通過使用PolyWorks軟件掃描和檢測(cè)終端窄栓，在不到1小時(shí)的時(shí)間內(nèi)分析車門和車身之間的關(guān)系豆出。

制造商們可以輕松發(fā)現(xiàn)問題，而找出問題的原因往往是一個(gè)復(fù)雜的過程鹿脯。調(diào)查確認(rèn)不僅過程花費(fèi)時(shí)間践斟、金錢和資源，而且即便問題最終得到確認(rèn)抵师，為了改正而做出大量調(diào)整又是另一個(gè)階段了顶赎。生產(chǎn)出的部件總是不同于設(shè)計(jì)部件，或不同于其該有的性狀坤学，但這種不同發(fā)生在哪里疯坤、哪個(gè)方向呢？對(duì)于澳大利亞的一個(gè)剛發(fā)現(xiàn)問題的汽車生產(chǎn)商來說深浮，確認(rèn)車門總成的泄漏原因是首要的压怠。而在PolyWorks的幫助下，在不到1小時(shí)的時(shí)間內(nèi)就找到了答案飞苇。

01 挑 戰(zhàn)

「安裝在FaroArm上的ModelMaker Z70掃描頭」

某汽車制造商最近遇到了一個(gè)問題菌瘫，屬于那些不可避免的制造環(huán)節(jié)的問題。他們正經(jīng)歷其生產(chǎn)和裝配的某乘客艙車門密封條對(duì)齊方式的變更布卡。很顯然雨让，在轎車生產(chǎn)的某特定環(huán)節(jié)，這些制造的車還是理想的忿等，車門和密封條同車身其他部位對(duì)齊的天衣無縫栖忠。然而，在下游環(huán)節(jié)下線的車在進(jìn)行測(cè)試階段發(fā)現(xiàn)滲水贸街。

首要的任務(wù)是確定水是從哪里滲出的庵寞，更復(fù)雜的分析則是關(guān)于門框同車身之間的位置關(guān)系。找出這兩點(diǎn)同那些不泄漏的車子之間的區(qū)別薛匪，包括差別多大朗溶，發(fā)生在哪里珊辛，哪個(gè)方向上？

若生產(chǎn)過程中有一批汽車總成沒有泄漏問題穗免，而其他經(jīng)過后階段生產(chǎn)的汽車總成發(fā)生了泄漏障渡，那么前后階段總成的結(jié)構(gòu)必然有些差別。那些問題車門框總成同“好的車”之間的區(qū)別在哪里呢趋臼？

為了知道生產(chǎn)中該做哪些改進(jìn)篙袄，客戶需要將此類差異定量化〔鞠瑁“好車門總成”和“壞車門總成”間的關(guān)系和變更有待評(píng)估接骄。得益于當(dāng)前的激光掃描技術(shù)和PolyWorks軟件，客戶在數(shù)小時(shí)內(nèi)就獲得了一份詳細(xì)的比較分析報(bào)告牺会。

02 解決方案

數(shù)據(jù)獲取

「數(shù)據(jù)獲取」

為了快速而高效的采集到產(chǎn)品表面的數(shù)據(jù)信息锈犯，掃描和檢測(cè)公司的專家使用了一款安裝在鉸接臂上的激光掃描儀。該款掃描儀是ModelMaker Z70道葬，一款高質(zhì)量的掃描儀献爷，能以0.05mm x 0.05mm的超凡密度掃描表面，即大約每平方毫米400點(diǎn)陷揪。這就產(chǎn)生了真實(shí)惋鸥、詳細(xì)的3D表征，大量的數(shù)據(jù)將被轉(zhuǎn)換成有用的信息悍缠。掃描頭從可攜式CMM中得到3D基準(zhǔn)卦绣，這里使用的CMM是Platinum FaroArm，依不同的尺寸FaroArm測(cè)量的可重復(fù)性范圍在±0.0051mm以內(nèi)飞蚓。FaroArm和MMZ70激光掃描頭由承重三角架支持滤港，挪到現(xiàn)場(chǎng)，所以硬件可以方便地移到問題車門附近趴拧。對(duì)每輛車采集相關(guān)的表面數(shù)據(jù)僅需幾分鐘溅漾。

PolyWorks的工作流程

一旦采集完掃描數(shù)據(jù)，分析的后處理階段就開始了八堡。利用PolyWorks樟凄，掃描和檢測(cè)公司的專家們將“泄漏”車同“好”車的掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行虛擬對(duì)齊，然后進(jìn)行進(jìn)一步測(cè)量和比較分析兄渺。而執(zhí)行比較分析之前，在PolyWorks中還得做一系列點(diǎn)云操作磁揽。

對(duì)掃描片體的精對(duì)齊

在數(shù)據(jù)獲取階段獲得了多個(gè)掃描片體寝典。用鉸接臂的自身對(duì)齊技術(shù)每個(gè)掃描片體可以自動(dòng)對(duì)齊，這種技術(shù)對(duì)激光掃描頭的位置變動(dòng)提供空間基準(zhǔn)伺亭。大多數(shù)由掃描頭獲得的點(diǎn)云都會(huì)疊加到其他點(diǎn)云之上缅坯，這些點(diǎn)云同樣已經(jīng)被前幾次掃描計(jì)入而疊加其上婶苦。所以部件的某些部分會(huì)多次被掃描。這些多層數(shù)據(jù)區(qū)域被稱之為重疊區(qū)域怠播。

為進(jìn)一步對(duì)齊來自可攜式CMM的點(diǎn)云吴位，PolyWorks IMAlign模塊利用這些重疊區(qū)域重新對(duì)齊掃描片體。首先對(duì)對(duì)齊的點(diǎn)云做了偏差分析块启。PolyWorks自動(dòng)計(jì)算了重疊層間的平均距離并用不同的顏色代表偏差值嚣刺。用戶一眼就能分辨出哪些掃描片體超出了公差而需要通過再對(duì)齊來改進(jìn)。

然后魔踱，用PolyWorks的智能對(duì)齊技術(shù)進(jìn)行重新對(duì)齊揪孕。為防止同一相鄰區(qū)域的片體間的“滑移”，對(duì)每個(gè)掃描片自動(dòng)設(shè)置了八個(gè)控制點(diǎn)來約束它的自由度桶求。這一特點(diǎn)使PolyWorks有別于其他對(duì)齊軟件梧杯，因?yàn)槠渌浖趯?duì)齊掃描數(shù)據(jù)時(shí)經(jīng)常發(fā)生滑移問題。執(zhí)行了帶約束的智能對(duì)齊之后薯演，軟件計(jì)算了新的偏差并以彩虹圖顯示撞芍。顯示所有的掃描片相互間都完美地對(duì)齊了，目前都處于公差值內(nèi)跨扮。

最后一步是生成一個(gè)單層的點(diǎn)云模型勤庐，采用PolyWorks的“減少重疊”技術(shù)智能地平均重疊區(qū)域的掃描數(shù)據(jù)。這樣的點(diǎn)云模型可以轉(zhuǎn)換成曲面用來進(jìn)一步分析諸如門和門間的差別好港。對(duì)“泄漏車”和“好車”采用同樣的掃描方式愉镰。從窗框和門框上移走所有的外飾，僅露出后階段生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)鋼部件钧汹。門在整個(gè)數(shù)據(jù)采集過程始終是關(guān)閉的丈探，同泄漏密封條相關(guān)的區(qū)域用MMZ70進(jìn)行激光掃描。

激光帶在部件表面移動(dòng)拔莱， 每秒鐘采集幾萬個(gè)3D數(shù)據(jù)點(diǎn)碗降，隨之產(chǎn)生的表面立刻在電腦屏幕上顯現(xiàn)。點(diǎn)云表面實(shí)時(shí)顯現(xiàn)的功能意味著在測(cè)量的同時(shí)塘秦，可以辨識(shí)哪些區(qū)域被遺漏或需要進(jìn)一步掃描讼渊，從而引導(dǎo)掃描工作。

建立三角化模型

「創(chuàng)建一個(gè)三角化模型」

為了比較“好的”和“壞的”門框總成的表面钩厕，掃描和檢測(cè)公司需要將點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成某種類似曲面的形式针榜。PolyWorks瞬間就將點(diǎn)云數(shù)據(jù)從千萬個(gè)點(diǎn)轉(zhuǎn)換成三角化網(wǎng)格。軟件將每個(gè)點(diǎn)作為其構(gòu)建的百萬個(gè)三角形的節(jié)點(diǎn)舌恒。

為了精確的描述掃描物體的不同形狀途殖，PolyWorks依據(jù)用戶規(guī)定的公差值，在車身表面較平坦的區(qū)域構(gòu)建較少的三角形，而在形狀復(fù)雜的區(qū)域構(gòu)建更多的三角形枕褂。轉(zhuǎn)換前要設(shè)定“最近點(diǎn)”和“搜索距離”這些參數(shù)谓牢，從而建立三角化曲面，并最大程度地減少掃描儀噪音點(diǎn)桌蟋。

門和門的比較

使用復(fù)雜的系列“最小平方”數(shù)學(xué)法和表面分析法巩烤，剛剛?cè)腔?yōu)化的兩個(gè)激光掃描數(shù)據(jù)相互置于其上，并用PolyWorks的智能對(duì)齊技術(shù)對(duì)齊篮踏。PolyWorks隨后以彩色分布形式顯示兩個(gè)總成間的偏差铡喊。產(chǎn)生的彩色偏差圖提供了簡(jiǎn)單的區(qū)分模式用來辨識(shí)發(fā)生泄漏的“壞”車門同“好”車門間的關(guān)系。

車門B柱和以下部分顯示的淺綠色表明兩組車門間的偏差在±0.5 mm之內(nèi)橄霉。其他區(qū)域窃爷，像焊到門上的鋼窗框部分，顯示的綠色表明偏差在±1-2mm以內(nèi)姓蜂。最后按厘，位于車身本體的橙色表明偏差在±1-2mm以內(nèi)。

換句話說钱慢，當(dāng)兩輛車的B柱對(duì)齊到0.5mm偏差以內(nèi)逮京，泄漏車的窗框?qū)⑽挥诓宦┸嚧翱蛞韵?.5mm和2mm間的距離，這個(gè)距離足以使水穿透束莫。

03 優(yōu) 勢(shì)

掃描和檢測(cè)公司的工程師們發(fā)現(xiàn)懒棉，改動(dòng)決定門框位置的焊點(diǎn)比調(diào)節(jié)車身本體要簡(jiǎn)單的多。調(diào)節(jié)窗框同車門裝配處的焊點(diǎn)览绿，使窗框位置（同不泄漏車門比較）不再那么低策严。

從調(diào)查獲取的結(jié)論主要集中在客戶關(guān)注的汽車窗框部位，尤其是窗框同車門總成主體的焊接方式饿敲。進(jìn)行焊接方式的適當(dāng)調(diào)整以確保窗框不再位于偏離理想位置過里面妻导，此理想位置即初始CAD設(shè)計(jì)中描述的位置。

FaroArm和MMZ70激光掃描頭的精度和靈活性怀各，加之世界一流的PolyWorks軟件央垢，使這家汽車制造商能完成以下任務(wù)：

• 快速辨識(shí)泄漏問題的根源。

• 精確測(cè)量“壞”車門總成和“好”車門總成間的物理偏差（偏差多少士挽，發(fā)生在哪泞征，在哪個(gè)方向）。

• 通過調(diào)整窗框同門裝配處的焊接方式來改進(jìn)裝配過程您脂。

• 在不到1小時(shí)的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行整個(gè)檢測(cè)過程无俏。

關(guān)于PolyWorks Shanghai (博力加軟件)

PolyWorks Shanghai(博力加軟件)是全球領(lǐng)先的通用3D測(cè)量軟件解決方案提供商，是加拿大InnovMetric軟件在中國(guó)的全資子公司硫搏。我們的中國(guó)總部位于上海叨斜，并在長(zhǎng)春、沈陽(yáng)署隔、天津遥附、西安、重慶臭器、廣州配置了本地化技術(shù)支持工程師擅揖，以滿足日益增長(zhǎng)的客戶需求。我們的軟件主要應(yīng)用于汽車毙玻、航空航天等工業(yè)制造領(lǐng)域的精密測(cè)量豌蟋，幫助客戶實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)和生產(chǎn)應(yīng)用的效益最大化。

InnovMetric軟件成立于1994年桑滩，總部位于加拿大魁北克市梧疲，在5大洲16個(gè)國(guó)家擁有分支機(jī)構(gòu)。世界上最大的工業(yè)制造企業(yè)（豐田运准、通用幌氮、大眾、本田胁澳、寶馬该互、戴姆勒、福特韭畸、勞斯萊斯宇智、普惠、波音胰丁、巴西航空工業(yè)公司随橘、龐巴迪、蘋果等）均信賴 InnovMetric 的 PolyWorks?軟件解決方案及相關(guān)技術(shù)服務(wù)熔又。

（PolyWorks上海）

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