激光檢測在汽車制造過程中的應(yīng)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(shù)指標(biāo)要求，因此必須對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行很好地檢測。傳統(tǒng)的檢測方式通常是采用三坐標(biāo)測量機(jī)，但這種方式操作復(fù)雜、速度慢、周期長，只能對(duì)工件進(jìn)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(diǎn)，因而可以應(yīng)用于汽車車身的在線檢測，及時(shí)反饋產(chǎn)品的誤差信息，不僅提高了產(chǎn)品的合格率，同時(shí)也為工藝改進(jìn)、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(zhì)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(guān)鍵尺寸主要是風(fēng)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(guān)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(yīng)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(shè)計(jì)一個(gè)測量工位，將定位好后的車身置于一框架內(nèi)，框架由縱、橫分布的金屬柱、桿構(gòu)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(diǎn)的數(shù)量來確定，同時(shí)根據(jù)被測點(diǎn)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(shí)際應(yīng)用中，通常是將多個(gè)視覺傳感器組成一個(gè)視覺檢測站，每個(gè)傳感器首先計(jì)算出被測點(diǎn)在當(dāng)前的傳感器坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，然后將所有視覺傳感器坐標(biāo)系匯聚在系統(tǒng)坐標(biāo)系下，從而完成測量。系統(tǒng)的工作主要建立在攝像機(jī)模型和立體視覺傳感器三維測量模型的基礎(chǔ)上。為了得到被測點(diǎn)在車身定位坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，需要以標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系為中介，把被測點(diǎn)在傳感器坐標(biāo)系中的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到被測點(diǎn)在車身定位坐標(biāo)系中，這就需要把傳感器坐標(biāo)系、車身定位坐標(biāo)系與標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系統(tǒng)一起來，稱為中介坐標(biāo)統(tǒng)一法。完成上述工作是通過局部標(biāo)定和全局標(biāo)定的過程來實(shí)現(xiàn)的。局部標(biāo)定是利用透鏡透視原理，標(biāo)定出從世界坐標(biāo)系到傳感器三維坐標(biāo)系的12個(gè)外部參數(shù)；全局標(biāo)定采用的是中介坐標(biāo)系方案（圖2），通過采用靶標(biāo)，求出測量傳感器所對(duì)應(yīng)的傳感器坐標(biāo)系到經(jīng)緯儀坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣，完成坐標(biāo)系的統(tǒng)一。