[发明专利]一种汽车挡风玻璃自动装配系统及自动装配方法

说明书

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。

技术领域

本发明涉及汽车自动装配领域，更具体地，涉及一种汽车挡风玻璃自动装配系统及自动装配方法。

背景技术

对于汽车挡风玻璃的自动装配领域，目前大部分汽车挡风玻璃装配在涂胶阶段基本实现了自动化涂胶，而传统的挡风玻璃安装中，玻璃上料、安装大部分依赖于人工参与的半自动化安装。而由于人工的参与，导致安装的一致性差，效率低下。只有极少数新建设的整车生产线才实现了包括汽车挡风玻璃安装在内的全流程自动化。

对于现有已实现的依靠机器视觉进行挡风玻璃自动化装配，主要是依靠机器视觉对车体车窗框进行定位，与设定好的车窗框模板比较，依此规划机器人安装轨迹。

国内现有依赖机器视觉进行汽车挡风玻璃装配的技术存在的问题是：

(1)汽车车身在制造过程中，由于制造误差导致车体车窗框一致性差，机器人控制器所规划的路线不能通用，需要根据制造误差进行调整。

(2)汽车挡风玻璃在制造过程中，由于制造误差导致汽车挡风玻璃一致性差，传统依赖机器视觉进行汽车挡风玻璃装配的技术，通常只考虑车身制造误差，而忽略了挡风玻璃制造误差，导致装配精度低。

(3)现有的装配的技术，通过对车体车窗框的空间位置坐标系的计算，规划机器人装配轨迹，缺乏装配检测装置，无法进行闭环调节。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种汽车挡风玻璃自动装配系统及自动装配方法。

根据本发明的第一方面，提供了一种汽车挡风玻璃自动装配系统，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；

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。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以作出如下改进。

可选的，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。

可选的，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：