光筆三坐標(biāo)測量系統(tǒng)可以快速有效地保證對控制精度的工裝及零部件本身的精度進(jìn)行測量，通過穩(wěn)定有效地檢測數(shù)據(jù)的輸出苔巨，對汽車制造業(yè)的發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用版扩。本文對光筆三坐標(biāo)測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理侄泽、應(yīng)用范圍以及系統(tǒng)特點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)介紹礁芦。

對于現(xiàn)代化的汽車企業(yè)來說，能夠有效地縮短新車型的開發(fā)周期悼尾，又快又好地制造出符合設(shè)計(jì)要求的產(chǎn)品柿扣，是企業(yè)最核心的競爭力。針對這種需求的出現(xiàn)闺魏，適用于生產(chǎn)現(xiàn)場的快速未状、精確和便捷的大尺寸測量手段應(yīng)運(yùn)而生。經(jīng)過幾代產(chǎn)品的變革析桥，一系列光電式三坐標(biāo)測量系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生司草，光筆三坐標(biāo)測量系統(tǒng)的也伴隨著汽車行業(yè)中的廣泛運(yùn)用而顯得尤為重要。

光筆三坐標(biāo)測量系統(tǒng)

1.系統(tǒng)組成

光筆三坐標(biāo)測量系統(tǒng)主要由傳感器系統(tǒng)（相機(jī)）泡仗、采點(diǎn)系統(tǒng)（碳纖維測量光筆及測針）以及電腦與測量軟件組成埋虹。在光筆的筆身上，至少裝有3個點(diǎn)光源（發(fā)光二極管或回光反射標(biāo)志點(diǎn)）以及一個專用于接觸式測量的球形測頭。

2.工作原理

光筆測量儀采用精確的攝影測量技術(shù)驳辖，相機(jī)通過測量鑲嵌在光筆上的多個紅外發(fā)光二極管（LED）的坐標(biāo)嘴净，得到測量光筆在空間的位置和姿態(tài)，光筆三坐標(biāo)測量系統(tǒng)工作原理如所示体咽。由于光筆底端的測針經(jīng)過精確校準(zhǔn)护狠，與光筆的幾何關(guān)系惟一確定，被測點(diǎn)的三維坐標(biāo)就可以精確計(jì)算出來轮庵。

3.系統(tǒng)特點(diǎn)

光筆三坐標(biāo)測量系統(tǒng)能提供最精確的測量方案韩记、完整及強(qiáng)大的檢測方案以及快速易掌握的測量方案，是真正的便攜式設(shè)備沦靖。其具體優(yōu)勢體現(xiàn)在如下幾個方面：

（1）測量精度高 作為一套基于攝影測量技術(shù)的光學(xué)坐標(biāo)測量系統(tǒng)喂交，光筆測量儀可以實(shí)現(xiàn)30m的大范圍測量。采用專利的圖象處理與相機(jī)校準(zhǔn)技術(shù)防偿，空間長度測量精度可達(dá)22mm察夕，具備動態(tài)參考模式、快速校準(zhǔn)功能窗悯、自動對齊功能及連續(xù)監(jiān)控參數(shù)区匣。

（2）測量速度快 光筆三坐標(biāo)測量系統(tǒng)硬件設(shè)備為手持，無臂式設(shè)備蒋院，可進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸亏钩，使用光學(xué)反射靶自動對齊實(shí)現(xiàn)同一批產(chǎn)品的快速測量。

（3）輕便易攜帶 便攜性好欺旧，適合車間現(xiàn)場使用姑丑。整套設(shè)備（含電腦）裝在一個長1m的拉桿箱內(nèi)，質(zhì)量不超過30 kg辞友。進(jìn)行測量作業(yè)時栅哀，將相機(jī)放置在工件附近連好電纜，打開電腦即可開始測量称龙，不需要設(shè)備預(yù)熱等準(zhǔn)備工作留拾。光筆質(zhì)量約450g，非常輕便鲫尊。

（4）良好的擴(kuò)展性 光筆三坐標(biāo)測量系統(tǒng)可動態(tài)擴(kuò)展測量范圍而不會降低精度痴柔，無需采用蛙跳法測量，也無需額外手動對齊設(shè)置煤蔚，使用者移動部件無需重新對齊數(shù)據(jù)试填，從而減少重新建立坐標(biāo)參考系的次數(shù)，減小累計(jì)誤差谦枢。

光筆三坐標(biāo)測量系統(tǒng)應(yīng)用范圍

光筆三坐標(biāo)測量系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，可實(shí)現(xiàn)部件與CAD圖樣的對比分析、3D模型對比原件及生產(chǎn)工裝的一致性評估怕茉、加工產(chǎn)品與原件的一致性評估屈宿、工裝的檢測和調(diào)整以及幾何實(shí)體的逆向工程（包括球體、圓柱體和平面等）榨豹。

該設(shè)備在汽車工業(yè)中的應(yīng)用尤為廣泛脸嗜，一般應(yīng)用在車身工裝的檢測、焊裝夾具檢具的檢測樱搪、鈑金件夾具的控制亭弥、內(nèi)飾件及夾具的檢測、汽車地盤的控制离秸、汽車零部件的檢測粮剃、車燈的控制和制動系統(tǒng)部件的控制上。

實(shí)際操作流程主要分為檢測汽車工裝安裝基板的平面度虐块，建立需檢測工件的坐標(biāo)系俩滥，然后檢測工裝各控制型面和定位銷，通過多次檢測并進(jìn)行數(shù)據(jù)對比確定工裝夾具的重復(fù)性贺奠，最后將部件在工裝夾具上裝夾好后霜旧，對零部件進(jìn)行測量，并與CAD模型進(jìn)行實(shí)時比對儡率，確認(rèn)零件的符合性挂据。

光筆三坐標(biāo)測量系統(tǒng)的優(yōu)勢

傳統(tǒng)的測量臂三坐標(biāo)測量系統(tǒng)包括第一代固定式三坐標(biāo)測量系統(tǒng)和第二代關(guān)節(jié)臂三坐標(biāo)測量系統(tǒng)，兩代測量系統(tǒng)受工作現(xiàn)場操作環(huán)境影響較大（包括溫度儿普、濕度等）崎逃，導(dǎo)致測量精度降低，日常機(jī)械維護(hù)及磨損使得維護(hù)成本較高箕肃；同時空間移動受限制婚脱，便攜性較差，操作性上也不符合人體工程學(xué)勺像，斷光續(xù)接難度大障贸，測量死角較多。與之相比痛但，第三代光筆三坐標(biāo)測量系統(tǒng)具有明顯優(yōu)勢厨杆，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.精度對比

光筆三坐標(biāo)測量系統(tǒng)單點(diǎn)重復(fù)精度可達(dá)0.025mm，空間精度可達(dá)0.085mm乖靠，測量速度為30點(diǎn)/s翎郭，可同時滿足靜態(tài)和動態(tài)測量模式，而固定式三坐標(biāo)測量系統(tǒng)空間精度僅為（3+4L/1000）um萤忘，且只能滿足靜態(tài)測量模式蔽掀，關(guān)節(jié)臂式三坐標(biāo)測量系統(tǒng)精度與光筆三坐標(biāo)測量系統(tǒng)可以保持一致龄羽，但也僅限于靜態(tài)測量模式。

2.測量范圍對比

固定式三坐標(biāo)測量系統(tǒng)測量范圍由測量軸行程決定循抱，一般只能專機(jī)專用砂姥；關(guān)節(jié)臂三坐標(biāo)測量系統(tǒng)測量范圍受制于關(guān)節(jié)臂長度，一般為2.4m蟀符、3.0m或3.6m等規(guī)格掠记，用于小型物件的測量，如果實(shí)現(xiàn)“蛙跳”擴(kuò)展測量拍随，會造成精度損失傍菇。光筆三坐標(biāo)測量系統(tǒng)無空間限制，可快速實(shí)現(xiàn)“蛙跳”擴(kuò)展測量界赔，精度不受影響丢习。

3.使用維護(hù)對比

固定式三坐標(biāo)測量系統(tǒng)需提前半小時預(yù)熱，需將被測物體放置于機(jī)臺上固定仔蝌，不能自動識別測針泛领，需要機(jī)械維護(hù)且易磨損，設(shè)備需廠家定期校準(zhǔn)敛惊。關(guān)節(jié)臂三坐標(biāo)測量系統(tǒng)體積大渊鞋，使用時需配重型三角架或磁力吸盤實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定，不能快速安裝瞧挤，不能自動識別測針锡宋，搬運(yùn)及組裝過程中易發(fā)生磕碰損壞，設(shè)備需廠家定期校準(zhǔn)特恬。而光筆三坐標(biāo)測量系統(tǒng)無線無臂执俩，安裝時間短，無需預(yù)熱癌刽，無任何機(jī)械的磨損和連接蚤就，可自動識別測針，設(shè)備可自行校準(zhǔn)虑治，比較起來維護(hù)成本較為低廉闰厨。

結(jié)語

伴隨汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，整車的品質(zhì)要求不斷提高瘪棱，對白車身及零部件的制造精度害寸，提出了更高的要求，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)的檢測系統(tǒng)必不可少窒兼。光筆三坐標(biāo)測量系統(tǒng)可以快速有效地保證對工裝夾具及零部件本身的精度進(jìn)行測量寝谚，穩(wěn)定有效地輸出檢測數(shù)據(jù)，對汽車工業(yè)的發(fā)展起到了積極的推進(jìn)作用军裂。

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