一种汽车挡风玻璃自动装配系统及自动装配方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113715935A(43)申请公布日2021.11.30(21)申请号202111070919.4(22)申请日2021.09.13(71)申请人武汉理工大学地址430000湖北省武汉市洪山区珞狮路122号申请人广西汽车集团有限公司(72)发明人徐劲力刘畋渔卢杰丁刚强袁智军黄丰云潘昊詹强民黄辑刘万志(74)专利代理机构武汉蓝宝石专利代理事务所(特殊普通合伙)42242代理人范三霞(51)Int.Cl.B62D65/06(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图4页(54)发明名称一种汽车挡风玻璃自动装配系统及自动装配方法(57)摘要本发明提供一种汽车挡风玻璃自动装配系统及自动装配方法，自动装配系统包括3D视觉模块、机器人、机器人控制模块、挡风玻璃抓取模块和图像处理模块。本发明利用结构光和双目视觉系统组成的3D视觉模块，在挡风玻璃抓取模块抓取汽车挡风玻璃与车体车窗框装配过程中，拍摄装配图像，获取多组特征点对，通过特征点检测车窗与车窗框之间的装配间隙，机器人在机器人控制模块控制下，根据视觉检测系统获得的装配间隙对机器人装配路线进行调整，最终达到装配要求。应用本发明可以实现汽车挡风玻璃的自动装配，无需人为干预，并可提高汽车挡风玻璃的自动化装配精度。CN113715935ACN113715935A权利要求书1/3页1.一种汽车挡风玻璃自动装配系统，其特征在于，包括3D视觉模块、机器人、机器人控制模块、挡风玻璃抓取模块和图像处理模块；所述3D视觉模块，用于在挡风玻璃抓取模块抓取汽车挡风玻璃与车体车窗框装配过程中，抓取装配图像；所述图像处理模块，用于根据所述装配图像，提取相应的多组特征点对，并基于多组特征点对，计算汽车挡风玻璃与车体车窗框之间的装配间隙；所述机器人控制模块，用于根据所述汽车挡风玻璃与车体车窗框之间的装配间隙，规划机器人的装配路线，并控制机器人按照规划的装配路线对汽车挡风玻璃进行装配。2.根据权利要求1所述的汽车挡风玻璃自动装配系统，其特征在于，所述3D视觉模块包括4个，每一个所述3D视觉模块包括结构光和双目视觉系统，4个3D视觉模块均安装于机器人的机械臂上；4个所述3D视觉模块，用于在汽车挡风玻璃安装过程中，获取多组特征点对。3.根据权利要求2所述的汽车挡风玻璃装配系统，其特征在于，所述结构光为一维激光测位仪，4个所述3D视觉模块，用于在汽车挡风玻璃安装过程中，获取多组特征点对，包括：在所述挡风玻璃抓取模块抓取汽车挡风玻璃时，获取包含汽车挡风玻璃上的多个边界点的第一图像，汽车挡风玻璃上的多个边界点为挡风玻璃的多个特征点；当所述挡风玻璃抓取模块抓取汽车挡风玻璃按照规划的装配线路运动至车体车窗框上方时，获取包含车体车窗框的多个边界点的第二图像，所述车体车窗框的多个边界点为车体车窗框的多个特征点；相应的，所述图像处理模块，用于：分别从所述第一图像中提取出汽车挡风玻璃的多个特征点和从所述第二图像中提取出车体车窗框的多个特征点，其中，汽车挡风玻璃的多个特征点和车体车窗框的多个特征点形成多组特征点对；基于汽车挡风玻璃的多个特征点和对应的车体车窗框的多个特征点，计算汽车挡风玻璃与车体车窗框之间的装配间隙。4.根据权利要求1所述的汽车挡风玻璃自动装配系统，其特征在于，所述挡风玻璃抓取模块包括四个玻璃吸盘，四个玻璃吸盘安置在挡风玻璃抓取模块的四个角，用于对汽车挡风玻璃的四个角进行抓取。5.根据权利要求1所述的汽车挡风玻璃自动装配系统，其特征在于，所述机器人为六自由度机器人，包括两部分，第一部分为具有3个控制轴数的手臂，由3个控制轴的运动确定机器人末端参考点的空间位置；第二部分为具有3个控制轴数的手腕，由3个控制轴的运动确定机器人末端工具的姿态。6.根据权利要求1所述的汽车挡风玻璃自动装配系统，其特征在于，还包括挡风玻璃对中定位模块，包括横向对中夹紧机构和纵向对中夹紧机构；所述横向对中夹紧机构通过两边的夹紧滚轮夹紧汽车挡风玻璃，完成横向对中夹紧，所述纵向对中夹紧机构通过夹紧滚轮夹紧汽车挡风玻璃，完成纵向对中夹紧，以完成对汽车挡风玻璃的对中定位。7.一种汽车挡风玻璃自动装配方法，其特征在于，包括：车身吊具悬吊车身进入自动装配区域，进入预定位置后吊具静止机械定位，车体车窗2CN113715935A权利要求书2/3页框架到达预定位置，完成定位；汽车挡风玻璃置于对中工作台上，通过挡风玻璃对中定位模块完成汽车挡风玻璃的对中定位；挡风玻璃抓取模块对完成对中定位的汽车挡风玻璃进行抓取，将抓取的汽车挡风玻璃输送至3D视觉模块的拍摄范围内；多个3D视觉模块对装配过程中的预定区域进行拍摄，抓取装配图像；图像处理模块根据所述装配图像，提取相应的多组特征点对，并基于多组特征点对，计算