至程序設(shè)定的終點(diǎn)坐標(biāo)位置時(shí)，即完成被測(cè)已沖壓成型的鈑金件的檢測(cè)，檢測(cè)頭回到零位置，打印輸出回路將檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果打印輸出，維護(hù)人員可以根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果決定是否對(duì)模具進(jìn)行修正。

所述的抓取碼放部件Ⅰ211的機(jī)械臂和檢測(cè)裝置41的坐標(biāo)控制機(jī)構(gòu)可以采用多關(guān)節(jié)集中控制機(jī)械臂，也可以采用框架式分體控制機(jī)械臂，或者采用Delta機(jī)械臂等其他形式的機(jī)械臂，由于第一種方案的多關(guān)節(jié)機(jī)械臂和第三種方案的Delta機(jī)械臂的控制是集中控制，其精準(zhǔn)的坐標(biāo)控制較復(fù)雜，需經(jīng)過(guò)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)大量的計(jì)算、軟件控制程序復(fù)雜，且制造成本較高，電腦控制負(fù)擔(dān)重，易出現(xiàn)故障；第二種方案采用分體控制，即幾個(gè)坐標(biāo)系分別控制，控制相對(duì)簡(jiǎn)單、直接，不易出現(xiàn)故障，因此優(yōu)選第二種方案，即，作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，如 圖2所示，所述的抓取碼放部件Ⅰ211的機(jī)械臂和檢測(cè)裝置41的坐標(biāo)控制機(jī)構(gòu)是門架式機(jī)械臂。

由于超聲波的波長(zhǎng)比一般聲波要短、具有較好的方向性、而且能透過(guò)不透明物質(zhì)，因此，作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述的檢測(cè)裝置41的檢測(cè)介質(zhì)發(fā)射器和檢測(cè)介質(zhì)反饋接收器是超聲波發(fā)射器和超聲波反饋接收器。

本人工智能鈑金件生產(chǎn)系統(tǒng)的在線檢測(cè)單元是人工智能鈑金件生產(chǎn)系統(tǒng)的一部分，可以與工廠的數(shù)字總線無(wú)縫連接實(shí)現(xiàn)集中數(shù)字化管理，不局限于上述的具體控制方式。

本人工智能鈑金件生產(chǎn)系統(tǒng)的在線檢測(cè)單元全部采用微電腦控制，通過(guò)的模式識(shí)別傳感器反饋的信息對(duì)已沖壓成型的鈑金件進(jìn)行三維實(shí)體建模，生成樣條實(shí)體函數(shù)并存儲(chǔ)，并重新建立坐標(biāo)系，同時(shí)調(diào)用檢測(cè)頭至已沖壓成型的鈑金件被測(cè)表面或孔的逼近距離及逼近次數(shù)等信息參數(shù)，然后通過(guò)數(shù)值逼近的方式對(duì)已沖壓成型的鈑金件進(jìn)行非接觸檢驗(yàn)，因此可避免人工檢測(cè)已沖壓成型的鈑金件時(shí)產(chǎn)生的個(gè)體檢測(cè)差異及接觸式檢驗(yàn)造成的檢具磨損、檢測(cè)精度降低的弊端；通過(guò)將數(shù)值逼近的層信息生成樣條數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)，并根據(jù)樣條數(shù)據(jù)擬合成樣條逼近函數(shù)，然后根據(jù)樣條逼近函數(shù)計(jì)算最終檢測(cè)數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)完成對(duì)已沖壓成型的鈑金件的檢測(cè)，完成鈑金件的在線檢測(cè)的同時(shí)通過(guò)已沖壓成型的鈑金件的實(shí)際檢測(cè)結(jié)果與數(shù)據(jù)庫(kù)中標(biāo)準(zhǔn)的已沖壓成型的鈑金件的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以反映鈑金加工設(shè)備8的模具等加工裝置的加工尺寸是否超差及超差多少，使鈑金加工設(shè)備8的設(shè)備維護(hù)得到數(shù)據(jù)支持，若反映的數(shù)據(jù)在允許的范圍內(nèi)時(shí)可繼續(xù)使用，減小了設(shè)備維護(hù)的盲目性，特別適用于數(shù)字總線工廠的人工智能鈑金件生產(chǎn)系統(tǒng)。