汽車工裝檢測及重要性

工裝作為生產(chǎn)線上保持零件位置和形狀的裝置，它的精準(zhǔn)度直接影響到汽車的質(zhì)量和性能。通過工裝檢測，我們可以確保工裝在工作時的合理性和精準(zhǔn)性，減少裝配過程中的誤差，讓生產(chǎn)線更加流暢，從而提高汽車的裝配精度和質(zhì)量穩(wěn)定性。所以，汽車工裝的檢測是不容忽視的，根據(jù)檢測的結(jié)果，對工裝進(jìn)行針對性的調(diào)整、修復(fù)，是汽車生產(chǎn)過程中不可缺少的環(huán)節(jié)。

傳統(tǒng)的工裝檢測手段

檢測汽車工裝較為傳統(tǒng)的兩種手段分別是使用臺式三坐標(biāo)測量機(jī)以及便攜式關(guān)節(jié)臂測量機(jī)。

使用臺式三坐標(biāo)測量機(jī)時，需要將待檢測的部件運(yùn)輸至三坐標(biāo)室，并妥善放置于檢測臺上，再調(diào)試三坐標(biāo)測量機(jī)，對部件進(jìn)行檢測;檢測后，還需將該部件從三坐標(biāo)室運(yùn)送回產(chǎn)線現(xiàn)場重新組裝拼接。這種臺式三坐標(biāo)測量機(jī)檢測的方法，工序較復(fù)雜，并且耗費(fèi)人力、運(yùn)輸、時間等成本較多。

使用便攜式關(guān)節(jié)臂測量機(jī)時，雖可以將關(guān)節(jié)臂測量機(jī)布設(shè)于工裝周邊，但由于關(guān)節(jié)臂測量機(jī)的測量范圍有限，在進(jìn)行較大尺度范圍的測量時，通常較為吃力，而蛙跳也會造成精度損失;且關(guān)節(jié)臂測量機(jī)的使用，對于操作者的操作手法有一定的要求，同樣的設(shè)備，不同的操作者測量的數(shù)值，都可能有一定的偏差，從而在統(tǒng)一性和精度保障方面有一定的劣勢。

圖1：API Radian系列激光跟蹤儀

Radian激光跟蹤儀汽車工裝檢測解決方案

API品牌的Radian系列激光跟蹤儀，可將測量設(shè)備布設(shè)于待測工件周邊進(jìn)行測量，且精度達(dá)微米級別，量程可至百米以上，是大尺寸工件精密測量的代表性解決方案。其是由一個先進(jìn)的、結(jié)構(gòu)緊湊的跟蹤頭(主機(jī))配合靶球、筆記本電腦、軟件組成。

測量時，激光跟蹤頭發(fā)出一束激光，經(jīng)靶標(biāo)將光束原路返回到跟蹤頭。跟蹤頭動態(tài)跟蹤靶標(biāo)的位置，通過靶標(biāo)和被測表面接觸從而確定接觸點(diǎn)的位置坐標(biāo)。

主機(jī)內(nèi)部打出的激光，經(jīng)靶球?qū)⒐馐祷?，?jīng)旋轉(zhuǎn)鏡，到分光鏡處分成兩路光束，一束光進(jìn)入兩軸橫向感應(yīng)器，感知靶球的變化量(移動量)，從而將改變化量傳送給控制器和電腦，控制器會指導(dǎo)跟蹤頭做兩個角度運(yùn)動(α和β)，這樣靶球在運(yùn)動時，跟蹤頭和靶球隨時調(diào)整角度，保證跟蹤頭實(shí)時跟蹤靶球，并將靶球的位置X、Y、Z坐標(biāo)記錄下來。

激光跟蹤儀坐標(biāo)測量的解決方案，非常適合汽車工裝的檢測，并且可以支持實(shí)時坐標(biāo)顯示，在線指導(dǎo)調(diào)裝作業(yè)。

應(yīng)用現(xiàn)場紀(jì)實(shí)

本案例中，記錄了使用Radian激光跟蹤儀，對某型號汽車總拼工裝進(jìn)行定位銷位置檢測以及實(shí)施調(diào)裝指導(dǎo)作業(yè)的應(yīng)用。

圖2：本案例待測汽車總拼工裝

待測工裝的檢測需求

① 對待測總拼工裝定位銷的位置精度進(jìn)行檢測，精度要求優(yōu)于0.1mm;

② 比對數(shù)模數(shù)據(jù)，指導(dǎo)實(shí)時調(diào)裝。

圖3：工裝基準(zhǔn)點(diǎn)R1

圖4：工裝基準(zhǔn)點(diǎn)R1-R4

測量過程

將Radian激光跟蹤儀布設(shè)于待測工裝周邊合適的位置，連接筆記本電腦并開機(jī)，即可待命隨時準(zhǔn)備測量。

圖5：操作者使用SMR靶球配合跟蹤儀測量采數(shù)

測量時，操作者首先使用SMR高精度靶球，將工裝的四個基準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)據(jù)測得，使跟蹤儀與待測工裝處于統(tǒng)一的坐標(biāo)系中;然后導(dǎo)入數(shù)模數(shù)據(jù);隨后即可根據(jù)檢測需求，使用靶球觸碰待測位置，跟蹤儀即以1000點(diǎn)/秒的數(shù)據(jù)采集速率測量該位置三維坐標(biāo)并傳輸至筆記本電腦中的測量軟件加以記錄;最后，根據(jù)采集到的各點(diǎn)，直接或構(gòu)建線、面、體等幾何圖形，與數(shù)模數(shù)據(jù)比對，分析差值，達(dá)到檢測的目的。

并可使用測量軟件，根據(jù)需求自動生成測量報告。

圖6：操作者使用vProbe隱藏點(diǎn)智能測頭配合跟蹤儀采集隱藏點(diǎn)數(shù)據(jù)

隱藏點(diǎn)的測量

針對深孔、隱藏位置等靶球無法直接觸碰的待測點(diǎn)位，則可以使用vProbe隱藏點(diǎn)智能測頭來測量該位置數(shù)據(jù)。

vProbe智能測頭采用無線數(shù)據(jù)傳輸及電池供電系統(tǒng)，并集成有雙探針位，且配備有從50mm至500mm長度不同型號的探針，高效輔助跟蹤儀采集深孔及隱藏點(diǎn)的數(shù)據(jù)。

實(shí)時調(diào)裝指導(dǎo)

基于Radian激光跟蹤儀的數(shù)據(jù)高速采集能力以及動態(tài)采數(shù)性能，在測量中，可實(shí)時精確顯示位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)，操作者可根據(jù)實(shí)時坐標(biāo)數(shù)據(jù)及理論數(shù)據(jù)的偏差值，實(shí)時調(diào)整工裝，直至最佳狀態(tài)。

圖7：實(shí)時調(diào)裝，坐標(biāo)引導(dǎo)功能開啟

結(jié)論

Radian激光跟蹤儀具備精度高(微米級別)、測量范圍廣(至160米)、功能豐富(可配備多種隱藏點(diǎn)、掃描、6DoF、主動跟蹤等拓展附件)、操作簡單、動態(tài)性能佳(1000Hz采數(shù)速率)等特點(diǎn)，可從根本上解決傳統(tǒng)汽車工裝檢測方法的不足，是汽車工裝檢測的卓越解決方案。

突破極致，更多選擇

除本案例中使用的Radian型號激光跟蹤儀外，API品牌還全新推出了iLT激光跟蹤儀，在Radian Plus/Core型號的可實(shí)現(xiàn)完全無線測量的基礎(chǔ)上，將激光跟蹤儀的整體尺寸進(jìn)一步縮減了50%(較Radian系列)，整機(jī)重量僅為4.9Kg，將便攜屬性發(fā)揮到極致，充分滿足并適用于外出、野外、狹小空間、多機(jī)集成等應(yīng)用環(huán)境。

圖8：Radian Plus激光跟蹤儀(左)與iLT激光跟蹤儀(右)

圖9：iLT激光跟蹤儀應(yīng)用現(xiàn)場

引領(lǐng)未來，更多拓展

此外，API品牌的9D激光雷達(dá)(9D LADAR)產(chǎn)品，可在微米級別高測量精度的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)無需合作靶標(biāo)的非接觸測量，基于OFCI核心測量科技的加持，激光觸及位置的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)可被實(shí)時反饋至測量軟件記錄，數(shù)據(jù)采集速率高達(dá)20KHz，瞬間實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的采集，精準(zhǔn)、快速、高效。

圖10：9D激光雷達(dá)高溫鑄件測量作業(yè)現(xiàn)場

（來源：API公司）