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隨著世界汽車工業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)汽車質(zhì)量的重視程度越來越高，因此檢測(cè)技術(shù)在汽車生產(chǎn)制造過程中成為控制汽車生產(chǎn)制造質(zhì)量的關(guān)鍵手段。而對(duì)檢測(cè)技術(shù)的準(zhǔn)確性、及時(shí)性以及全面性要求也越來越高。其中，激光在線測(cè)量系統(tǒng)憑借其及時(shí)、準(zhǔn)確、全面等優(yōu)點(diǎn)，逐步應(yīng)用到各大汽車制造廠的裝配線中（見圖1）。

圖1 激光測(cè)量原理

在線檢測(cè)設(shè)備工作原理

1.基本原理

白車身骨架完成合拼焊接后，輸送到達(dá)測(cè)量工位，由機(jī)器人手持激光測(cè)量?jī)x進(jìn)行掃描測(cè)量，將測(cè)量數(shù)據(jù)傳回在線檢測(cè)設(shè)備，生成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，進(jìn)行過程數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控。某數(shù)據(jù)符合公差范圍值，則車身運(yùn)送至下一工序；若數(shù)據(jù)檢測(cè)超差，則發(fā)生報(bào)警，由在線測(cè)量技術(shù)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)確認(rèn)，及時(shí)識(shí)別問題，避免不良品流出。工藝過程中可以利用這些數(shù)據(jù)，結(jié)合質(zhì)量工具（軟件），有效地監(jiān)控零件狀態(tài)，分析解決問題。

2.坐標(biāo)換算

全面的坐標(biāo)換算方法使測(cè)量更加精確，減小測(cè)量誤差。

1）Base Finder讓機(jī)器人底座中心與車身坐標(biāo)相關(guān)聯(lián)。

2）Tool Finder消除TCP與傳感器坐標(biāo)中心的實(shí)際誤差。

通過控制器軟件的計(jì)算最終報(bào)告測(cè)量特征車身坐標(biāo)系中的偏差值。

3.溫度補(bǔ)償

機(jī)器人長(zhǎng)時(shí)間工作后，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的溫度升高，致使重復(fù)定位精度降低，通過每一循環(huán)測(cè)量一組溫度補(bǔ)償小球進(jìn)行溫度補(bǔ)償，補(bǔ)償機(jī)器人因溫度變化導(dǎo)致的變形而對(duì)測(cè)量產(chǎn)生的誤差。溫度補(bǔ)償軌跡分為三組，每一個(gè)循環(huán)完成一組，即3個(gè)節(jié)拍完成三組補(bǔ)償測(cè)量。

機(jī)器人溫度自動(dòng)補(bǔ)償能夠確保機(jī)器人長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)精度穩(wěn)定化。

圖2所示是機(jī)器人連續(xù)作業(yè)8h熱漂移精度情況，紅色曲線是沒有通過補(bǔ)償?shù)摹Ｋ?h內(nèi)，測(cè)量系統(tǒng)精度漂移最大值可達(dá)到0.65mm。而綠色曲線是經(jīng)過溫度補(bǔ)償后的精度。測(cè)量系統(tǒng)精度基本控制在0.26mm（包含機(jī)器人重復(fù)定位精度、臺(tái)車輸送精度、測(cè)量傳感器測(cè)量精度）以內(nèi)。

圖2 連續(xù)8h熱漂移精度與溫度補(bǔ)償對(duì)比

在線質(zhì)量管理

1.測(cè)點(diǎn)選取

根據(jù)工藝人員提供的影響外觀、性能、安裝精度的安裝孔，綜合測(cè)頭的可達(dá)性，選取了一些必測(cè)點(diǎn)和重要點(diǎn)，最終確定了98個(gè)測(cè)點(diǎn)?？梢愿鶕?jù)需求，將一些重要點(diǎn)、需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變化趨勢(shì)的點(diǎn)選出來，實(shí)時(shí)顯示在測(cè)量設(shè)備PC端。

2.測(cè)量分組

為了縮短在線測(cè)量工位占用節(jié)拍用時(shí)，將98個(gè)測(cè)點(diǎn)分成三組，每一個(gè)節(jié)拍測(cè)一組，三組循環(huán)測(cè)量。該工位4臺(tái)機(jī)器人，根據(jù)可達(dá)性及節(jié)拍需求，第一組四臺(tái)機(jī)器人分別測(cè)量11、11、6、6個(gè)點(diǎn)，共34個(gè)點(diǎn)；第二組分別測(cè)量11、11、6、5個(gè)點(diǎn)，共33個(gè)點(diǎn)；第三組分別測(cè)量11、11、5、4個(gè)點(diǎn)，共31個(gè)點(diǎn)?？梢杂蒔LC設(shè)置進(jìn)行全測(cè)量功能。

設(shè)備測(cè)量結(jié)果偏差潛在風(fēng)險(xiǎn)

1）光照變化會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成影響。

2）由于在線檢測(cè)工位靠近弧焊工位，弧光可能會(huì)對(duì)檢測(cè)精度造成影響。

3）車身測(cè)量點(diǎn)上的灰塵可能會(huì)對(duì)測(cè)量精度造成影響。

4）溫度補(bǔ)償小球上如果有灰塵可能會(huì)影響測(cè)量精度，進(jìn)而影響溫度補(bǔ)償精度。

5）臺(tái)車一致性、臺(tái)車定位精度會(huì)影響測(cè)量精度。

設(shè)備測(cè)量結(jié)果失真預(yù)防措施

1）通過安裝深色圍欄，減小光照、弧光對(duì)測(cè)量精度的影響。

2）定期擦拭測(cè)頭和溫度補(bǔ)償小球，保持車身清潔，減小塵土對(duì)測(cè)量精度的影響。

3）采用一體式地基（工位地面以下整體鋼筋混凝土連帶地上機(jī)器人抬高座鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，地面以下還需要黃沙和水泥墊層），減少外界的振動(dòng)干擾，提供位置穩(wěn)定的支撐和定位，降低溫度變化導(dǎo)致的位置變化。

4）提高臺(tái)車定位精度和臺(tái)車一致性，提高測(cè)量精度。

結(jié)語

機(jī)器人在線測(cè)量的優(yōu)勢(shì)如下：

（1）全面性 掌握最新數(shù)據(jù)資料，覆蓋率100%。

（2）及時(shí)性 做到實(shí)時(shí)檢測(cè)，能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)不良品，并控制不流到下一工序。

（3）方便性 工藝調(diào)整實(shí)時(shí)驗(yàn)證，裝配問題分析方便。

（4）實(shí)惠性 花同樣的錢，實(shí)現(xiàn)多種功能（可替代部分檢具方案和其他功能）。

激光在線測(cè)量的缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)量大，測(cè)點(diǎn)數(shù)量與生產(chǎn)節(jié)拍關(guān)聯(lián)。

通過引入激光在線測(cè)量系統(tǒng)，可以在柔性化平臺(tái)中針對(duì)多款車型白車身精度進(jìn)行100%覆蓋監(jiān)控。并且做到數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性以及及時(shí)性，同時(shí)也可釋放三坐標(biāo)的測(cè)量能力，以便有充足的時(shí)間去進(jìn)行問題的診斷，特別是新車型問題的整改。