有效縮短新車生產(chǎn)線的啟動周期凡搪，又快又好地生產(chǎn)出符合設(shè)計要求的汽車產(chǎn)品，是現(xiàn)代汽車制造企業(yè)的制勝法寶。這就需要一種適用于車間現(xiàn)場的快速鹉灼、精確的大尺寸測量手段鞋伸，以實現(xiàn)生產(chǎn)線的快速安裝與調(diào)試，以及車身與部件的實時在線檢測敏困。正是基于這種需求艰欲，20世紀(jì)80年代，挪威邁卓諾測量系統(tǒng)有限公司（Metronor AS）利用攝影測量技術(shù)莽浴，開發(fā)了一系列光電式坐標(biāo)測量系統(tǒng)——光筆測量儀破罐，后來被廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天橱鹏、發(fā)電設(shè)備和工程機(jī)械等大膜蠢、重型制造行業(yè)，開創(chuàng)了大尺寸坐標(biāo)測量領(lǐng)域的新紀(jì)元莉兰。

光筆測量儀的技術(shù)特點

　　邁卓諾光筆測量儀主要由傳感器系統(tǒng)（相機(jī)）挑围、采點系統(tǒng)（碳纖維測量光筆及測針）、電腦與測量軟件組成（見圖1）糖荒。采用精確的攝影測量技術(shù)杉辙，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)，得到測量光筆在空間的位置和姿態(tài)（六維參數(shù)）捶朵。由于光筆底端的測針經(jīng)過精確校準(zhǔn)蜘矢，與光筆的幾何關(guān)系唯一確定，被測點的三維坐標(biāo)就可以精確計算出來（見圖2）综看。

圖1 光筆測量儀的組成

圖2 光筆測量儀的工作原理

　　源于汽車制造業(yè)的需求品腹，邁卓諾光筆測量儀可以說是為現(xiàn)代汽車生產(chǎn)量身定制。眾所周知红碑，要生產(chǎn)出高品質(zhì)的汽車珍昨，有2個要素缺一不可：合格的汽車部件和精確的焊接與裝配。而要實現(xiàn)精確的焊接與裝配盲妈，工裝夾具问锋、生產(chǎn)線必須符合設(shè)計要求，并且需要定期檢驗和校準(zhǔn)棠蹬。而汽車工裝一般大而重描琉，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且都是安裝固定在車間偷颜，無法用傳統(tǒng)的坐標(biāo)測量機(jī)進(jìn)行檢測穴厅。要完成這一檢測任務(wù)，需要一種適用于車間現(xiàn)場的大尺寸測量手段彰派，鑒于工裝復(fù)雜的外形特點盹火，設(shè)備要能夠測量較深的隱藏部位狠压。邁卓諾光筆測量儀恰恰能很好地滿足了這種生產(chǎn)需求。

　　首先哗衫，光筆測量儀具有良好的便攜性相品，非常適合在車間現(xiàn)場使用。整套設(shè)備緊湊示婉、輕便品山，包括電腦在內(nèi)，被盛裝在一個長1m的標(biāo)準(zhǔn)拉桿箱內(nèi)（見圖3）烤低，包括裝運箱在內(nèi)總重量不超過30kg肘交，可以放在汽車后備箱，也可以帶它乘機(jī)旅行扑馁；進(jìn)行測量作業(yè)時涯呻，打開裝運箱，將相機(jī)放置在現(xiàn)場需要檢測的工件旁腻要，連好電纜魄懂，打開電腦即可用光筆進(jìn)行采點測量，不需要熱機(jī)等生產(chǎn)準(zhǔn)備工作闯第；測量光筆重500g左右市栗，拿在手上非常輕便，而且光筆與相機(jī)之間為無線連接咳短；手持光筆填帽，只要在相機(jī)的視野里，就可以在任何位置進(jìn)行采點咙好，大尺寸測量變得輕松隨意蔗须。值得一提的是，由于設(shè)備主要由數(shù)字相機(jī)和碳纖維測量光筆組成命丑，光筆測量儀可以在0～45℃正常工作玛耿，測量精度幾乎沒有影響。
 

圖3 光筆測量儀便于攜帶

　　不僅如此君订，光筆測量儀集大尺寸與高精度于一身漱蔬，其技術(shù)指標(biāo)能夠很好地滿足汽車工裝檢測的要求。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)溪失，光筆測量儀可以實現(xiàn)長達(dá)30m的精確測量语诈。采用專利的圖象處理與相機(jī)校準(zhǔn)技術(shù)，空間長度測量精度可達(dá)25μm桃逆。不管是2m察颅、3m的普通夾具，還是6m贫莹、7m的整車焊裝工裝叫质，邁卓諾光筆測量儀都能很好地滿足其測量所要求的尺寸和精度要求京挖。

　　此外，出色的隱藏點測量能力物喷，成為光筆測量儀突出的技術(shù)優(yōu)勢卤材。眾所周知，汽車工裝一般在基板上裝有密密麻麻的立柱脯丝，立柱上就是控制面或定位銷，很多幾何尺寸處于比較深的隱藏位置伏伐。光筆測量儀直接使用測針采點測量宠进，從這一點上，它是真正意義上的三坐標(biāo)測量機(jī)藐翎。相對于其他大尺寸光學(xué)測量設(shè)備（比如激光跟蹤儀）材蹬，光筆測量儀具有出色的隱蔽點測量能力。用戶通過配備帶有加長部分的測量光筆吝镣，結(jié)合測針和加長桿堤器，可以輕易測量600mm或更深的隱藏位置。

　　還值得一提的是末贾，光筆測量儀具有獨一無二的多點同步測量能力闸溃。除了使用光筆進(jìn)行采點測量外，邁卓諾系統(tǒng)還有另外一種測量方式拱撵，即直接測量分散啥诈、獨立的LED光靶。將多個LED光靶用磁力或膠粘等手段固定在目標(biāo)上卑绢，相機(jī)一次可以同時采集多個點的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)耐叽。利用這一功能龟栗，邁卓諾測量系統(tǒng)可以實現(xiàn)六維測量、重復(fù)性測量、變形實時監(jiān)控以及動態(tài)坐標(biāo)系下的測量等多種應(yīng)用奋屠，可以完成比如工裝重復(fù)性檢測、震動環(huán)境下的測量和移動目標(biāo)的測量等多種復(fù)雜任務(wù)慨醒。

用于汽車生產(chǎn)的實例

　　綜上所述封豆，我們可以發(fā)現(xiàn)，邁卓諾光筆測量儀的技術(shù)特點粱目，很好地契合了汽車生產(chǎn)寡专，特別是工裝現(xiàn)場檢測的需要。邁卓諾公司與一些知名汽車制造企業(yè)緊密合作郊察，制定了一套適合現(xiàn)代汽車生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)操作流程（SOP）茧伍，以保證客戶能夠既快又好地制造出符合設(shè)計要求的汽車產(chǎn)品。
操作流程主要由以下幾部分組成：

1.檢驗工裝安裝基板的平面度酷窥。

　　這是最基本的一步咽安，也非常關(guān)鍵和必要伴网。如果基板不平，安裝于其上的立柱一定會有偏斜妆棒，控制面和定位削的位置肯定就會出現(xiàn)偏差澡腾。由于光筆測量儀測量范圍大、隱藏點測量能力強(qiáng)糕珊，就可以實現(xiàn)對大型工裝的整個平面均布采點动分，包括后部和中間位置，實現(xiàn)平面度的全面分析評價红选，很少有其他測量設(shè)備能夠做到澜公。

2.建立工件坐標(biāo)系。

　　這是所有后續(xù)測量作業(yè)的基礎(chǔ)喇肋。通過測量工件上的參考幾何量（點坟乾、線和面），轉(zhuǎn)移機(jī)器坐標(biāo)系為工件坐標(biāo)系蝶防。光筆測量儀可以精確地實現(xiàn)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換甚侣，比如可以通過均布采點來測量整個平面，并以此作為基準(zhǔn)建立坐標(biāo)系叨斜。而其他的測量手段妇保，比如關(guān)節(jié)臂測量機(jī)或激光跟蹤儀，或是由于測量范圍的限制转隘，或是由于無法測量隱藏點悉歼，都只能測量平面的局部，以此作為建系基準(zhǔn)碟舱，是不準(zhǔn)確洁操、不科學(xué)的。

3.檢測各控制面和定位銷俗循。

　　這是工裝檢測的基本要求蛋揖。光筆測量儀就象一臺大尺寸坐標(biāo)測量機(jī)一樣，可以快速诀汁、精確地在車間現(xiàn)場完成測量作業(yè)溶孽。

4.檢測工裝夾具的重復(fù)性。

　　現(xiàn)在探悲，越來越多的汽車制造企業(yè)要求檢測這一項指標(biāo)沽怪。汽車生產(chǎn)是批量生產(chǎn)，工裝的重復(fù)性不好姿锭，汽車的質(zhì)量就會不穩(wěn)定塔鳍。利用光筆測量儀多點同步測量功能，重復(fù)性檢測的難題迎刃而解呻此。只要在工件上固定多個LED光靶轮纫，將工件在夾具上重復(fù)裝夾多次腔寡，相機(jī)每次可以同步測量這多個點的坐標(biāo)。通過系統(tǒng)隨機(jī)軟件掌唾，可以快速得到工裝重復(fù)性的指標(biāo)放前。而以往，用戶不得不在工件上人為打多個點糯彬，采用破壞工件的方式實現(xiàn)重復(fù)性的檢測凭语。

5.將部件在工裝上裝夾好后，再對部件進(jìn)行測量撩扒，并與CAD模型進(jìn)行實時比對似扔。

　　這是真正的生產(chǎn)狀態(tài)，將零件和工裝的偏差因素集合在一起却舀。只有完成這一步盼饼，部件測量合格新砖，才可以說生產(chǎn)出來的汽車是合格的了灾。

　　綜觀整個操作流程可以發(fā)現(xiàn)，它不僅檢驗了工裝冒衍，而且檢測了工裝的重復(fù)性胖直，并對在裝夾狀態(tài)下的部件進(jìn)行測量，整個流程全面搭屿、嚴(yán)謹(jǐn)且科學(xué)腋民，涵蓋了各個環(huán)節(jié)，為制造合格的汽車產(chǎn)品提供了質(zhì)量保證探龟。而光筆測量儀由于其良好的便攜性项起、大尺寸測量、隱藏點測量和多點同步測量等技術(shù)特點否癣，為完成這一流程提供了恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段保證廊珊。
 

圖4 工裝夾具、整車焊裝線的安裝栏荷、調(diào)試及檢測

 
圖5 汽車零部件答倡、白車身及模具的現(xiàn)場實時檢測

　　基于與汽車制造企業(yè)一致的訴求和20年成功的行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗，邁卓諾光筆測量儀被國內(nèi)外各大汽車廠商廣泛采用（見圖4驴党、圖5）瘪撇，并得到了一致認(rèn)同，廣泛應(yīng)用于汽車制造的各個環(huán)節(jié)：工裝夾具測量港庄、工裝夾具重復(fù)性檢驗倔既、生產(chǎn)線的安裝調(diào)試與檢測、車身部件及白車身測量鹏氧、部件變形監(jiān)測與分析以及模具檢測等叉存，在新車研發(fā)與試制码俩、車間現(xiàn)場測量等方面都發(fā)揮著重要作用。

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