劉春玲+徐斌+郭健

摘要介紹了汽車天窗曲率檢測系統(tǒng)的設計過程和功能實現(xiàn),給出了PLC控制的檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集接口的硬件和軟件實現(xiàn)；結合LabVIEW 軟件，實現(xiàn)傳感器對汽車天窗曲率數(shù)據(jù)的采集及精度分析，從而實現(xiàn)對玻璃天窗的曲率檢測，并可以對檢測結果合格與不合格的產(chǎn)品數(shù)進行統(tǒng)計并保存數(shù)據(jù)。

關鍵詞汽車天窗曲率檢測PLC

0引言

汽車天窗曲率檢測就是要求汽車裝配后的天窗和車頂裝配位置的鈑金曲面弧形完全一致。若汽車天窗與車頂裝配位置不是很好，會使天窗在裝配時無法保證和車頂鈑金曲率保持一致，造成使用過程中封閉不嚴，并嚴重影響汽車外形的美觀。為了避免這種情況發(fā)生，裝配后的天窗玻璃在出廠前必須進行曲率檢測。

1設計背景

傳統(tǒng)的對汽車裝配后的天窗進行曲率檢測的是模擬汽車頂部做一個檢具，檢測時把天窗玻璃裝配到檢具上，然后再用百分表在檢具上的指定點上對玻璃上表面進行定點檢測。目前的曲率測量臺有以下缺點：

（1）檢測效率低。每次檢測時安裝玻璃天窗玻璃時都得耗費掉至少2 min的時間。

（2）檢測結果不準確。由于是人工手持百分表進行檢測，檢測結果的誤差在0.02 mm以上。

（3）一塊玻璃的指定測點在16~28個之間，多點檢測時也會耗費很長的時間。

（4）數(shù)據(jù)統(tǒng)計難。16~28個測點，每檢一點，就記錄一次，并將實測數(shù)據(jù)與標準數(shù)據(jù)進行比較，然后判斷是否合格。耗時、耗力，極易出錯。

2設計的主要工作

首先對汽車玻璃天窗曲率檢測系統(tǒng)的總體進行設計，包括汽車玻璃天窗曲率檢測系統(tǒng)整體的結構形式的選擇、主要零部件的選擇及其重要參數(shù)的設計與計算。完成上述工作后，再對工作裝置進行設計，利用PRO/E的虛擬仿真模塊對機構運動進行分析，確定機械傳動結構；第二，在確定了設計中的具體的參數(shù)后，再對工作裝置進行強度校核，確定其使用情況。第三，對電器控制部分進行分析，并設計控制電路圖；最后利用LabVIEW 軟件，設計天窗曲率檢測系統(tǒng)的界面，接收傳感器的采集信號，對數(shù)據(jù)進行分析，對天窗曲率是否合格進行判斷。

3設計方案

如圖1所示，玻璃天窗曲率檢測系統(tǒng)，主要是由水平電缸和垂直電缸，氣缸，位移傳感器組成。水平電缸主要是用來驅(qū)動氣缸運動；垂直電缸主要是用來驅(qū)動位移傳感器的；氣缸主要是用來夾緊汽車天窗；位移傳感器主要是當垂直電缸帶動唯一傳感器接觸到汽車天窗時來檢測24個點的曲率的。

利用伺服電機驅(qū)動滾珠絲杠，再由滾珠絲杠帶動位移傳感器檢測臺進行上下移動，當位移傳感器接觸到玻璃天窗表面時會檢測出玻璃表面的曲率，將測出的曲率傳輸?shù)接嬎銠C中，操作員通過計算機顯示可以了解到哪一個點的曲率需要修正，再手工操作進行改善，通過此過程形成合格的玻璃天窗。主要過程是：PLC在夾緊天窗后，隨后傳感器到達指定位置，此時告訴微機可以開始檢測了，此時微機處于檢測狀態(tài)，并顯示各個位置是否合格，工人根據(jù)顯示的結果進行操作，此時微機一直處于檢測顯示狀態(tài)。工人操作完成后，根據(jù)顯示的合格還是不合格，按下對應的合格或不合格按鈕，此按鈕是連在PLC上的。PLC接到信息后通知微機結果，然后在微機確認后，將天窗松開，兩個軸回到原始位置。

圖1汽車天窗曲率檢測系統(tǒng)裝配圖圖2進行檢測點顯示模塊3.1機械傳動部分

按照系統(tǒng)的傳動要求及承載能力，計算出主要傳動部件的尺寸，確定型號，然后繪制二維工程圖，按圖紙要求，利用PRO/E虛擬裝配模塊，對檢測系統(tǒng)的動作進行運動仿真和動態(tài)分析。模型裝配的過程就是按一定的約束條件或連接方式，將各零件組成一個整體，要求運動件要保留所需的自由度。

（1）建立運動模型—完成各零件的裝配，裝配圖如圖1所示。

（2）設置驅(qū)動—機構動才源，能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)及平移的動才，可能使用參數(shù)進行控制。

（3）設定分析條件并運行—為機構的各種運動設置條件和環(huán)境。

（4）獲取分析結果—通過回放、測量等進一步了解運動過程，主要檢測運動過程中是否存在沖突（可以分部檢測）。

3.2PLC對電器部分的控制與應用

如圖2所示，是水平電缸及垂直電缸的輸入和輸出的連接情況。水平電缸：（1）輸出部分：Q8.0連接輸出使能，Q8.1連接控制使能，Q8.2連接啟動/回零，Q8.3連接水平電缸去檢測位置，Q8.4連接水平電缸回初始位置，（2）輸入部分：I16.0連接伺服準備OK,I16.1連接回零結束，I16.2連接水平電缸到達檢測位置，I16.3連接水平電缸返回初始位置。垂直電缸；（1）輸出部分：Q9.0連接輸出使能，Q9.1連接控制使能，Q9.2連接啟動/回零，Q9.3連接垂直電缸去檢測位置，Q9.4連接垂直電缸回初始位置；（2）輸入部分：I16.4連接伺服準備OK，I16.5連接回零結束，I16.6連接垂直電缸到達檢測位置，I16.7連接垂直電缸返回初始位置。

3.3系統(tǒng)軟件設計

以計算機為硬件平臺、以美國國家儀器公司開發(fā)的 LabVIEW 軟件為開發(fā)平臺，配合必要的傳感器、PLC等組成檢測和分析系統(tǒng)。 LabVIEW是一種圖形化的程序開發(fā)環(huán)境，類似C語言和BASIC語言一樣。他在具備傳統(tǒng)的程序調(diào)試工具的情況下，具有一個完成任何編程任務的龐大的函數(shù)庫。

針對不同型號的汽車玻璃天窗，軟件主界面中，在型號欄中準備出各種型號的玻璃天窗以供操作者選擇。整個模塊顯示汽車玻璃天窗進行曲率檢測的過程，圖3為進行檢測點顯示模塊示意圖。

程序設計與工作過程為：將PLC數(shù)據(jù)讀入；選擇不同型號的汽車玻璃天窗得出配置參數(shù)，得出汽車玻璃天窗曲率檢測數(shù)據(jù)的誤差范圍； 對32個傳感器分別采集的數(shù)據(jù)進行編程，通過對得到的數(shù)據(jù)進行分析，從而得到更精準的誤差值，通過對誤差分析以判斷產(chǎn)品的合格性（即天窗曲率是否滿足要求）。

4結語

本汽車天窗檢測系統(tǒng)可以大大提高對玻璃天窗曲率檢測的效率，檢測結果準確、可靠，滿足要求。

參考文獻：

[1]王仕軍(導師：于保軍).汽車電動靠背異響測試系統(tǒng)研究《長春工業(yè)大學碩士論文》

[2]徐安定.車窗玻璃升降器性能檢測臺設計[J].機電工程,2005(8).

[3]俞雪鋒.汽車天窗馬達測試系統(tǒng)研究.《上海交通大學研究生論文》圖3電器控制圖(02)

endprint

摘要介紹了汽車天窗曲率檢測系統(tǒng)的設計過程和功能實現(xiàn),給出了PLC控制的檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集接口的硬件和軟件實現(xiàn)；結合LabVIEW 軟件，實現(xiàn)傳感器對汽車天窗曲率數(shù)據(jù)的采集及精度分析，從而實現(xiàn)對玻璃天窗的曲率檢測，并可以對檢測結果合格與不合格的產(chǎn)品數(shù)進行統(tǒng)計并保存數(shù)據(jù)。

關鍵詞汽車天窗曲率檢測PLC

0引言

汽車天窗曲率檢測就是要求汽車裝配后的天窗和車頂裝配位置的鈑金曲面弧形完全一致。若汽車天窗與車頂裝配位置不是很好，會使天窗在裝配時無法保證和車頂鈑金曲率保持一致，造成使用過程中封閉不嚴，并嚴重影響汽車外形的美觀。為了避免這種情況發(fā)生，裝配后的天窗玻璃在出廠前必須進行曲率檢測。

1設計背景

傳統(tǒng)的對汽車裝配后的天窗進行曲率檢測的是模擬汽車頂部做一個檢具，檢測時把天窗玻璃裝配到檢具上，然后再用百分表在檢具上的指定點上對玻璃上表面進行定點檢測。目前的曲率測量臺有以下缺點：

（1）檢測效率低。每次檢測時安裝玻璃天窗玻璃時都得耗費掉至少2 min的時間。

（2）檢測結果不準確。由于是人工手持百分表進行檢測，檢測結果的誤差在0.02 mm以上。

（3）一塊玻璃的指定測點在16~28個之間，多點檢測時也會耗費很長的時間。

（4）數(shù)據(jù)統(tǒng)計難。16~28個測點，每檢一點，就記錄一次，并將實測數(shù)據(jù)與標準數(shù)據(jù)進行比較，然后判斷是否合格。耗時、耗力，極易出錯。

2設計的主要工作

首先對汽車玻璃天窗曲率檢測系統(tǒng)的總體進行設計，包括汽車玻璃天窗曲率檢測系統(tǒng)整體的結構形式的選擇、主要零部件的選擇及其重要參數(shù)的設計與計算。完成上述工作后，再對工作裝置進行設計，利用PRO/E的虛擬仿真模塊對機構運動進行分析，確定機械傳動結構；第二，在確定了設計中的具體的參數(shù)后，再對工作裝置進行強度校核，確定其使用情況。第三，對電器控制部分進行分析，并設計控制電路圖；最后利用LabVIEW 軟件，設計天窗曲率檢測系統(tǒng)的界面，接收傳感器的采集信號，對數(shù)據(jù)進行分析，對天窗曲率是否合格進行判斷。

3設計方案

如圖1所示，玻璃天窗曲率檢測系統(tǒng)，主要是由水平電缸和垂直電缸，氣缸，位移傳感器組成。水平電缸主要是用來驅(qū)動氣缸運動；垂直電缸主要是用來驅(qū)動位移傳感器的；氣缸主要是用來夾緊汽車天窗；位移傳感器主要是當垂直電缸帶動唯一傳感器接觸到汽車天窗時來檢測24個點的曲率的。

利用伺服電機驅(qū)動滾珠絲杠，再由滾珠絲杠帶動位移傳感器檢測臺進行上下移動，當位移傳感器接觸到玻璃天窗表面時會檢測出玻璃表面的曲率，將測出的曲率傳輸?shù)接嬎銠C中，操作員通過計算機顯示可以了解到哪一個點的曲率需要修正，再手工操作進行改善，通過此過程形成合格的玻璃天窗。主要過程是：PLC在夾緊天窗后，隨后傳感器到達指定位置，此時告訴微機可以開始檢測了，此時微機處于檢測狀態(tài)，并顯示各個位置是否合格，工人根據(jù)顯示的結果進行操作，此時微機一直處于檢測顯示狀態(tài)。工人操作完成后，根據(jù)顯示的合格還是不合格，按下對應的合格或不合格按鈕，此按鈕是連在PLC上的。PLC接到信息后通知微機結果，然后在微機確認后，將天窗松開，兩個軸回到原始位置。

圖1汽車天窗曲率檢測系統(tǒng)裝配圖圖2進行檢測點顯示模塊3.1機械傳動部分

按照系統(tǒng)的傳動要求及承載能力，計算出主要傳動部件的尺寸，確定型號，然后繪制二維工程圖，按圖紙要求，利用PRO/E虛擬裝配模塊，對檢測系統(tǒng)的動作進行運動仿真和動態(tài)分析。模型裝配的過程就是按一定的約束條件或連接方式，將各零件組成一個整體，要求運動件要保留所需的自由度。

（1）建立運動模型—完成各零件的裝配，裝配圖如圖1所示。

（2）設置驅(qū)動—機構動才源，能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)及平移的動才，可能使用參數(shù)進行控制。

（3）設定分析條件并運行—為機構的各種運動設置條件和環(huán)境。

（4）獲取分析結果—通過回放、測量等進一步了解運動過程，主要檢測運動過程中是否存在沖突（可以分部檢測）。

3.2PLC對電器部分的控制與應用

如圖2所示，是水平電缸及垂直電缸的輸入和輸出的連接情況。水平電缸：（1）輸出部分：Q8.0連接輸出使能，Q8.1連接控制使能，Q8.2連接啟動/回零，Q8.3連接水平電缸去檢測位置，Q8.4連接水平電缸回初始位置，（2）輸入部分：I16.0連接伺服準備OK,I16.1連接回零結束，I16.2連接水平電缸到達檢測位置，I16.3連接水平電缸返回初始位置。垂直電缸；（1）輸出部分：Q9.0連接輸出使能，Q9.1連接控制使能，Q9.2連接啟動/回零，Q9.3連接垂直電缸去檢測位置，Q9.4連接垂直電缸回初始位置；（2）輸入部分：I16.4連接伺服準備OK，I16.5連接回零結束，I16.6連接垂直電缸到達檢測位置，I16.7連接垂直電缸返回初始位置。

3.3系統(tǒng)軟件設計

以計算機為硬件平臺、以美國國家儀器公司開發(fā)的 LabVIEW 軟件為開發(fā)平臺，配合必要的傳感器、PLC等組成檢測和分析系統(tǒng)。 LabVIEW是一種圖形化的程序開發(fā)環(huán)境，類似C語言和BASIC語言一樣。他在具備傳統(tǒng)的程序調(diào)試工具的情況下，具有一個完成任何編程任務的龐大的函數(shù)庫。

針對不同型號的汽車玻璃天窗，軟件主界面中，在型號欄中準備出各種型號的玻璃天窗以供操作者選擇。整個模塊顯示汽車玻璃天窗進行曲率檢測的過程，圖3為進行檢測點顯示模塊示意圖。

程序設計與工作過程為：將PLC數(shù)據(jù)讀入；選擇不同型號的汽車玻璃天窗得出配置參數(shù)，得出汽車玻璃天窗曲率檢測數(shù)據(jù)的誤差范圍； 對32個傳感器分別采集的數(shù)據(jù)進行編程，通過對得到的數(shù)據(jù)進行分析，從而得到更精準的誤差值，通過對誤差分析以判斷產(chǎn)品的合格性（即天窗曲率是否滿足要求）。

4結語

本汽車天窗檢測系統(tǒng)可以大大提高對玻璃天窗曲率檢測的效率，檢測結果準確、可靠，滿足要求。

參考文獻：

[1]王仕軍(導師：于保軍).汽車電動靠背異響測試系統(tǒng)研究《長春工業(yè)大學碩士論文》

[2]徐安定.車窗玻璃升降器性能檢測臺設計[J].機電工程,2005(8).

[3]俞雪鋒.汽車天窗馬達測試系統(tǒng)研究.《上海交通大學研究生論文》圖3電器控制圖(02)

endprint

摘要介紹了汽車天窗曲率檢測系統(tǒng)的設計過程和功能實現(xiàn),給出了PLC控制的檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集接口的硬件和軟件實現(xiàn)；結合LabVIEW 軟件，實現(xiàn)傳感器對汽車天窗曲率數(shù)據(jù)的采集及精度分析，從而實現(xiàn)對玻璃天窗的曲率檢測，并可以對檢測結果合格與不合格的產(chǎn)品數(shù)進行統(tǒng)計并保存數(shù)據(jù)。

關鍵詞汽車天窗曲率檢測PLC

0引言

汽車天窗曲率檢測就是要求汽車裝配后的天窗和車頂裝配位置的鈑金曲面弧形完全一致。若汽車天窗與車頂裝配位置不是很好，會使天窗在裝配時無法保證和車頂鈑金曲率保持一致，造成使用過程中封閉不嚴，并嚴重影響汽車外形的美觀。為了避免這種情況發(fā)生，裝配后的天窗玻璃在出廠前必須進行曲率檢測。

1設計背景

傳統(tǒng)的對汽車裝配后的天窗進行曲率檢測的是模擬汽車頂部做一個檢具，檢測時把天窗玻璃裝配到檢具上，然后再用百分表在檢具上的指定點上對玻璃上表面進行定點檢測。目前的曲率測量臺有以下缺點：

（1）檢測效率低。每次檢測時安裝玻璃天窗玻璃時都得耗費掉至少2 min的時間。

（2）檢測結果不準確。由于是人工手持百分表進行檢測，檢測結果的誤差在0.02 mm以上。

（3）一塊玻璃的指定測點在16~28個之間，多點檢測時也會耗費很長的時間。

（4）數(shù)據(jù)統(tǒng)計難。16~28個測點，每檢一點，就記錄一次，并將實測數(shù)據(jù)與標準數(shù)據(jù)進行比較，然后判斷是否合格。耗時、耗力，極易出錯。

2設計的主要工作

首先對汽車玻璃天窗曲率檢測系統(tǒng)的總體進行設計，包括汽車玻璃天窗曲率檢測系統(tǒng)整體的結構形式的選擇、主要零部件的選擇及其重要參數(shù)的設計與計算。完成上述工作后，再對工作裝置進行設計，利用PRO/E的虛擬仿真模塊對機構運動進行分析，確定機械傳動結構；第二，在確定了設計中的具體的參數(shù)后，再對工作裝置進行強度校核，確定其使用情況。第三，對電器控制部分進行分析，并設計控制電路圖；最后利用LabVIEW 軟件，設計天窗曲率檢測系統(tǒng)的界面，接收傳感器的采集信號，對數(shù)據(jù)進行分析，對天窗曲率是否合格進行判斷。

3設計方案

如圖1所示，玻璃天窗曲率檢測系統(tǒng)，主要是由水平電缸和垂直電缸，氣缸，位移傳感器組成。水平電缸主要是用來驅(qū)動氣缸運動；垂直電缸主要是用來驅(qū)動位移傳感器的；氣缸主要是用來夾緊汽車天窗；位移傳感器主要是當垂直電缸帶動唯一傳感器接觸到汽車天窗時來檢測24個點的曲率的。

利用伺服電機驅(qū)動滾珠絲杠，再由滾珠絲杠帶動位移傳感器檢測臺進行上下移動，當位移傳感器接觸到玻璃天窗表面時會檢測出玻璃表面的曲率，將測出的曲率傳輸?shù)接嬎銠C中，操作員通過計算機顯示可以了解到哪一個點的曲率需要修正，再手工操作進行改善，通過此過程形成合格的玻璃天窗。主要過程是：PLC在夾緊天窗后，隨后傳感器到達指定位置，此時告訴微機可以開始檢測了，此時微機處于檢測狀態(tài)，并顯示各個位置是否合格，工人根據(jù)顯示的結果進行操作，此時微機一直處于檢測顯示狀態(tài)。工人操作完成后，根據(jù)顯示的合格還是不合格，按下對應的合格或不合格按鈕，此按鈕是連在PLC上的。PLC接到信息后通知微機結果，然后在微機確認后，將天窗松開，兩個軸回到原始位置。

圖1汽車天窗曲率檢測系統(tǒng)裝配圖圖2進行檢測點顯示模塊3.1機械傳動部分

按照系統(tǒng)的傳動要求及承載能力，計算出主要傳動部件的尺寸，確定型號，然后繪制二維工程圖，按圖紙要求，利用PRO/E虛擬裝配模塊，對檢測系統(tǒng)的動作進行運動仿真和動態(tài)分析。模型裝配的過程就是按一定的約束條件或連接方式，將各零件組成一個整體，要求運動件要保留所需的自由度。

（1）建立運動模型—完成各零件的裝配，裝配圖如圖1所示。

（2）設置驅(qū)動—機構動才源，能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)及平移的動才，可能使用參數(shù)進行控制。

（3）設定分析條件并運行—為機構的各種運動設置條件和環(huán)境。

（4）獲取分析結果—通過回放、測量等進一步了解運動過程，主要檢測運動過程中是否存在沖突（可以分部檢測）。

3.2PLC對電器部分的控制與應用

如圖2所示，是水平電缸及垂直電缸的輸入和輸出的連接情況。水平電缸：（1）輸出部分：Q8.0連接輸出使能，Q8.1連接控制使能，Q8.2連接啟動/回零，Q8.3連接水平電缸去檢測位置，Q8.4連接水平電缸回初始位置，（2）輸入部分：I16.0連接伺服準備OK,I16.1連接回零結束，I16.2連接水平電缸到達檢測位置，I16.3連接水平電缸返回初始位置。垂直電缸；（1）輸出部分：Q9.0連接輸出使能，Q9.1連接控制使能，Q9.2連接啟動/回零，Q9.3連接垂直電缸去檢測位置，Q9.4連接垂直電缸回初始位置；（2）輸入部分：I16.4連接伺服準備OK，I16.5連接回零結束，I16.6連接垂直電缸到達檢測位置，I16.7連接垂直電缸返回初始位置。

3.3系統(tǒng)軟件設計

以計算機為硬件平臺、以美國國家儀器公司開發(fā)的 LabVIEW 軟件為開發(fā)平臺，配合必要的傳感器、PLC等組成檢測和分析系統(tǒng)。 LabVIEW是一種圖形化的程序開發(fā)環(huán)境，類似C語言和BASIC語言一樣。他在具備傳統(tǒng)的程序調(diào)試工具的情況下，具有一個完成任何編程任務的龐大的函數(shù)庫。

針對不同型號的汽車玻璃天窗，軟件主界面中，在型號欄中準備出各種型號的玻璃天窗以供操作者選擇。整個模塊顯示汽車玻璃天窗進行曲率檢測的過程，圖3為進行檢測點顯示模塊示意圖。

程序設計與工作過程為：將PLC數(shù)據(jù)讀入；選擇不同型號的汽車玻璃天窗得出配置參數(shù)，得出汽車玻璃天窗曲率檢測數(shù)據(jù)的誤差范圍； 對32個傳感器分別采集的數(shù)據(jù)進行編程，通過對得到的數(shù)據(jù)進行分析，從而得到更精準的誤差值，通過對誤差分析以判斷產(chǎn)品的合格性（即天窗曲率是否滿足要求）。

4結語

本汽車天窗檢測系統(tǒng)可以大大提高對玻璃天窗曲率檢測的效率，檢測結果準確、可靠，滿足要求。

參考文獻：

[1]王仕軍(導師：于保軍).汽車電動靠背異響測試系統(tǒng)研究《長春工業(yè)大學碩士論文》

[2]徐安定.車窗玻璃升降器性能檢測臺設計[J].機電工程,2005(8).

[3]俞雪鋒.汽車天窗馬達測試系統(tǒng)研究.《上海交通大學研究生論文》圖3電器控制圖(02)

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