林梅 蔡林志

摘 要：社會在不斷的發(fā)展，人們的生活水平普遍提高，進(jìn)而帶動了我國汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，汽車也逐漸成為人們生活、工作、休閑和旅游中必不可少的代步工具，基于此，我們更需要嚴(yán)格要求汽車的質(zhì)量，從而保證其使用過程中的安全性。目前三坐標(biāo)測量技術(shù)已廣泛運用于各行各業(yè)中，例如機(jī)械制造、汽車、電子、航空和家電行業(yè)等，將三坐標(biāo)測量技術(shù)運用于汽車車身及零部件的檢測中，能夠保證機(jī)械零件和部件的尺寸更為精確，進(jìn)一步推動汽車制造業(yè)的發(fā)展。本文我們將針對三坐標(biāo)測量技術(shù)及其在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：汽車 三坐標(biāo)測量 應(yīng)用

1 引言

目前，我國汽車的生產(chǎn)量在不斷的增加，同時人們更加重視汽車的質(zhì)量和美觀。企業(yè)在汽車的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中離不開車身的設(shè)計和制造，需要結(jié)合時代的發(fā)展和消費者的實際需求，不斷提高汽車車身的制造力、生產(chǎn)力，開發(fā)新的工藝。以汽車制造的角度來說，通過三坐標(biāo)測量及其數(shù)據(jù)處理能夠獲得更準(zhǔn)確的尺寸測量，實現(xiàn)自動化檢測的方式，保證汽車制造更為精準(zhǔn)、嚴(yán)密。在汽車車身制造中加入三維坐標(biāo)技術(shù)的應(yīng)用能夠保證其設(shè)計的嚴(yán)密性，推動汽車尺寸精度的發(fā)展，保證汽車車身的質(zhì)量。

2 三坐標(biāo)的概述

2.1 定義

三坐標(biāo)起源于上個世紀(jì)60年代初，已逐漸成為一種精密的測量儀器，它廣泛應(yīng)用于航空、機(jī)械、電子等行業(yè)內(nèi)。它在一定程度上能夠?qū)α慵M(jìn)行精確的檢測，外形做出繪測，主要是根據(jù)接觸式、非接觸式的測量有效處理數(shù)據(jù)，然后輸出數(shù)值，最后通過測量值與理論值進(jìn)行對比，判斷誤差。

2.2 作用

將三坐標(biāo)測量運用于汽車車身制造過程中能夠提高檢測的精確程度。通常來說，三坐標(biāo)的測量精度能夠?qū)崿F(xiàn)20-150微米。如果使用超高精度的三坐標(biāo)測量值，它的精度甚至低于一微米以下，完全顛覆了人們對精確的認(rèn)識。其次，三坐標(biāo)測量也可以運用在較為復(fù)雜形狀表面的尺寸中，比如汽車車身、飛機(jī)外形、輪船尺寸等零件的安裝位置?？偠灾鴺?biāo)測量的形式可以提高汽車車身設(shè)計的準(zhǔn)確度，保證檢測數(shù)據(jù)的真實性，提升汽車的整體質(zhì)量，延長使用年限。在此基礎(chǔ)之上，有效結(jié)合計算機(jī)的運算能力，不斷實現(xiàn)精確的控制，縮短測量的時間，保證汽車車身制造的安全性、實用性。

3 三坐標(biāo)測量原理

剖析汽車車身的組成部分有車身覆蓋件、車身總成及分層。每一個環(huán)節(jié)都需要建立獨立的坐標(biāo)系，然后將所有的測量數(shù)據(jù)建立在每一個工件的坐標(biāo)系上。目前，我國汽車行業(yè)不斷發(fā)展，其車身體積大，外形也更為復(fù)雜，需要針對細(xì)小零部件精確的檢測，使用三坐標(biāo)測量及其數(shù)據(jù)處理能夠更為直觀靈活的輸出數(shù)據(jù)。我國汽車企業(yè)在使用三坐標(biāo)測量技術(shù)的背景下，主要運用三坐標(biāo)測量機(jī)、視覺檢測系統(tǒng)和測量機(jī)器人等工具，不管是借助何種測量工具，都需要擁有獨立的坐標(biāo)系，下面將簡述以上三種常用測量工具的應(yīng)用方式：

3.1 三坐標(biāo)測量機(jī)

如果使用三維坐標(biāo)機(jī)開展檢測，可以有效確定三維空間點。檢測過程如下：首先，把需要檢查的零部件放入允許的測量空間中，實時檢測各個測點的三維坐標(biāo);然后根據(jù)得出的坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行理論公式的計算;最后，實現(xiàn)車身定位點的檢測。這一流程為汽車車身的檢測人員建立了測量機(jī)坐標(biāo)系和工作坐標(biāo)系相關(guān)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模具，通過理論變換公式計算出實際測點相應(yīng)的零部件坐標(biāo)值，方便測量的進(jìn)行。

3.2 視覺激光檢測系統(tǒng)

幾十個視覺傳感器連接在一起才能構(gòu)成視覺激光檢測系統(tǒng)，就如同一臺大型的光學(xué)三坐標(biāo)測量機(jī)，它能夠?qū)ν獠亢蛢?nèi)部進(jìn)行測量。想要保持視覺激光檢測系統(tǒng)可以正常有序的完成，需要保證被測點在工作坐標(biāo)的坐標(biāo)值內(nèi)，然后借用經(jīng)緯儀及其激光跟蹤儀作為傳遞工具，在此建立中間工具坐標(biāo)系，間接地實現(xiàn)攝像機(jī)坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系的有效轉(zhuǎn)化。這樣一來，一系列的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換實現(xiàn)了汽車車身相應(yīng)對策點的坐標(biāo)值。

3.3 測量機(jī)器人

測量機(jī)器人借用了機(jī)器人靈活多變的特點，同時將自覺測量技術(shù)加以應(yīng)用，兩者進(jìn)行有效的整合。此外，在機(jī)器人的手部配置一個視覺傳感器覺，能夠?qū)θS空間點的坐標(biāo)進(jìn)行采集和測量，其測量數(shù)據(jù)極為準(zhǔn)確。由于機(jī)器人較為靈活，占地面積小，實現(xiàn)了汽車車身產(chǎn)品多面化的需求。

4 三坐標(biāo)測量在汽車中的應(yīng)用分析

4.1 科學(xué)的引入RPS模式

在汽車的生產(chǎn)組裝機(jī)器檢測一系列過程中需要有效的測定和生產(chǎn)定位，因此離不開RPS系統(tǒng)的加入。通過RPS模式的引入，在一定程度上保證汽車零部件的尺寸更精確化的進(jìn)行測量，RPS模式尤其能夠?qū)ζ嚿a(chǎn)環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵節(jié)點進(jìn)行科學(xué)的定位，它具有快速識別的功能，促使三坐標(biāo)檢測技術(shù)適應(yīng)社會發(fā)展的速度，更好的滿足人們對于汽車車身的實際需求。

4.2 將三坐標(biāo)測量機(jī)合理運用于汽車發(fā)動機(jī)的質(zhì)量控制

首先，有選擇的抽查。根據(jù)汽車生產(chǎn)線的具體加工狀況來不定期抽查汽車車身的各零件及其安裝工藝是否標(biāo)準(zhǔn)。通常是在進(jìn)行個體零部件加工后，對一批產(chǎn)品進(jìn)行隨機(jī)檢測，保證此項零件質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

然后，平面的測量。通常情況下，它是依靠坐標(biāo)系建立相應(yīng)的空間定向，在檢測過程中需要結(jié)合探測的方向不斷確定它與平面的方向是否一致，再建立相應(yīng)的平面坐標(biāo)?；诖耍诮⒌淖鴺?biāo)系下進(jìn)行平面的測量，保證測量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。

其次，誤差元素的考察。位置和形狀出現(xiàn)的誤差被叫做形位誤差，產(chǎn)生誤差主要有平面誤差、平均誤差、直線誤差等多種誤差模式。誤在測量對象和理想數(shù)據(jù)存在一定的差異，被稱做誤差元素。相對來說，實際測量過程中，通過三坐標(biāo)測量機(jī)進(jìn)行誤差測量時我需要嚴(yán)格提取相應(yīng)軟件，設(shè)置規(guī)范化的模型，在測量過程中保持所有基準(zhǔn)及其測量元素能夠轉(zhuǎn)運成對應(yīng)的坐標(biāo)，同時將測量對象合理的放在坐標(biāo)系上。測量中分析出來的數(shù)據(jù)可以根據(jù)理想數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行誤差的判斷，科學(xué)估算誤差的范圍。

最后，準(zhǔn)確測量幾何要素間的關(guān)系。在測量汽車發(fā)動機(jī)的時候，需要注意每一個基本元素的檢測。針對基本幾何要素探測過程中，最先需要確定工件的形狀、位置，對比測量出的形狀位置是否和標(biāo)準(zhǔn)一致。經(jīng)過測量得出的幾何要素坐標(biāo)系，還需要反復(fù)運算，保證其檢測數(shù)據(jù)和理想數(shù)據(jù)不存在誤差，達(dá)到最理想的效果。如果出現(xiàn)誤差，需要及時分析存在的問題，加以整改后，繼續(xù)檢測。只有保證檢測數(shù)據(jù)和理想計算數(shù)值一致后，汽車車身的性能才達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，保證后期人們在使用汽車的過程中是處于安全狀態(tài)。

4.3 測量支架的應(yīng)用

汽車車身中的各個零部件定位可以借助測量支架，通過測量支架將其固定在特定位置上。目前我國市場上已經(jīng)出現(xiàn)了支架的替代品。測量支架多了快速測定的功能，在一定程度上提高了檢測的速度，可以對不同車身進(jìn)行專屬測量。

4.4 數(shù)據(jù)的分析、處理和輸出

首先，需要選擇正規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、合理的軟件平臺，再深入研究數(shù)據(jù)的分析、處理、輸出流程。只有將三坐標(biāo)測量出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖形化的測量結(jié)果，才能保證其設(shè)計是恒定的，杜絕在后期操作過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象。通過測量軟件測量后輸出的數(shù)據(jù)文件保存為專屬文件當(dāng)成數(shù)據(jù)處理的輸入;其二，對輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為數(shù)據(jù)庫文件。當(dāng)成分析用的基礎(chǔ)材料，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行存檔。最后結(jié)合存檔數(shù)據(jù)庫文件以此將三坐標(biāo)檢測點位數(shù)據(jù)信息讀入數(shù)組，把各個檢測點的信息根據(jù)設(shè)定順序輸入與圖形相匹配。根據(jù)數(shù)組顯示的圖形控件進(jìn)行分析，形成表單，打印輸出最終的圖形結(jié)果。

4.5 不斷深入三坐標(biāo)的應(yīng)用

社會在不斷的發(fā)展，我國汽車制造行業(yè)需要朝著高速、現(xiàn)代化、圖形化的方向前進(jìn)，其三坐標(biāo)測量應(yīng)用會更加廣泛。首先，需要滿足人們對汽車車身的實際需求，保證汽車車身的質(zhì)量，將三坐標(biāo)測量分析的運用更為成熟。其次，汽車企業(yè)會對三坐標(biāo)測量分析的要求更高，尤其是柔性制造，保證質(zhì)量數(shù)據(jù)能夠及時反饋質(zhì)量信息，最終達(dá)到汽車車身產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)性，要求三坐標(biāo)測量方式更為快速化、智能化、自動化，不斷深入分析要求。最后將三坐標(biāo)測量分析更加專業(yè)地應(yīng)用，尤其是針對汽車車身制造過程中對不同產(chǎn)品的制造需要設(shè)置一套配套的三坐標(biāo)測量分析方案，保證三坐標(biāo)測量分析方案得以有序的運用，更加專業(yè)地應(yīng)對不同結(jié)構(gòu)的車身產(chǎn)品。

5 小結(jié)

綜上所述，在汽車車身的制造過程中三坐標(biāo)測量及其測量數(shù)據(jù)分析起到了重要作用，在一定程度上為汽車制造企業(yè)提供更為精確的數(shù)據(jù)，保證其零件安裝的可靠性，同時為汽車企業(yè)帶來了良好的社會經(jīng)濟(jì)效益?；诖?，我們需要加強(qiáng)對汽車車身三坐標(biāo)測量及測量數(shù)據(jù)分析的深入研究，將三坐標(biāo)測量技術(shù)更好的應(yīng)用在汽車車身制造環(huán)節(jié)中。我相信堅持將汽車車身三坐標(biāo)測量及其測量數(shù)據(jù)得以有效的應(yīng)用，能夠提升汽車企業(yè)的競爭力，保證汽車車身產(chǎn)品的質(zhì)量，推動我國汽車企業(yè)的健康和可持續(xù)發(fā)展。

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