三維激光掃描儀在汽車鈑金件檢測領域的應用
發(fā)布時間：2016-09-22
掃描數(shù)據(jù)預處理。將掃描數(shù)據(jù)和CAD模型導入Qualify軟件中，對掃描數(shù)據(jù)進行去除噪音等處理，之后在CAD模型上創(chuàng)建孔、圓形槽、方孔等特征，并利用自動創(chuàng)建特征命令，在掃描數(shù)據(jù)上自動創(chuàng)建對應特征。
掃描數(shù)據(jù)與CAD數(shù)模RPS對齊。Qualify軟件提供了最佳擬合對齊、特征對齊、RPS對齊等多種對齊方式，其中RPS對齊法就是規(guī)定一些從開發(fā)到制造、檢測直至批量裝車各環(huán)節(jié)所有共同遵循的定位點。RPS對齊方法是基于約束的參考點系統(tǒng)對齊方式，能“鎖住”模型中的關鍵點從而建立起點云坐標系和CAD模型坐標的相互關系。該方法在質(zhì)量控制過程中優(yōu)先考慮關鍵的附加點，比較適合本身具有定位作用的孔、槽等特征的車身鈑金零件[2]。故本文采用RPS法將掃描數(shù)據(jù)與CAD模型對齊。
零件誤差評價。通過Qualify軟件的3D比較、特征比較、邊界比較等命令即可得出相應的比較結(jié)果，如圖3至圖5所示。圖3顯示了掃描模型與CAD模型之間3D空間的誤差色譜圖，操作者可快速查看掃描模型任何一點與對應的CAD模型之間距離及x，y，z三方向的誤差；圖4顯示了掃描模型與CAD模型對應的特征，如圓孔、圓形槽等在直徑、中心點坐標等方面的誤差；圖5顯示了掃描模型與CAD模型邊界之間的誤差。
利用Handyscan 3D 手持三維激光掃描儀結(jié)合Qualify軟件對鈑金件進行檢測的方法兼?zhèn)淞肆慵臻g實際偏差的直觀可視性和對偏差的量化能力，在實際品質(zhì)管理工作中具有良好的應用效果，避免了傳統(tǒng)的檢具和三坐標測量機只能對數(shù)量有限的斷面進行檢測的弊端，為減少新車型的開發(fā)成本、縮短新車型的開發(fā)周期及整車的順利裝配奠定了堅實的基礎。因此，Handyscan 3D 手持三維激光掃描儀在汽車、航空等領域得到了廣泛認可和應用。
如今，激烈的市場競爭促使汽車廠家都在加緊新車型的開發(fā)，以搶占市場先機，贏得豐厚利潤。由于發(fā)動機、底盤設計制造技術基本成熟，新車型主要體現(xiàn)在車身造型及電子設備上。在轎車新品種的研發(fā)過程中，車身鈑金件具有形狀復雜、結(jié)構(gòu)尺寸大、精度高、表面質(zhì)量要求嚴格等特點。據(jù)統(tǒng)計目前在一種新車型開發(fā)中有40%的設計師與工程師在從事與車身鈑金件相關的工作。鈑金件質(zhì)量的好壞決定了新車型開發(fā)的成敗。這無疑對鈑金件的檢測提出了全新的要求。而傳統(tǒng)的檢具、三坐標測量機，由于自身的缺陷不能對鈑金件空間曲面形狀作出全面評價，且檢測效率低！也不能完全滿足大規(guī)模汽車生產(chǎn)的檢測需要，如何快速、精確、方便地對鈑金件進行檢測！已成為整車廠必須面對的問題。
加拿大Creaform 公司研發(fā)的Handyscan 3D 手持三維激光掃描儀為上述問題的解決提供了全新的方法。它獨創(chuàng)的自定位技術實現(xiàn)了掃描過程中工件靈活移動，確保掃描不留死角，而且它具有掃描精度高（最高可達0.04mm）、獲取點云速度快、易于操作、不受工件大小限制等特點，為汽車新品研發(fā)、零部件質(zhì)量控制及整車裝配的順利進行提供了可靠保證。
目前Handyscan 3D 手持三維激光掃描儀在汽車領域的應用主要是：一，汽車零部件型面、邊界、孔位等迅速、直觀、全面的檢測；二，汽車零部件、整車的逆向設計。本文以某在研電動車的左側(cè)圍內(nèi)板焊接總成件為研究對象，重點闡述Handyscan 3D 手持三維激光掃描儀在汽車鈑金件質(zhì)量分析中的應用。