激光在線檢測技術(shù)在白車身制造中的應(yīng)用

激光在線檢測技術(shù)在國內(nèi)轎車行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，采用激光在線檢測技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題及時(shí)采取措施，可有效控制白車身焊接總成產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

隨著市場競爭的加劇和用戶對汽車各方面性能需求的提高，從產(chǎn)品研發(fā)到汽車制造技術(shù)已經(jīng)有了飛躍式的發(fā)展。下面簡要介紹激光在線檢測技術(shù)在白車身制造中的應(yīng)用，希望能與同仁相互交流學(xué)習(xí)。

激光在線檢測

激光視覺檢測技術(shù)是采用激光、視覺(CCD)傳感器、圖像處理以及計(jì)算機(jī)控制等技術(shù)實(shí)現(xiàn)物體空間尺寸及位置精密測量的新技術(shù)，具有非接觸、速度快、100%檢測監(jiān)控的特點(diǎn)，可以很好地控制白車身焊接總成產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

激光在線檢測分移動(dòng)式和固定式兩種形式：移動(dòng)式即將激光視覺傳感器裝在機(jī)器人手臂上進(jìn)行檢測；固定式是將激光視覺傳感器裝在固定框架的不同位置對白車身焊接總成進(jìn)行檢測。激光在線檢測系統(tǒng)包括激光在線檢測鋼結(jié)構(gòu)框架或機(jī)器人、激光視覺傳感器、計(jì)算機(jī)及處理系統(tǒng)、測量控制軟件、數(shù)據(jù)管理與分析軟件等。

固定式激光在線檢測設(shè)備由多個(gè)激光視覺傳感器組成，每個(gè)傳感器對應(yīng)一個(gè)被測點(diǎn)，傳感器數(shù)量由具體檢測產(chǎn)品部位測量要求來決定，所有傳感器固定安裝在一個(gè)基礎(chǔ)框架上，并通過現(xiàn)場控制總線和視頻總線連接到主計(jì)算機(jī)，組成一個(gè)完整的檢測設(shè)備。多傳感器固定式激光視覺檢測設(shè)備在功能上相當(dāng)于多測頭同時(shí)工作的三坐標(biāo)測量機(jī)，測量時(shí)間短、精度高。

激光視覺傳感器是獲取被測對象圖像信息的元件。LVP01/D是采用半導(dǎo)體激光器作為光源的測頭，它可以非接觸、在線測量白車身上棱邊的空間三維坐標(biāo)或功能尺寸。其分辨率0.01mm，測量時(shí)間0.5s，測量工作距離300～1500mm。

移動(dòng)式機(jī)器人激光在線檢測設(shè)備，一個(gè)機(jī)器人手臂帶一個(gè)激光視覺傳感器，通過機(jī)器人運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對每一個(gè)檢測點(diǎn)的測量。與固定式相比，激光視覺傳感器用的少，即每一個(gè)機(jī)器人和一個(gè)傳感器組成一個(gè)測量部件。測量時(shí)間較長，在工藝設(shè)計(jì)時(shí)要考慮是否滿足生產(chǎn)節(jié)拍需要。由于機(jī)器人移動(dòng)誤差，導(dǎo)致測量精度低于固定式激光在線檢測設(shè)備。

激光在線檢測系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)能以圖表、曲線直觀顯示，如果超差系統(tǒng)輸出報(bào)警信號，測量結(jié)果可以通過局域網(wǎng)接入車間信息系統(tǒng)，技術(shù)、質(zhì)保等相關(guān)部門人員可在各自辦公室終端上隨時(shí)調(diào)閱、分析測量數(shù)據(jù)。

測量控制軟件的功能可以通過圖形化界面實(shí)現(xiàn)，其技術(shù)特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：自動(dòng)測量、測量狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示、實(shí)時(shí)通信、系統(tǒng)故障診斷。數(shù)據(jù)管理和分析軟件負(fù)責(zé)測量數(shù)據(jù)的管理以及完成局域網(wǎng)用戶對數(shù)據(jù)的查詢和分析。

實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前白車身的測量結(jié)果，被測點(diǎn)的三維坐標(biāo)及其與理論值的偏差都在表中顯示出來，不同范圍偏差以不同顏色顯示，綠色表示正常，黃色表示告警，紅色表示超差。雙擊某點(diǎn)的數(shù)據(jù)表格進(jìn)入測量點(diǎn)數(shù)據(jù)查詢與分析窗口，可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)前白車身測量結(jié)果的打印，也可以對測量結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)打印。在實(shí)時(shí)顯示中，既可以根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍及系統(tǒng)測量的速度設(shè)定測量數(shù)據(jù)的刷新時(shí)間，也可以選擇手動(dòng)刷新。

測量點(diǎn)數(shù)據(jù)查詢與分析是針對每一個(gè)被測點(diǎn)進(jìn)行的數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)、分析。打開窗口，點(diǎn)擊被測點(diǎn)，在窗口下可出現(xiàn)該點(diǎn)加工誤差在X、Y、Z三個(gè)方向上的變化曲線或誤差統(tǒng)計(jì)圖，可以設(shè)定測量點(diǎn)X、Y、Z三個(gè)方向的坐標(biāo)理論值及告警和超差設(shè)置。

激光在線檢測系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)整車數(shù)據(jù)查詢與分析，功能尺寸分析，月統(tǒng)計(jì)、年統(tǒng)計(jì)，可以顯示1個(gè)月中日產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)表和日合格率，1年中月產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)表和月合格率，并且可以對顯示的數(shù)據(jù)和圖表進(jìn)行打印輸出。

白車身激光在線檢測

在汽車制造過程中，白車身制造精度是關(guān)鍵的質(zhì)量因素。目前，保證白車身焊裝精度最有效的手段是采用在線測量技術(shù)對焊裝線上駕駛室實(shí)行100%在線測量。實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)控生產(chǎn)線，及時(shí)發(fā)現(xiàn)誤差，并根據(jù)當(dāng)前測量數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)規(guī)律對產(chǎn)生誤差的原因做出客觀判斷，調(diào)整相關(guān)夾具、模具或狀態(tài)參數(shù)，使白車身焊裝精度滿足產(chǎn)品技術(shù)要求。

白車身在線激光檢測設(shè)置部位一般為白車身前、后風(fēng)窗口，左右門洞，以及車身下部總成等，如一汽卡車J6焊裝生產(chǎn)線，激光在線檢測主要是檢測駕駛室前風(fēng)窗口10點(diǎn)、左右門洞各11點(diǎn)（如圖）。

一汽卡車J6駕駛室檢測部位示意圖

一汽大眾捷達(dá)焊裝生產(chǎn)線激光在線檢測設(shè)置在前、后風(fēng)窗口工位，與焊接同工位，其檢測時(shí)間僅用16s，幾乎不影響生產(chǎn)節(jié)拍，但激光在線檢測設(shè)備設(shè)置在焊接工位時(shí)，其設(shè)備基礎(chǔ)應(yīng)有防震抗震性的特點(diǎn)。

激光在線檢測技術(shù)在國外轎車制造過程中應(yīng)用較為普遍，在國內(nèi)轎車行業(yè)中的應(yīng)用也越來越廣泛。在卡車駕駛室制造中應(yīng)用該技術(shù)尚屬首例，一汽J6卡車駕駛室屬于多品種混流生產(chǎn)，裝備柔性變化頻繁，易產(chǎn)生偏差，采用激光在線檢測技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控駕駛室焊接總成的產(chǎn)品質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題及時(shí)采取措施，能有效控制產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。(end)