用于车辆混线生产系统的检验设备和车辆混线生产系统
阅读：442发布：2020-05-08
专利汇可以提供用于车辆混线生产系统的检验设备和车辆混线生产系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种用于车辆混线生产系统的检验设备，其用于检验零件是否正确装配。为了实现自动化地执行对零件是否正确装配的检验，避免人工检验并且能够提高检验效率并且保证检验准确性，按照本实用新型的检验设备包括： 图像采集 装置，用于采集已装配于车辆的零件的现场图像；车辆编号读取装置，用于读取车辆编号；车辆配置获取装置，用于根据所述车辆编号获取车辆配置；参考图像选取装置，用于根据所述车辆配置选取零件的参考图像；比较装置，用于将现场图像与参考图像相比较并且生成比较结果；输出装置，用于输出比较结果。此外，本实用新型还涉及一种车辆混线生产系统，包括用于输送车辆的输送装置以及按照本实用新型的检验设备。，下面是用于车辆混线生产系统的检验设备和车辆混线生产系统专利的具体信息内容。
1.用于车辆混线生产系统的检验设备，所述检验设备用于检验零件是否正确装配，其特征在于，所述检验设备包括：
图像采集装置，用于采集已装配于车辆的零件的现场图像；
车辆编号读取装置，用于读取车辆编号；
车辆配置获取装置，用于根据所述车辆编号获取车辆配置；
参考图像选取装置，用于根据所述车辆配置选取零件的参考图像；
比较装置，用于将现场图像与参考图像相比较并且生成比较结果；
输出装置，用于输出比较结果。
2.按照权利要求1所述的检验设备，其特征在于，所述比较装置比较车辆零件在图像中的特征。
3.按照权利要求2所述的检验设备，其特征在于，所述车辆零件在图像中的特征包括：
车辆零件上的图标、字符、条码、号码、线条、拐角；
零件的尺寸、形状、轮廓、位置、定向；以及
零件相对于车辆其他部分的距离、角度、连接关系。
4.按照权利要求3所述的检验设备，其特征在于，所述比较装置借助于对现场图像的灰度处理来比较图像。
5.按照权利要求1至3之一所述的检验设备，其特征在于，所述检验设备还包括：
存档装置，用于将车辆编号与现场图像相关联地存档。
6.按照权利要求1至3之一所述的检验设备，其特征在于，所述车辆编号读取装置通过图像识别和/或无线通信来读取车辆编号。
7.按照权利要求1至3之一所述的检验设备，其特征在于，
当比较结果表明现场图像与参考图像相符时，所述输出装置发出表示放行的视觉信号和/或听觉信号；
当比较结果表明现场图像与参考图像不符时，所述输出装置发出表示禁行的光学信号和/或声学信号。
8.按照权利要求7所述的检验设备，其特征在于，所述输出装置还包括显示器，当比较结果表明现场图像与参考图像不符时，所述显示器显示以下中的至少一项：参考图像、现场图像与参考图像的差异、正确零件以及车辆配置。
9.按照权利要求1至4之一所述的检验设备，其特征在于，所述检验设备包括：
触发装置，用于在车辆达到所述检验设备时触发检验过程。
10.车辆混线生产系统，其特征在于，所述系统包括：
用于输送车辆的输送装置；以及
按照权利要求1至9之一所述的检验设备。
用于车辆混线生产系统的检验设备和车辆混线生产系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种用于车辆混线生产系统的检验设备，所述检验设备用于检验零件是否正确装配。本实用新型还涉及一种车辆混线生产系统。
背景技术
[0002] 在车辆混线生产系统中，通常在一条生产线上同时生产的车辆可能属于不同的车型和/或同一车型的不同配置。例如，在同一条生产线上先后地、特别是相互穿插地可对轿车和越野车进行加工装配。此外，在所述轿车和越野车中也可能在型号或配置上相互不同。
[0003] 在这样的车辆混线生产系统中为车辆装配零件是特别繁琐的，因为对于不同的车型或不同的配置可能需要不同的零件和/或不同的安装方式。在零件准备方面，目前流程是将不同零件按照生产顺序人为排序后分别安装。而且，装配人员也可能混淆这些零件的安装方式。因此，在混线生产中常常会出现装配错误。
[0004] 为了避免上述装配错误，后续有专门的质检员逐台车辆地进行人工检查。这不可避免地造成附加的人工成本和时间成本。此外，在发现错误时，需要将整个车辆下线返修，这无疑又造成了附加的工时，进一步增加了生产成本。由于是混线生产，在一台车辆上发生装配错误，很可能单独后续的一连串车辆的加工进度，使得生产效率严重下降。而且，人工检查有时也难以保证准确性。
[0005] 当对车内的零件进行装配检查时，质检员常常需要进入到车内；当对车前盖内的零件进行装配检查时，质检员需要俯身；而在对车底的零件进行装配检查时，质检员又需要钻入车下。长期反复进行这些动作也会对质检员造成劳动损伤。实用新型内容
[0006] 本实用新型的目的在于，提出一种用于车辆混线生产系统的检验设备和一种车辆混线生产系统，所述检验设备和车辆混线生成系统能够自动化地执行对零件是否正确装配的检验，避免人工检验并且能够提高检验效率并且保证检验准确性。
[0007] 按照本实用新型的用于车辆混线生产系统的检验设备设置为用于检验零件是否正确装配，其中，所述检验设备包括：
[0008] 图像采集装置，用于采集已装配于车辆的零件的现场图像；
[0009] 车辆编号读取装置，用于读取车辆编号；
[0010] 车辆配置获取装置，用于根据所述车辆编号获取车辆配置；
[0011] 参考图像选取装置，用于根据所述车辆配置选取零件的参考图像；
[0012] 比较装置，用于将现场图像与参考图像相比较并且生成比较结果；
[0013] 输出装置，用于输出比较结果。
[0014] 通过上述检验设备，可以自动化地检验零件是否正确装配。由此可以避免人工检查、节省用于检验的人工成本、减少返修造成的附加工时，并且因此提高生产效率。而且，基于数字式自动化处理一方面能够保证检验的准确性，另一方面仅需要极短的检验时间，从而也能够加快生产速度。
[0015] 此外，按照本实用新型，检验零件正确装配不仅包括检验是否安装有零件和检验是否安装了正确的零件，而且包括检验零件是否被正确地安装。通过按照本实用新型的图像比较，不仅可以查明图像中是否出现了正确的零件，而且可以查明零件是否以正确的方式(如方向、位置、连接关系等)进行安装。
[0017] 在本实用新型中，所述车辆编号读取装置可以包括扫码器、号码读取器、带有号码识别的光学传感器、RFID标签读取器或诸如此类。特别是所述车辆编号读取装置通过图像识别和/或无线通信来读取车辆编号。
[0018] 在本实用新型中，所述车辆配置获取装置可以从预存储的生产安排列表中根据车辆编号查询相应的车辆配置，或者可以访问车辆混线生产系统的生产安排信息，以调取相应的配置。
[0019] 在本实用新型中，预存储有在不同车辆配置下零件正确安装时的参考图像。由此，可以根据所获取的车辆配置选取所需的参考图像。
[0020] 在本实用新型中，所述比较装置是能够执行图像比较的图像处理装置、例如安装有相应程序或指令的计算机、可编程逻辑电路系统、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)的电子电路系统等。在本实用新型中，比较装置可以对所采集的图像的局部进行比较。比较结果可以涉及可以包括现场图像与参考图像相符或不符。
[0021] 在本实用新型中，所述输出装置用于向装配人员、车辆混线生产系统等输出比较结果，以通知零件是否正确装配。在最简单的实施方式中，所述输出装置可以是灯和/或扬声器。
[0022] 按照一种实施方式，所述比较装置比较车辆零件在图像中的特征。在此，仅提取图像中的特征进行比较，相对于比较整个图像能够显著降低计算量，并且避免灯光环境和位置偏移因素造成的干扰。以此能达到高效且准确的检验。
[0023] 按照一种实施方式，所述车辆零件在图像中的特征包括：车辆零件上的图标、字符、条码、号码、线条、拐角；零件的尺寸、形状、轮廓、位置、定向；以及零件相对于车辆其他部分的距离、角度、连接关系等等。由此，能够通过仅仅提取这些简单的特征实现有针对性的检验。例如，在检验遮光板时，由于不同配置的遮光板带有不同图案的标签，因此可以通过比较遮光板的标签上的图标来验证是否按照车辆配置装配了正确的遮光板。例如，在检验车辆前照灯时，由于不同型号的前照灯带有不同的条形码，因此可以通过比较前照灯上的条形码上的图标来验证是否按照车辆配置进行了装配了正确的遮光板。例如，在安装燃油滤清器时，由于滤清器的入口和出口具有不同形状，因此可以通过比较图像中的形状来检验滤清器是否以正确的方向进行安装。例如，在两个或以上的结构件时，由于这些结构件相互间具有固定的布局，因此可以通过比较图像中的布局及其细节、例如相互间的距离或角度、连接关系等来检验这这些构件是否以正确的方向进行安装。
[0024] 按照一种实施方式，所述比较装置借助于对现场图像的灰度处理来比较图像。在此，对现场图像的灰度处理是特别有利的，因为灰度图的数据量相对于彩色图大大缩减，降低了对比较装置的计算性能的要求。此外，灰度图可以均一化处理，防止灯光环境变化造成的偏差。在以灰度图进行比较时，可以简单地通过提取带有一阈值范围内的灰度值的像素作为所要比较的零件、特别是零件的上述特征。同样地，也可以通过图像内灰度梯度变化提取的相应的特征。因此，对现场图像的灰度处理能够简化计算、降低计算性能要求、提高验证速度和验证准确性。
[0025] 按照一种实施方式，所述检验设备还包括：存档装置，用于将车辆编号与现场图像相关联地存档。通过对现场图像存档可以实现为每台车辆建立其生产档案，便于日后的质量查询和质量追溯。
[0026] 按照一种实施方式，当比较结果表明现场图像与参考图像相符时，所述输出装置发出表示放行的视觉信号和/或听觉信号；当比较结果表明现场图像与参考图像不符时，所述输出装置发出表示禁行的光学信号和/或声学信号。在此，按照本实用新型的检验设备优选设置在相应的零件装配步骤之后、特别是紧邻于零件装配场所地设置。由此，在装配结束之后可以马上进行检验，以便于立即知晓装配正确与否。在装配了错误的零件或者未按照规定进行装配，检验设备的输出装置将立即通过灯光和/或声音反馈给装配人员，从而装配人员可以就地马上进行错误更正、例如换上正确的零件或者调整零件的安装。在此，视觉信号可以通过灯光的点亮与熄灭、灯光颜色、灯光的动态效果等给出；而听觉信号可以通过提示音、语音、音乐等给出。优选发出听觉信号，因为装配人员不必耗费时间去观察相应的灯光而仅需将注意力集中于下一装配步骤。按照这一实施方式，只有正确安装好零件的车辆才能够被放行，继而沿生产系统的生产线继续加工装配。由此，能够以极高的效率保证车辆合格率，很大程度地保证每个生产流程的正确性，提高整车质量，减少返工维修所耗费的工时。
[0027] 按照一种实施方式，所述输出装置还包括显示器，当比较结果表明现场图像与参考图像不符时，所述显示器显示以下中的至少一项：参考图像、现场图像与参考图像的差异、正确零件以及车辆配置。由此，装配人员通过输出装置的显示器能够清楚地了解零件装配的问题所在，方便其进行零件更换或者零件改装。
[0028] 按照一种实施方式，所述检验设备包括：触发装置，用于在车辆达到所述检验设备时触发检验过程。在此，通过所述触发装置仅在车辆就位时进行检验，节省检验和计算上的耗费。
[0029] 根据本实用新型的另一方面，按照本实用新型的车辆混线生产系统包括：用于输送车辆的输送装置以及上文所述的按照本实用新型的检验设备。
[0031] 图1示出用于车辆混线生产系统的检验设备的框图；
[0032] 图2示出图1中的检验设备的框图，其中附加地示出各个装置之间的信号连接；
[0033] 图3示出车辆混线生产的示意图；
[0034] 图4a示出一种型号的遮阳板的标签的示意图；
[0035] 图4b示出另一种信号的遮阳板的标签的示意图；
[0036] 图5a示出燃油滤清器的正确装配的简化示意图；
[0037] 图5b示出燃油滤清器的错误装配的简化示意图；
[0038] 图6a示出两个零件的正确装配的简化示意图；
[0039] 图6b示出两个零件的错误装配的简化示意图。
具体实施方式
[0040] 图1示出用于车辆混线生产系统的检验设备100的框图。所述检验设备100包括：
[0041] 图像采集装置101，用于采集已装配于车辆的零件的现场图像；
[0042] 车辆编号读取装置102，用于读取车辆编号；
[0043] 车辆配置获取装置103，用于根据所述车辆编号获取车辆配置；
[0044] 参考图像选取装置104，用于根据所述车辆配置选取零件的参考图像；
[0045] 比较装置105，用于将现场图像与参考图像相比较并且生成比较结果；
[0046] 输出装置106，用于输出比较结果。
[0047] 图2示出图1中的检验设备100的框图，其中附加地示出各个装置之间的信号连接。如图2所示，图像采集装置101采集已装配于车辆的零件的现场图像11。所述现场图像11输送给比较装置105。此外，车辆编号读取装置102读取车辆编号12。车辆编号12输送给车辆配置获取装置103，以用于根据所述车辆编12号获取车辆配置13。车辆配置13被参考图像选取装置104接收，从而能够根据所述车辆配置13选取零件的参考图像14。该参照图像14提供给比较装置105，从而比较装置105可以用于将现场图像11与参考图像14相比较并且生成比较结果15。该比较结果15被输出装置105接收，并且输出装置105相应地进行输出。
[0048] 优选地，所述比较装置105比较车辆零件在图像中的特征。在比较装置105比较的特征包括：车辆零件上的图标、字符、条码、号码、线条、拐角；零件的尺寸、形状、轮廓、位置、定向；以及零件相对于车辆其他部分的距离、角度、连接关系。特别优选地，所述比较装置105借助于对现场图像的灰度处理来比较图像。
[0049] 此外，按照本实用新型的检验设备100还可以包括：存档装置，用于将车辆编号与现场图像相关联地存档；和/或触发装置，用于在车辆达到所述检验设备时触发检验过程。
[0050] 图3示出车辆混线生产的示意图。图3中仅示出按照本实用新型的检验设备的一部分，其中包括图像采集装置101以及输出装置106。在图3中，具有不同配置的车辆1a和1b在车辆混线生产系统中进行装配。车辆1a和1b分别借助于用于输送车辆的输送装置2a和2b沿输送方向X输送。在此，所述输送装置2a和2b以推板的形式示出。但不限于此地，也可以考虑用于输送车辆的其他输送装置，例如吊具、传送带等。车辆1a在此达到设有按照本实用新型的检验设备100的检验位置。在此，通过图像采集装置101来采集已装配于车辆的零件的现场图像11，并且通过图3中未示出的车辆编号读取装置来读取车辆编号。在上述信号经过检验设备100处理之后，输出装置106输出比较结果15。图3中，输出装置106构成为灯。在此，当比较结果15表明现场图像11与参考图像14相符时，所述输出装置106可以发出表示放行的绿色灯光信号；而当比较结果15表明现场图像11与参考图像14不符时，所述输出装置105发出表示禁行的红色灯光信号。由此，装配人员马上可以获知所涉及的零件是否已经正确装配。
[0051] 不限于图3中示出的情况，输出装置106还可以包括显示器，当比较结果15表明现场图像11与参考图像14不符时，所述显示器显示以下中的至少一项：参考图像14、现场图像11与参考图像14的差异、正确零件以及车辆配置。由此，装配人员可以更为明确地知晓装配中的错误所在。
[0052] 图4a示出一种型号的遮阳板的标签的示意图；图4b示出另一种信号的遮阳板的标签的示意图。在车辆混线生产中可能涉及销往不同国家的不同车辆型号。由此，所装配的零部件上的图标和/或文字可能相互不同，进而造成车辆配置相互不同。在此，图4a涉及销往中国以外的国家的车辆的遮阳板，其中，仅以简单的图标提示安全气囊的使用注意事项。图4b涉及在中国国内销售的车辆的遮阳板，其中使用中英文分别详细说明了安全气囊的使用注意事项。在按照本实用新型的检验设备100中，通过车辆编号12来获取车辆配置13，亦即，应在车辆1a和1b上分别安装带有那种图标的遮阳板。根据车辆配置13可以选择出预存储的正确装配零件的参考图像14。例如，车辆1a为销往国外的车辆，其应装配带有如图4a所示的标签的遮阳板。此时，参考图像选取装置将会选取图中带有图4a所示的标签的参考图像。接着，比较装置105将现场图像11与所选取的参考图像14相比较并且生成比较结果15。具体而言，可以比较标签上的图标是否与参考图像中的图标重合。此外，也可以考虑比较标签上的字符、条码、号码、线条、拐角等。如果标签与参考图像中的高度重合，则可以生成现场图像
11与参考图像14相符的比较结果15；如果重合度低或者完全不重合，则生成现场图像11与参考图像14不符的比较结果15。在此，在比较装置中可设定一定的容差，以便滤除灯光环境、位置偏差以及装配公差造成的误差。最后，上述比较结果15将会由输出装置106输出。
11与参考图像14相符的比较结果15；如果重合度低或者完全不重合，则生成现场图像11与参考图像14不符的比较结果15。在此，在比较装置中可设定一定的容差，以便滤除灯光环境、位置偏差以及装配公差造成的误差。最后，上述比较结果15将会由输出装置106输出。
[0053] 图5a示出燃油滤清器的正确装配的简化示意图；图5b示出燃油滤清器的错误装配的简化示意图。图5a和5b分别示出燃油滤清器3通过压板4固定在车辆其他构件上的示意图。压板4通过两端的螺钉将燃油滤清器3压紧在所述其他构件上。在图5a示出的正确装配图中，燃油滤清器3较窄的顶端应朝左安放。而在图5b示出的错误装配图中，燃油滤清器3较窄的顶端则以错误的方向地朝右安放。在此，进行了正确装配的图5a可以作为零件的参考图像用于进行比较。当现场图像为5b所示的情况时，比较结果将表示现场图像11与参考图像14不符。在此，可以对如图5b的图像进行灰度处理。可以从背景中截取到燃油滤清器3的轮廓。通过简单比较图5b与图5a中燃油滤清器3的轮廓，将会发现燃油滤清器3的轮廓重合度低，由此判断燃油滤清器3未进行正确装配。不限于此地，可以从现场图像中提取燃油滤清器3窄端上阶梯形的形状。通过比较装置105对该局部形状的比较将会得知在现场图像11中在窄端应出现的位置上无法找到相同或大致相同的形状，由此可以由输出装置106输出表示现场图像11与参考图像14不符的比较结果15。
[0054] 图6a示出两个零件的正确装配的简化示意图；图6b示出两个零件的错误装配的简化示意图。如图6a所示，在正确装配时第一零件5a和第二零件6b应以一边相互贴紧，并且在两个零件之间形成角度7a。然而如6b所示的错误装配时，第一零件5b和第二零件6b并没有相互贴紧，在两个零件之间形成缝隙，并且在两个零件之间的角度7b相对于7a扩大。在此，可将图6a作为参考图像14，并且可将图6b作为现场图像11。由此，按照本实用新型的检验设备100的比较装置一方面可以就现场图像中两个零件的各自的形状、轮廓、位置或定向进行比较，另一方面还可以就第二零件6a或6b相对于第一零件5a或5b的距离、角度来比较。例如，比较装置105将发现作为现场图像的图6b中的角度7b明显大于作为参考图像的图6a中的角度7a。基于这样的比较结果，可以由输出装置106输出表示现场图像11与参考图像14不符的比较结果15。
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