三坐標測量技術在汽車行業(yè)的應用討論

林梅 蔡林志

摘 要：社會在不斷的發(fā)展，人們的生活水平普遍提高，進而帶動了我國汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，汽車也逐漸成為人們生活、工作、休閑和旅游中必不可少的代步工具，基于此，我們更需要嚴格要求汽車的質量，從而保證其使用過程中的安全性。目前三坐標測量技術已廣泛運用于各行各業(yè)中，例如機械制造、汽車、電子、航空和家電行業(yè)等，將三坐標測量技術運用于汽車車身及零部件的檢測中，能夠保證機械零件和部件的尺寸更為精確，進一步推動汽車制造業(yè)的發(fā)展。本文我們將針對三坐標測量技術及其在汽車領域的應用進行探討。

關鍵詞：汽車 三坐標測量 應用

1 引言

目前，我國汽車的生產量在不斷的增加，同時人們更加重視汽車的質量和美觀。企業(yè)在汽車的生產環(huán)節(jié)中離不開車身的設計和制造，需要結合時代的發(fā)展和消費者的實際需求，不斷提高汽車車身的制造力、生產力，開發(fā)新的工藝。以汽車制造的角度來說，通過三坐標測量及其數據處理能夠獲得更準確的尺寸測量，實現(xiàn)自動化檢測的方式，保證汽車制造更為精準、嚴密。在汽車車身制造中加入三維坐標技術的應用能夠保證其設計的嚴密性，推動汽車尺寸精度的發(fā)展，保證汽車車身的質量。

2 三坐標的概述

2.1 定義

三坐標起源于上個世紀60年代初，已逐漸成為一種精密的測量儀器，它廣泛應用于航空、機械、電子等行業(yè)內。它在一定程度上能夠對零件進行精確的檢測，外形做出繪測，主要是根據接觸式、非接觸式的測量有效處理數據，然后輸出數值，最后通過測量值與理論值進行對比，判斷誤差。

2.2 作用

將三坐標測量運用于汽車車身制造過程中能夠提高檢測的精確程度。通常來說，三坐標的測量精度能夠實現(xiàn)20-150微米。如果使用超高精度的三坐標測量值，它的精度甚至低于一微米以下，完全顛覆了人們對精確的認識。其次，三坐標測量也可以運用在較為復雜形狀表面的尺寸中，比如汽車車身、飛機外形、輪船尺寸等零件的安裝位置?？偠灾?，三坐標測量的形式可以提高汽車車身設計的準確度，保證檢測數據的真實性，提升汽車的整體質量，延長使用年限。在此基礎之上，有效結合計算機的運算能力，不斷實現(xiàn)精確的控制，縮短測量的時間，保證汽車車身制造的安全性、實用性。

3 三坐標測量原理

剖析汽車車身的組成部分有車身覆蓋件、車身總成及分層。每一個環(huán)節(jié)都需要建立獨立的坐標系，然后將所有的測量數據建立在每一個工件的坐標系上。目前，我國汽車行業(yè)不斷發(fā)展，其車身體積大，外形也更為復雜，需要針對細小零部件精確的檢測，使用三坐標測量及其數據處理能夠更為直觀靈活的輸出數據。我國汽車企業(yè)在使用三坐標測量技術的背景下，主要運用三坐標測量機、視覺檢測系統(tǒng)和測量機器人等工具，不管是借助何種測量工具，都需要擁有獨立的坐標系，下面將簡述以上三種常用測量工具的應用方式：

3.1 三坐標測量機

如果使用三維坐標機開展檢測，可以有效確定三維空間點。檢測過程如下：首先，把需要檢查的零部件放入允許的測量空間中，實時檢測各個測點的三維坐標;然后根據得出的坐標數據進行理論公式的計算;最后，實現(xiàn)車身定位點的檢測。這一流程為汽車車身的檢測人員建立了測量機坐標系和工作坐標系相關的坐標轉換模具，通過理論變換公式計算出實際測點相應的零部件坐標值，方便測量的進行。

3.2 視覺激光檢測系統(tǒng)

幾十個視覺傳感器連接在一起才能構成視覺激光檢測系統(tǒng)，就如同一臺大型的光學三坐標測量機，它能夠對外部和內部進行測量。想要保持視覺激光檢測系統(tǒng)可以正常有序的完成，需要保證被測點在工作坐標的坐標值內，然后借用經緯儀及其激光跟蹤儀作為傳遞工具，在此建立中間工具坐標系，間接地實現(xiàn)攝像機坐標系和工件坐標系的有效轉化。這樣一來，一系列的坐標轉換實現(xiàn)了汽車車身相應對策點的坐標值。

3.3 測量機器人

測量機器人借用了機器人靈活多變的特點，同時將自覺測量技術加以應用，兩者進行有效的整合。此外，在機器人的手部配置一個視覺傳感器覺，能夠對三維空間點的坐標進行采集和測量，其測量數據極為準確。由于機器人較為靈活，占地面積小，實現(xiàn)了汽車車身產品多面化的需求。

4 三坐標測量在汽車中的應用分析

4.1 科學的引入RPS模式

在汽車的生產組裝機器檢測一系列過程中需要有效的測定和生產定位，因此離不開RPS系統(tǒng)的加入。通過RPS模式的引入，在一定程度上保證汽車零部件的尺寸更精確化的進行測量，RPS模式尤其能夠對汽車生產環(huán)節(jié)中的關鍵節(jié)點進行科學的定位，它具有快速識別的功能，促使三坐標檢測技術適應社會發(fā)展的速度，更好的滿足人們對于汽車車身的實際需求。

4.2 將三坐標測量機合理運用于汽車發(fā)動機的質量控制

首先，有選擇的抽查。根據汽車生產線的具體加工狀況來不定期抽查汽車車身的各零件及其安裝工藝是否標準。通常是在進行個體零部件加工后，對一批產品進行隨機檢測，保證此項零件質量達標。

然后，平面的測量。通常情況下，它是依靠坐標系建立相應的空間定向，在檢測過程中需要結合探測的方向不斷確定它與平面的方向是否一致，再建立相應的平面坐標?；诖耍诮⒌淖鴺讼迪逻M行平面的測量，保證測量數據的精準性。

其次，誤差元素的考察。位置和形狀出現(xiàn)的誤差被叫做形位誤差，產生誤差主要有平面誤差、平均誤差、直線誤差等多種誤差模式。誤在測量對象和理想數據存在一定的差異，被稱做誤差元素。相對來說，實際測量過程中，通過三坐標測量機進行誤差測量時我需要嚴格提取相應軟件，設置規(guī)范化的模型，在測量過程中保持所有基準及其測量元素能夠轉運成對應的坐標，同時將測量對象合理的放在坐標系上。測量中分析出來的數據可以根據理想數據的標準進行誤差的判斷，科學估算誤差的范圍。

最后，準確測量幾何要素間的關系。在測量汽車發(fā)動機的時候，需要注意每一個基本元素的檢測。針對基本幾何要素探測過程中，最先需要確定工件的形狀、位置，對比測量出的形狀位置是否和標準一致。經過測量得出的幾何要素坐標系，還需要反復運算，保證其檢測數據和理想數據不存在誤差，達到最理想的效果。如果出現(xiàn)誤差，需要及時分析存在的問題，加以整改后，繼續(xù)檢測。只有保證檢測數據和理想計算數值一致后，汽車車身的性能才達到標準，保證后期人們在使用汽車的過程中是處于安全狀態(tài)。

4.3 測量支架的應用

汽車車身中的各個零部件定位可以借助測量支架，通過測量支架將其固定在特定位置上。目前我國市場上已經出現(xiàn)了支架的替代品。測量支架多了快速測定的功能，在一定程度上提高了檢測的速度，可以對不同車身進行專屬測量。

4.4 數據的分析、處理和輸出

首先，需要選擇正規(guī)、標準、合理的軟件平臺，再深入研究數據的分析、處理、輸出流程。只有將三坐標測量出的數據轉化為圖形化的測量結果，才能保證其設計是恒定的，杜絕在后期操作過程中出現(xiàn)數據不一致的現(xiàn)象。通過測量軟件測量后輸出的數據文件保存為專屬文件當成數據處理的輸入;其二，對輸入數據轉為數據庫文件。當成分析用的基礎材料，然后對數據進行存檔。最后結合存檔數據庫文件以此將三坐標檢測點位數據信息讀入數組，把各個檢測點的信息根據設定順序輸入與圖形相匹配。根據數組顯示的圖形控件進行分析，形成表單，打印輸出最終的圖形結果。

4.5 不斷深入三坐標的應用

社會在不斷的發(fā)展，我國汽車制造行業(yè)需要朝著高速、現(xiàn)代化、圖形化的方向前進，其三坐標測量應用會更加廣泛。首先，需要滿足人們對汽車車身的實際需求，保證汽車車身的質量，將三坐標測量分析的運用更為成熟。其次，汽車企業(yè)會對三坐標測量分析的要求更高，尤其是柔性制造，保證質量數據能夠及時反饋質量信息，最終達到汽車車身產品的優(yōu)質性，要求三坐標測量方式更為快速化、智能化、自動化，不斷深入分析要求。最后將三坐標測量分析更加專業(yè)地應用，尤其是針對汽車車身制造過程中對不同產品的制造需要設置一套配套的三坐標測量分析方案，保證三坐標測量分析方案得以有序的運用，更加專業(yè)地應對不同結構的車身產品。

5 小結

綜上所述，在汽車車身的制造過程中三坐標測量及其測量數據分析起到了重要作用，在一定程度上為汽車制造企業(yè)提供更為精確的數據，保證其零件安裝的可靠性，同時為汽車企業(yè)帶來了良好的社會經濟效益。基于此，我們需要加強對汽車車身三坐標測量及測量數據分析的深入研究，將三坐標測量技術更好的應用在汽車車身制造環(huán)節(jié)中。我相信堅持將汽車車身三坐標測量及其測量數據得以有效的應用，能夠提升汽車企業(yè)的競爭力，保證汽車車身產品的質量，推動我國汽車企業(yè)的健康和可持續(xù)發(fā)展。

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