激光檢測在汽車制造過程中的應用

焊接是汽車制造過程中的重要工序之一，具有很高的技術指標要求，因此必須對焊接質量進行很好地檢測。傳統(tǒng)的檢測方式通常是采用三坐標測量機，但這種方式操作復雜、速度慢、周期長，只能對工件進行抽檢。視覺檢測作為一種新型的檢測手段，具有大量程、非接觸、直觀、快速、精度高等優(yōu)點，因而可以應用于汽車車身的在線檢測，及時反饋產(chǎn)品的誤差信息，不僅提高了產(chǎn)品的合格率，同時也為工藝改進、減小誤差提供了閉環(huán)反饋的尺寸控制手段，符合現(xiàn)代制造的質量工程要求。圖1所示為通用視覺檢測系統(tǒng)框圖，其中視覺測頭即為各種類型的視覺傳感器。

　　激光視覺檢測系統(tǒng)車身的關鍵尺寸主要是風擋玻璃窗尺寸、車門安裝處棱邊位置、定位孔位置及各分總成的位置關系等，因此視覺傳感器主要分布于這些位置附近，測量其相應的棱邊、孔、表面的空間位置尺寸等，一般為固定式測量系統(tǒng)。在生產(chǎn)線上設計一個測量工位，將定位好后的車身置于一框架內，框架由縱、橫分布的金屬柱、桿構成，可根據(jù)需要在框架上靈活安裝視覺傳感器。傳感器的數(shù)量通常由被測點的數(shù)量來確定，同時根據(jù)被測點的形式不同，傳感器通常又分為雙目立體視覺傳感器、輪廓傳感器等多種類型。

　　1、工作原理

　　在實際應用中，通常是將多個視覺傳感器組成一個視覺檢測站，每個傳感器首先計算出被測點在當前的傳感器坐標系中的坐標，然后將所有視覺傳感器坐標系匯聚在系統(tǒng)坐標系下，從而完成測量。系統(tǒng)的工作主要建立在攝像機模型和立體視覺傳感器三維測量模型的基礎上。為了得到被測點在車身定位坐標系中的坐標，需要以標準坐標系為中介，把被測點在傳感器坐標系中的坐標轉換到被測點在車身定位坐標系中，這就需要把傳感器坐標系、車身定位坐標系與標準坐標系統(tǒng)一起來，稱為中介坐標統(tǒng)一法。完成上述工作是通過局部標定和全局標定的過程來實現(xiàn)的。局部標定是利用透鏡透視原理，標定出從世界坐標系到傳感器三維坐標系的12個外部參數(shù)；全局標定采用的是中介坐標系方案（圖2），通過采用靶標，求出測量傳感器所對應的傳感器坐標系到經(jīng)緯儀坐標系的轉換矩陣，完成坐標系的統(tǒng)一。