激光跟蹤儀成為了現(xiàn)代汽車制造業(yè)中用途廣泛的一種測(cè)量?jī)x器应又。本文主要是寫了激光跟蹤儀的一些典型應(yīng)用如用于焊裝車間工裝夾具的裝調(diào)的分析等，具體內(nèi)容如下。

       激光跟蹤儀作為一種高精度便攜式的三坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備派阱，在世界汽車制造業(yè)使用并不是一個(gè)新鮮事物。在歐洲斜纪，標(biāo)致雪鐵龍汽車公司和雷諾汽車公司已經(jīng)大量采用了美國(guó)自動(dòng)精密工程公司（Automated Precision, Inc縮寫API）生產(chǎn)的TrackerIIPlus激光跟蹤儀代替關(guān)節(jié)臂等其他現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量設(shè)備贫母。在中國(guó)，上海通用也已經(jīng)選用兩臺(tái)美國(guó)API公司的TrackerIIPlus激光跟蹤儀用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工裝檢測(cè)以及白車身和沖壓件測(cè)量盒刚。今天的跟蹤儀早已突破了早期跟蹤儀外型笨重腺劣，校準(zhǔn)頻繁，操作復(fù)雜因块，受環(huán)境影響大等局限性橘原，成為了現(xiàn)代汽車制造業(yè)中用途廣泛的一種測(cè)量?jī)x器。由美國(guó)API公司制造的TrackerIIPlus激光跟蹤儀跟蹤頭重量?jī)H有8.3kg贮聂，連接上配套的輕便三腳架后總重量也不超過20kg靠柑，可以在生產(chǎn)線上方便地安裝。

　　激光跟蹤儀的一個(gè)典型應(yīng)用是用于焊裝車間工裝夾具的裝調(diào)吓懈。車身焊裝是整個(gè)汽車制造中最重要的環(huán)節(jié)之一歼冰，焊裝質(zhì)量的優(yōu)劣不但關(guān)乎后續(xù)總裝能否正常進(jìn)行靡狞，對(duì)轎車來(lái)說更有可能影響到整個(gè)車身的強(qiáng)度和安全性。而焊裝質(zhì)量又直接取決于焊裝夾具的定位精度众桨。在過去显瞒，汽車生產(chǎn)線上工裝夾具的最初安裝定位，一般是先制造一部樣車宪凹，樣車精度通過固定式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)來(lái)保證朦盲，然后將樣車放置在工位上，調(diào)整夾頭位置使各個(gè)工作面和樣車貼合好举么，實(shí)際上這部樣車起到了測(cè)量中傳遞樣棒的作用结款。通過樣車調(diào)節(jié)好各個(gè)夾頭位置后，再用關(guān)節(jié)臂這類精度級(jí)別相對(duì)較低的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量設(shè)備進(jìn)行復(fù)測(cè)檢驗(yàn)考瘪。關(guān)節(jié)臂由于測(cè)量范圍很小昼薯，不可能在一個(gè)測(cè)量站位中測(cè)量到車身原始定位基準(zhǔn)一孔一槽三個(gè)定位面，所以最初的坐標(biāo)系往往需要通過一到兩次移站來(lái)建立悯歇，這樣關(guān)節(jié)臂所建的基準(zhǔn)坐標(biāo)系中必然包含移站誤差彪珠，這直接限制了復(fù)測(cè)的精度級(jí)別，無(wú)法保證大范圍內(nèi)的相對(duì)位置精度风捌。另外浸船，眾所周知，關(guān)節(jié)臂由于其原理上的局限性寝蹈，實(shí)際使用壽命是相當(dāng)短的李命，經(jīng)過一段時(shí)間的使用，甚至是設(shè)備閑置后箫老，關(guān)節(jié)部位軸承的磨損以及臂身的變形都會(huì)導(dǎo)致精度嚴(yán)重下降项戴，而且這種精度下降是不可補(bǔ)償?shù)摹Ｒ驗(yàn)樯鲜鲈虿郾梗秆b夾具的定位精度實(shí)質(zhì)上極大的依賴于樣車精度，但樣車作為樣棒使用最致命的缺點(diǎn)是容易變形辩撑，樣車本身只是一個(gè)精度級(jí)別較高的白車身界斜，是一個(gè)殼體零件，雖然經(jīng)過固定式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)檢測(cè)合格合冀，但是在裝運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)以及后續(xù)裝調(diào)過程中由于溫度變化各薇、外力作用等因素發(fā)生變形都是不可預(yù)測(cè)的，這部分誤差將直接變成焊裝夾具的定位誤差君躺。如果采用激光跟蹤儀峭判，首先在較大測(cè)量范圍內(nèi)不需要移站，能保證較高精度的基準(zhǔn)坐標(biāo)系（5m內(nèi)精度為±0.025mm）痹埠。有了這個(gè)準(zhǔn)確的基準(zhǔn)坐標(biāo)系糠管，導(dǎo)入數(shù)學(xué)模型后可以直接用車身數(shù)模為比對(duì)基準(zhǔn)來(lái)調(diào)整夾具定位面妙帆，如圖2所示。因?yàn)閵A具定位面的理論數(shù)模和車身上定位面的理論數(shù)模是重合的罐葫，所以無(wú)須為夾具測(cè)量專門創(chuàng)建數(shù)模兵雪。建立基準(zhǔn)坐標(biāo)系以后，將靶球放在需要調(diào)節(jié)的夾具定位面（定位銷）上屋迄，軟件計(jì)算出靶球中心坐標(biāo)到定位面（定位銷）數(shù)模的投影距離晒茁，根據(jù)靶球半徑作補(bǔ)償計(jì)算得到3D偏差的方向和數(shù)值，實(shí)時(shí)顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上答海，觀察并調(diào)節(jié)這個(gè)偏差到公差范圍內(nèi)捷嘁。采用這種測(cè)量工藝后，不再依賴樣車精度壁万，減少了誤差傳遞的中間環(huán)節(jié)鳍彪，同時(shí)節(jié)省了制造和測(cè)量樣車的成本。優(yōu)勢(shì)是顯而易見的宾芥。關(guān)節(jié)臂雖然從測(cè)量方法和軟件上也能執(zhí)行上述工藝侣夷，但是測(cè)量范圍和精度都無(wú)法達(dá)到工藝的要求。激光跟蹤儀本身以其自帶的激光干涉儀作為長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)仑乌，光柵碼盤作為角度標(biāo)準(zhǔn)百拓，通過自身的一系列校準(zhǔn)程序，可以在整個(gè)產(chǎn)品壽命周期中始終保持高精度的工作狀態(tài)晰甚。通常衙传，在固定工作場(chǎng)所使用和存放的API激光跟蹤儀，一般做自校準(zhǔn)的周期可長(zhǎng)達(dá)數(shù)月厕九。而激光跟蹤儀自校準(zhǔn)所花費(fèi)的時(shí)間則不超過十分鐘蓖捶。

　　激光跟蹤儀像所有的三坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備一樣，提供了豐富的建坐標(biāo)方式扁远，除了傳統(tǒng)的三點(diǎn)建坐標(biāo)俊鱼、點(diǎn)線面建坐標(biāo)、多點(diǎn)擬合坐標(biāo)系等方式以外畅买，還提供了一種獨(dú)特的復(fù)雜擬合建坐標(biāo)方式并闲，這種建坐標(biāo)方式允許使用工件上的任意曲面、平面谷羞、定位孔帝火、定位點(diǎn)組合起來(lái)作為建坐標(biāo)的基準(zhǔn)，擬合計(jì)算出工件坐標(biāo)系脯黎。首先在導(dǎo)入的工件數(shù)學(xué)模型上選擇適當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)面上的表面點(diǎn)（對(duì)應(yīng)工裝上的定位面）和基準(zhǔn)孔中心（對(duì)應(yīng)工裝上的定位銷）东镶，然后依次測(cè)量工件上的這些基準(zhǔn)元素位置，得到擬合計(jì)算的結(jié)果。如果定位基準(zhǔn)屬于過定位橱墨，通過分析結(jié)果數(shù)據(jù)梢纫，可以知道基準(zhǔn)之間存在哪些沖突，然后再?zèng)Q定是否應(yīng)該舍棄某些可能存在問題的基準(zhǔn)（通過放棄某些擬合計(jì)算約束條件來(lái)實(shí)現(xiàn)）裁堤，這種復(fù)雜擬合建坐標(biāo)的功能使得激光跟蹤儀可以代替各種機(jī)械工裝檢具來(lái)檢測(cè)白車身和沖壓件虫弓。具體方法是，首先固定好零件灵吃，選擇工裝檢具檢測(cè)時(shí)的定位元素（包括定位面和定位銷）作為建坐標(biāo)的參考基準(zhǔn)抛伏，這樣擬合得到的工件坐標(biāo)系，就準(zhǔn)確再現(xiàn)了機(jī)械檢具檢測(cè)時(shí)使用的工件坐標(biāo)系灵界，此時(shí)測(cè)量出的工件偏差和機(jī)械檢具檢測(cè)出的偏差數(shù)據(jù)一致鳍泥，能準(zhǔn)確反映工件的實(shí)際狀態(tài)。這就是所謂的“電子工裝”技術(shù)溉委。白車身鹃唯、焊裝夾具、檢具的檢測(cè)需要遵循的原則就是瓣喊，建坐標(biāo)的基準(zhǔn)和實(shí)際工件的安裝定位基準(zhǔn)或者工作基準(zhǔn)保持一致坡慌，這樣才能最大限度的減小測(cè)量坐標(biāo)系帶來(lái)的誤差。采用這種基于數(shù)學(xué)模型的“電子工裝”技術(shù)藻三，在節(jié)省下制造機(jī)械工裝的高額成本的同時(shí)也省去了對(duì)這些機(jī)械工裝進(jìn)行檢測(cè)和維護(hù)的人力資源洪橘，可以大大提高生產(chǎn)效率。

　　此外棵帽，激光跟蹤儀也可以用于汽車外形設(shè)計(jì)熄求。由藝術(shù)家在木模上雕刻設(shè)計(jì)的新車型，需要精確的變成計(jì)算機(jī)中的數(shù)學(xué)模型逗概，在以往弟晚，這需要一臺(tái)造價(jià)不菲的高精度大型導(dǎo)軌式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，而現(xiàn)在一臺(tái)TrackerIIPlus激光跟蹤儀逾苫，配合其功能強(qiáng)大的測(cè)量軟件就能完成這套復(fù)雜的逆向工程卿城，激光跟蹤儀形式多樣的動(dòng)態(tài)掃描工作方式，能夠精確反求出空間自由曲線馅块、曲面的數(shù)學(xué)模型溜屡，從而大大降低沖壓模具的生產(chǎn)制造成本，同時(shí)雁韵，激光跟蹤儀也可以用于這些沖壓模具和工件的檢測(cè)。

　　激光跟蹤儀測(cè)量技術(shù)在我國(guó)的汽車生產(chǎn)在線檢測(cè)領(lǐng)域還是方興未艾蕴嘹，在汽車制造業(yè)中推廣應(yīng)用有著廣闊的前景颊嫁。

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