【摘要】在汽车制造工艺中，前后风挡玻璃的涂胶水平及装配精度关系到车辆的防漏雨密封性能及外观间隙美观性等整车质量问题，影响着本款车型乃至本汽车品牌的质量口碑。本文主要介绍汽车制造厂总装车间的前后风挡涂胶自动化装配方案中，如何利用视觉系统对胶型进行监测，以及视觉系统如何对车身进行3D定位以保证装配精度。
【关键词】前后风挡玻璃涂胶，激光仪，摄像头，胶型监测，3D定位
1 引言
汽车整车制造过程中，前后风挡玻璃的装配是一道重要工序，目前行业内的装配方式主要分为两大类：一是通过人工手动涂胶后采用助力机械吊具或简易吸盘抓取玻璃人工装配，二是采用智能涂胶装配系统，由机器人、视觉、PLC等组成自动化系统，自动完成涂胶、定位及装配。随着科技的进步，汽车行业发展迅速，行业内大力推进智能制造，因此近几年来国内外大多数车厂都采用了第二种方案，用自动化智能系统取缔了人工涂胶装配。自动化的方案提高了生产效率，同时利用视觉系统保证了涂胶质量和装配精度。
2 胶型监测
采用固定于涂胶轴平台的激光仪（胶的旋转与激光仪独立转动），对风挡玻璃的胶条进行跟踪扫描、实时监测涂胶的质量：胶条的位置、宽度、横截面及断裂情况。该检查将在处理过程中的涂胶应用速度为200 - 500毫米/秒，胶型在玻璃上的位置公差±1mm，宽度公差：±1mm.，视觉系统将和PLC、机器人系统共同来完成对胶型的监控。工作流程如下：
1.
PLC发送的 “车型” 信息给视觉系统，视觉系统依据此信息匹配该车型正确的胶型数据，如：胶的位置、胶宽、胶高等；
2.
PLC将信息“启动”信号同时发送到视觉系统及涂胶机器人；
3.
机器人将玻璃胶涂覆到一块固定的玻璃上, 视觉激光仪连续扫描及计算；
4.
100%胶型轨迹扫描，如果胶条周围有其他部件（例如橡胶条等）在胶型旁边+/- 3mm内，则视觉系统报错；
5.
当每段涂胶结束后，视觉系统立即向机器人和PLC发送涂胶监测结果；在监测到错误情况下，视觉NG信号将命令机器人将玻璃板的放置NG，另外通过声光报警通知操作工；胶型监测合格的情况下，视觉OK信号命令机器人进行下一步装配动作；
6.
监测情况实时显示，监测结果存储在视觉IPC，可追溯查看；
3 车身定位
此方案由“粗定位”及“精定位”两部分组成，分两步进行：
1.
粗定位：采用4个固定安装的摄像头，分别从4个不同角度“看”车身的4个不同部位，并从这些图像中搜索车身的固有特征标记点，对车身位置进行3D预定位，车身上特征点相对于零点位置的预定位精度范围为± 20 mm，若车身本体精度超出公差或车身停止位偏移，测量系统则会报警，反之，测量结果在允许公差范围内则进行下一步精定位；
2.
精定位：前后风挡玻璃安装机器人抓手上各安装3个3D摄像头，用一套基于PC的图像处理系统来对等待装配前后风挡玻璃的车身轮廓进行精准3D定位。通过粗定位后的矫正矢量，机器人就能够调整其扫描轨迹，带着摄像头对前后风挡框的边缘进行扫描、测量，从而定位每一个风挡框的精确3D方位（X，Y，Z，RX，RY，RZ），以此定位来引导机器人分别进行前后风挡玻璃的准确安装。
1.
利与弊分析
1.
利：
1.
通过视觉激光仪扫描涂胶状态，可以实时监测前后风挡玻璃涂胶的胶型、胶高、胶宽，使得使得工艺流程更加标准化；
2.
根据胶型监测的结果判断涂胶后的玻璃是否满足工艺要求，是否符合质量标准，因此汽车前后挡风玻璃密封性能、稳固性都得到了保障；
3.
胶型监测结果绑定车辆VIN码自动存储，可以对每一台车辆的涂胶状态进行精准追溯；
4.
3D定位视觉系统的应用，根据车身钣金尺寸，在一定误差范围内自适应调节安装位置，保证了前后风挡玻璃安装精度；
5.
以胶型监测及视觉定位系统配合机器人自动安装前后风挡取缔了人工作业，减轻了员工劳动强度，同时提高了汽车制造过程中的标准性、智能性。汽车挡风玻璃
1.
弊：
1.
胶型监测仅用于涂胶后的检测判定，胶型NG的玻璃只能降级输出，未能做到“边检边调”，无法配合机器人给出修正指令；
2.
初定位摄像头须有足够大的视野，须保证有足够的特征点同时被识别到才能确定车身定位数据；
3.
3D视觉系统受光线、车身颜、异物遮挡等外部因素的影响较大，环境条件的自学习能力欠缺。
1.
结束语
汽车制造业的发展速度越来越快，推进智能制造将是行业内的大趋势。类似于前后风挡玻璃自动涂胶安装这样的智能设备会是各大车厂乃至整个制造业的重要选项，比如轮胎自动安装设备、底盘自动合装设备等，而视觉系统即是这些各类自动化生产方案的“功臣”。应用视觉系统不仅可以提高生产效率，还可以保障产品质量，若视觉系统的自学习功能逐步提升，在各个场景的应用就会更加广泛、更加柔性化。
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