當(dāng)今測(cè)量技術(shù)發(fā)展的大趨勢(shì)是什么？答案無(wú)疑光學(xué)測(cè)量。光學(xué)測(cè)量技術(shù)包括任何采用普通光、激光及傳感器件的非接觸式測(cè)量裝置消李。該技術(shù)在許多方面包括數(shù)據(jù)量、測(cè)量速度和靈活性都具有優(yōu)勢(shì)蝉橘。

雖然許多行業(yè)都能從光學(xué)測(cè)量技術(shù)中受益苔眼，但汽車(chē)制造業(yè)（尤其是汽車(chē)動(dòng)力總成行業(yè)）的一些發(fā)展趨勢(shì)為該技術(shù)的應(yīng)用帶來(lái)了獨(dú)一無(wú)二的機(jī)遇。由于汽車(chē)市場(chǎng)的需求如過(guò)山車(chē)般忽上忽下润邑、變化不定稽星，如今的汽車(chē)制造商面臨產(chǎn)量不確定的挑戰(zhàn)，縮短生產(chǎn)流程和開(kāi)發(fā)周期的要求變得日益迫切哄谆。隨著汽車(chē)零件的加工批量從過(guò)去的數(shù)百萬(wàn)件減少到如今的數(shù)十萬(wàn)件褥民，制造商正努力使自己的生產(chǎn)線具有更好的柔性。同時(shí)洗搂，在各種需求——從美化車(chē)身外觀到提高發(fā)動(dòng)機(jī)燃油效率的驅(qū)使下消返，對(duì)零件加工精度的要求也更加嚴(yán)苛。汽車(chē)制造商在產(chǎn)品質(zhì)量上的競(jìng)爭(zhēng)比以往任何時(shí)候都更加激烈耘拇，從而推動(dòng)了測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步撵颊。在較長(zhǎng)的生產(chǎn)流程中，為特定檢測(cè)目的而設(shè)置的專(zhuān)用檢具可能具有不錯(cuò)的成本效益惫叛，但現(xiàn)在的情況可能已不再如此倡勇。

汽車(chē)制造商希望提高生產(chǎn)線的柔性，但并不一定是今天生產(chǎn)汽缸蓋嘉涌，明天生產(chǎn)汽缸體妻熊。他們需要的是在一定標(biāo)準(zhǔn)限制之下的靈活性，即在標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品組合范圍內(nèi)變化洛心。Hommel-Etamic公司的Opticline系列光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)就是體現(xiàn)這種靈活性的一個(gè)很好的例子固耘。該系統(tǒng)用于在生產(chǎn)車(chē)間直接測(cè)量長(zhǎng)圓柱類(lèi)工件（如曲軸、凸輪軸词身、傳動(dòng)軸等）厅目。測(cè)量時(shí)，用LED光源對(duì)夾持在兩個(gè)頂尖之間旋轉(zhuǎn)的被測(cè)軸進(jìn)行照明农灯，同時(shí)用一個(gè)高分辨率CCD線陣傳感器采集工件輪廓影像修诈，從而實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下工件廓形的數(shù)字化測(cè)量。該系統(tǒng)用于汽車(chē)軸類(lèi)零件的100％全檢品扯，其直徑測(cè)量精度為（2+D/100）μm投沃，長(zhǎng)度測(cè)量精度為（5+L/100）μm。

雖然非接觸式光學(xué)測(cè)量已成為主流技術(shù)捻钢，但仍然存在來(lái)自一些制造業(yè)專(zhuān)業(yè)人士的阻力绞艘。工程師們對(duì)專(zhuān)用檢具和測(cè)量基準(zhǔn)件比較熟悉，并用這些檢測(cè)裝置對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行重復(fù)性和再現(xiàn)性（R＆R）分析稻续。在光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)中妈削，已知基準(zhǔn)件的使用、測(cè)量范圍的確定以及重復(fù)性分析方法都與傳統(tǒng)測(cè)量大相徑庭滔菠。此外逮碾，在光學(xué)測(cè)量之前清潔工件的成本有時(shí)也會(huì)成為一個(gè)考慮因素。然而批斯，光學(xué)測(cè)量的靈活性和高速度為質(zhì)量檢測(cè)辞槐、復(fù)雜零件評(píng)估以及加工過(guò)程控制提供了一種傳統(tǒng)測(cè)量難以比擬的利器。

汽車(chē)零部件日益復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形狀對(duì)其檢測(cè)提出了新的挑戰(zhàn)粘室，而非接觸式測(cè)量技術(shù)非常適合應(yīng)對(duì)這種挑戰(zhàn)榄檬。有許多因素促使汽車(chē)零部件變得越來(lái)越復(fù)雜。消費(fèi)者希望自己的汽車(chē)具有更好的舒適性和更美觀的外形衔统，這就導(dǎo)致汽車(chē)的形狀和曲線日益復(fù)雜化丙号。更好的燃油經(jīng)濟(jì)性也是推動(dòng)因素之一，隨著汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的體積越來(lái)越小缰冤、零部件越來(lái)越多犬缨，要求在更小的空間中容納更多的零件。此外棉浸，CAD/CAM和多軸加工技術(shù)的進(jìn)步大大提高了汽車(chē)制造商對(duì)具有復(fù)雜復(fù)合曲線的零件的加工能力怀薛。在某種程度上，他們生產(chǎn)這種復(fù)雜零部件是因?yàn)樗麄兙邆淞诉@種能力迷郑。

用傳統(tǒng)方法測(cè)量這些復(fù)雜零部件時(shí)枝恋，可能很難采集到所有需要的數(shù)據(jù)，測(cè)量具有復(fù)合曲線嗡害、多種結(jié)構(gòu)特征和其他復(fù)雜形狀的零部件時(shí)尤其如此焚碌。而最大規(guī)格的三維激光掃描儀却值。可以處理尺寸達(dá)1.2m的零部件（如車(chē)身頂棚或車(chē)門(mén)）散氧。這種激光掃描儀安裝在一個(gè)封閉的機(jī)柜中私闭，由生產(chǎn)人員操作使用。測(cè)量時(shí)睬嘿，只需將工件置于掃描儀上宽用，并確保其在采集數(shù)據(jù)時(shí)靜止不動(dòng)即可。激光掃描儀不需要能對(duì)工件精確定位的專(zhuān)用夾具盒器，因?yàn)槠鋽?shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)是由后處理軟件利用工件的CAD模型來(lái)完成的跌缩。該系統(tǒng)非常適合檢測(cè)塑料注塑件、鑄件和沖壓件攻睬。如今的汽車(chē)上有很多具有復(fù)雜復(fù)合曲線的零部件雀肠，而三維掃描儀的測(cè)量能力非常適合檢測(cè)此類(lèi)零部件，其測(cè)量結(jié)果的不確定度為0.025mm浅慎。

雖然個(gè)別檢具可能購(gòu)置成本更低曼刀，有時(shí)檢測(cè)速度也更快，但它們只能對(duì)每個(gè)工件進(jìn)行6－12項(xiàng)測(cè)量史隆，并且每生產(chǎn)一種工件就必須配備一種專(zhuān)用檢具魂务。與之不同的是，采用測(cè)量軟件的掃描儀是一種“虛擬檢具”泌射，因此具有更好的靈活性粘姜。專(zhuān)用檢具的檢測(cè)范圍有很大的局限性，且無(wú)法解決“檢測(cè)蔓延”現(xiàn)象隨著時(shí)間的推移熔酷，對(duì)生產(chǎn)測(cè)量的需求會(huì)不斷增加孤紧，這通常是由一些無(wú)法預(yù)料的問(wèn)題和/或生產(chǎn)線上的不合格品造成的。與重新設(shè)計(jì)和改造專(zhuān)用檢具相比拒秘，調(diào)整和修改虛擬檢具要容易得多号显。

各種測(cè)量程序以電子文件方式存儲(chǔ)在系統(tǒng)中，并可根據(jù)每種被測(cè)零件予以選用躺酒。這些系統(tǒng)能夠檢測(cè)多種零件押蚤。對(duì)被測(cè)零件的唯一限制是其尺寸大小。但也不要無(wú)根據(jù)地過(guò)分高估此類(lèi)系統(tǒng)的檢測(cè)柔性羹应。雖然這些新型測(cè)量機(jī)提供的數(shù)據(jù)量和檢測(cè)精度令人印象深刻揽碘，但采用傳統(tǒng)的接觸式測(cè)頭或線性差動(dòng)變壓傳感器的專(zhuān)用檢具仍有其用武之地。自動(dòng)化是非接觸測(cè)量的一個(gè)關(guān)鍵要素脆逊。提供多種激光掃描儀和光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)稀掠，可應(yīng)用于汽車(chē)設(shè)計(jì)工作室、研發(fā)中心棒鞍、中試工廠和生產(chǎn)車(chē)間幽滤。對(duì)于生產(chǎn)檢測(cè)而言蓖搅，人們希望測(cè)量設(shè)備的自動(dòng)化程度越高越好。為此哼沃，我們提供了多種雙臂式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)以及基于CMM的激光掃描儀翩汰。這種掃描儀具有測(cè)量速度快、精度高兆布、易于編程和使用的優(yōu)勢(shì)。H-R測(cè)量機(jī)础姚。雖然這些水平臂測(cè)量機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置采用PH10MQ接觸式測(cè)頭佛或，但也可以配備尼康的激光掃描頭。使用最廣泛的是XC65Dx-LS激光掃描頭填恬。據(jù)估計(jì)弧跑，在我們銷(xiāo)售的用于汽車(chē)生產(chǎn)檢測(cè)的激光掃描儀中，至少有75％都是這種型號(hào)擂送。

在掃描測(cè)量具有復(fù)雜表面形狀的工件時(shí)悦荒，為了獲得質(zhì)量更好的三維影像，并能更好地檢測(cè)孔和工件邊緣嘹吨，XC65Dx-LS激光掃描頭采用了3個(gè)激光條紋的十字線搬味。其在（3×65）mm視場(chǎng)內(nèi)的測(cè)量不確定度（1σ）為20μm。該掃描儀超過(guò)其他CMM掃描儀的真正優(yōu)勢(shì)是可達(dá)170mm的大成像距離蟀拷，這也是激光掃描的優(yōu)勢(shì)所在碰纬。成像距離是傳感器頭能遠(yuǎn)離其正在測(cè)量表面的最大距離。較大的成像距離可以提供更好的操作性能问芬，并使CMM編程更容易悦析。XC65Dx-LS激光掃描頭也可以用于第三方的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，并不僅僅局限于尼康公司的測(cè)量設(shè)備此衅。該掃描儀適合測(cè)量鈑金件和沖壓件强戴，既可用于檢測(cè)單個(gè)零部件，也可用于檢測(cè)整個(gè)白車(chē)身挡鞍。

很少有用戶希望將速度更快的掃描測(cè)量用于工件的100％全檢骑歹。大多數(shù)用戶如果不是所有用戶的話都寧愿采用統(tǒng)計(jì)抽樣方式來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)和過(guò)程控制。三維掃描提供了對(duì)零件進(jìn)行完全檢測(cè)的能力胀爸。你可以將測(cè)量結(jié)果與CAD模型進(jìn)行比對(duì)漂烂，生成全彩色的誤差再現(xiàn)圖。不過(guò)展稼，生產(chǎn)人員可能對(duì)此不感興趣束多，對(duì)其感興趣的主要是研發(fā)實(shí)驗(yàn)室和致力于解決設(shè)計(jì)或工藝問(wèn)題的工程師。人們希望快速獲取跟蹤加工過(guò)程所需要的數(shù)據(jù)俩堡。因此拳股，我們有許多用戶用激光測(cè)頭取代了觸發(fā)式測(cè)頭辣棉，并只對(duì)工件的少數(shù)幾個(gè)部位進(jìn)行抽樣檢測(cè)。利用這種有針對(duì)性的激光掃描方式事匈，可以減少數(shù)據(jù)量狰赘，只對(duì)一些特定的（x，y址敢，z）數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行比對(duì)扮人。這樣做可以縮短測(cè)量周期（檢測(cè)速度通常可提高50％－70％）挥闸。用這種有針對(duì)性的激光掃描方法檢測(cè)大尺寸塑料零部件（如儀表板）正變得越來(lái)越有吸引力训措，它尤其適合那些用接觸式測(cè)頭或掃描模擬測(cè)頭檢測(cè)時(shí)可能會(huì)變形的軟材料工件。

過(guò)去光羞，在汽車(chē)制造業(yè)绩鸣，三維掃描測(cè)量主要應(yīng)用于設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室。此外纱兑，一些大型整車(chē)制造廠一直將其用于裝配檢測(cè)呀闻。今后一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)是，一級(jí)和二級(jí)零部件供應(yīng)商將把三維掃描測(cè)量系統(tǒng)作為汽車(chē)零部件加工的基本檢測(cè)手段潜慎。這種趨勢(shì)將在未來(lái)十年中變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)捡多。在掃描測(cè)量系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)中，還有許多尚未開(kāi)發(fā)的潛力铐炫。用于生產(chǎn)檢測(cè)時(shí)局服，掃描系統(tǒng)采集測(cè)量數(shù)據(jù)，并將其作為判定零件是否合格的標(biāo)準(zhǔn)驳遵。只有在檢測(cè)出廢品時(shí)淫奔，人們才會(huì)檢查測(cè)量數(shù)據(jù)。而實(shí)際上堤结，這些數(shù)據(jù)還可以用于許多領(lǐng)域斜擎，從設(shè)備的預(yù)防性維修，到工藝調(diào)整的有限元分析肢阿。雖然已有一些企業(yè)嘗試將這些數(shù)據(jù)應(yīng)用于測(cè)量以外的其他領(lǐng)域宿闯，但如果以一種更全面的眼光來(lái)看待這些數(shù)據(jù)，就可以從中發(fā)掘出更多的利用價(jià)值甸赏。

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