雷射掃描儀取代接觸式探針用於 FIAT-TOFAS 的組裝車身板金檢測
土耳其汽車製造商 FIAT-Tofa? 正在實(shí)施全新的檢測方法，用於鈑金部件和組裝車身 (BIW) 組件進(jìn)行診斷測量。一個關(guān)鍵要素和使用 LK Metrology XC65Dx-LS 交叉掃描儀及 CAMIO軟體的搭配 ，這些軟件是在Bursa上現(xiàn)有的 Hexagon 雙臂型三次元量測儀器上做改裝升級。而現(xiàn)在的檢測速度是接觸式探頭的兩倍，並提供更好的解析力，減少了量測上所需的時間並提升了許多效率。
TOFA? (Türk Otomobil Fabrikas? A.?.) 成立於 1968 年，總部位於Istanbul，在土耳其生產(chǎn)汽車、計(jì)程車和貨車，並在國際間銷售。該公司擁有 6,000 多名員工，是土耳其最大的兩家汽車製造商之一，布爾薩工廠的年產(chǎn)能為 400,000 輛。產(chǎn)品能供應(yīng)多個品牌，包括菲亞特、標(biāo)致、雪鐵龍和歐寶。 Tofa? 製造的菲亞特 Linea 是土耳其最暢銷的車款，而其菲亞特 Doblò在輕型商用車量名列前茅。
安裝在 Hexagon 上的LK交叉掃描的三次元量測儀器。
自 2013 年以來，交叉掃描儀已安裝在CW43 的接口，兩臺 Hexagon DEA BRAVO 水平臂三次元量測儀器上。 XC65Dx-LS 以交叉模式結(jié)合了三個雷射光掃描儀，可在單次掃描中獲得表面特徵的完整 3D 細(xì)節(jié)。通過從三個側(cè)面對複雜特徵進(jìn)行量測，交叉掃描儀獲取完整的 3D 幾何形狀，提高尺寸和位置的準(zhǔn)確度。
智慧的雷射光強(qiáng)度適用掃描於任何表面上，例如工件具有不同顏色或高反射率的表面，且無需使用啞光噴塗或其他顏料上色。這是利用時時調(diào)整的連續(xù)雷射光條紋之間和雷射光條紋上每個單點(diǎn)傳感器來設(shè)置實(shí)現(xiàn)。安裝在 Tofa? 的 XC65Dx-LS 具有更長的間隔量測距離並具有快速的量測精度。從最遠(yuǎn) 170 毫米的距離就可以量測幾何形狀，掃描儀可以完整的量測BIW 結(jié)構(gòu)，並且可以利用將工件固定到夾具上做量測。
掃描儀可與接觸式探頭結(jié)合做使用，用於工件對齊和測量程序。 LK Metrology 是透過 DMIS 中的 CAMIO8 軟體提供了豐富的編輯程式功能，以及用於接觸式和雷射光掃描的應(yīng)用軟體。提供多種檢測工具，包括完整的零件與 CAD 比較、使用 GD&T 公差和輪廓分析的智慧量測特徵。 CAMIO 針對處理大型點(diǎn)雲(yún)功能進(jìn)行優(yōu)化，使其非常適合用來測量鈑金和組裝好的車身部建。
在車輛開發(fā)過程中，汽車的鈑金焊接在一起之後組裝引擎蓋、車門和行李箱蓋之前，使用掃描儀代替接觸式探頭來檢查單一汽車面板以及對 BIW 進(jìn)行完整檢測，通過這種方式車輛的鈑金結(jié)構(gòu)可以檢查到其誤差，用於檢測不同汽車版金之間的接縫和其間距是在公差內(nèi)。
雷射光掃描的優(yōu)點(diǎn)檢測過程
Bursa 品管部門的 Özgür Ogur 說道：“在我們的 CMM 上使用掃描儀而不是接觸式探頭對 BIW 進(jìn)行表面和特徵檢測時，節(jié)省的成本是非?？捎^。
“雷射光掃描滿足我們對於精度上的要求，接觸式掃描和雷射掃描之間的精度沒有顯著的差異。而我們要求在 5.5 米的對角線上有 0.2 毫米的誤差量，並且由於檢測設(shè)備必須達(dá)到精度的十分之一內(nèi)，因此掃描儀精度需達(dá)到 20 微米內(nèi)。測量結(jié)果證明，掃描儀可以達(dá)到我們的要求，並且符合其規(guī)格限制。
“LK Metrology 的雷射光掃描儀比我們使用過的其他類型掃描儀要好上不少。它們在 1 微米的重複精度上非常出色，超出了我們的預(yù)期。
現(xiàn)在的量測速度是我們使用接觸式探針時的兩倍以上，減少了前置作業(yè)時間並提高了效率。”
在 Hexagon 的 CMM 上使用 LK Metrology 雷射光掃描頭對單一組件到成品車體任何尺寸進(jìn)行測量，檢查間隙、水平以及表面特徵。設(shè)備每天兩班連續(xù)使用下，很少發(fā)生錯誤問題。掃描儀生成的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)來提供完整的幾何形狀量測。大量的零件與 CAD 圖檔做比對在分析結(jié)果時提供了更全面的解析力，最終導(dǎo)致效率提升不少。
CMM 上的掃描功能，並取代了在便攜式測量臂上使用雷射光掃描儀。需要兩名操作員測量汽車兩側(cè)的水平臂接觸式掃描相比，CMM 在自動測量上，其結(jié)果會更加準(zhǔn)確。若使用攜帶式掃描儀，操作員還需要了解檢查圖面特徵，而在 CMM 上，只需軟體中將量測程序開啟做循環(huán)即可。
掃描的另一大優(yōu)勢是它大大增加了水平臂三次元量測儀的應(yīng)用範(fàn)圍，並且可以更好的控制成本。由於能夠在無人情況下長時間運(yùn)作，讓品控可以更快地發(fā)現(xiàn)問題並及時修正問題，提高質(zhì)量與品質(zhì)的靈活性和經(jīng)濟(jì)性。
透過虛擬功能可減少原型開發(fā)的成本
公司需要面對現(xiàn)代化的質(zhì)量品控與質(zhì)量來支撐新車型的開發(fā)的成本。所有組裝部件必須接受檢查，但收集到的單一數(shù)據(jù)並不能顯示組裝部件的裝配情況。因此，有必要在稱為 meisterbocks 的高精度夾具上挾持車身鈑金，通過這種方式，可以快速地評估鈑金件的設(shè)計(jì)、配合、間隙和齊整度，並將測量的尺寸與汽車的 CAD 模型進(jìn)行比較。Tofa? 的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)雷射掃描所有車身鈑金和零組件，並使用 3D CAD創(chuàng)建模擬模型在軟體中進(jìn)行幾何模型的評估。這種新的驗(yàn)證方法可以快速了解的零件裝配上問題，減少單一原型週期的開發(fā)時間以及生產(chǎn)不同汽車板金所需的迭代次數(shù)，從而節(jié)省時間和成本。原始零件的 3D 數(shù)據(jù)也將作為分析批量生產(chǎn)，過程中尺寸變化將做為參考。菲亞特正在領(lǐng)導(dǎo)這研究項(xiàng)目，未來一兩年將會部署在工廠中。
ISO 10360 精度測試比較
如果 LK Metrology 雷射光掃描儀無法足夠準(zhǔn)確和可重複地獲得 BIW 數(shù)據(jù)，可能上述情行都不會發(fā)生。因此，Tofa? 工程師測量實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人 Özgür Ogur 和量測診斷專家 Rahim Ko?ar 竭盡心力測試 XC65Dx-LS 對比於傳統(tǒng)接觸式探頭有不小的提升。根據(jù) ISO 10360 對於三次元量測儀的量測和重現(xiàn)性測試執(zhí)行了比較測試，三個標(biāo)準(zhǔn)——探測誤差 (MPEP)、長度測量誤差 (MPEE) 和觸覺掃描誤差(MPETHP)。
在誤差最大的情況下，陶瓷參考球進(jìn)行五次掃描後，MPEP 為 7 微米，並且在其中一個區(qū)域中，量測出 1 微米的誤差。機(jī)器最大精度為 15 微米，因此所有結(jié)果均在範(fàn)圍內(nèi)。在七個對角線位置對球桿進(jìn)行的五次 MPEE 測量得出的加總值小於 7 微米。由於從不同角度進(jìn)行掃描，因此需要在五個特定角度位置測量 25 毫米參考球。量測結(jié)果發(fā)現(xiàn)精度值為 11 微米，在機(jī)臺規(guī)定中的 12 微米精度範(fàn)圍內(nèi)。三個精度均在機(jī)臺範(fàn)圍內(nèi)。
真實(shí)物件成功基準(zhǔn)？
Tofa? 團(tuán)隊(duì)通過雷射光掃描實(shí)際汽車組件，讓試驗(yàn)更接近現(xiàn)實(shí)狀況。選擇了一塊 Doblò 車側(cè)鈑金，通過接觸式探測檢查其輪廓和幾何特徵，然後通過雷射光掃描檢查。前者的測量值作為準(zhǔn)值，後者的值用於計(jì)算誤差。再次證明，雷射光掃描是 BIW 車輛質(zhì)量控制的可接受方式，並且表面測量需要 < ±0.2 mm 的公差帶。
然後將球體連接到組裝好的 Doblò 汽車上，以檢查對角線掃描量測精度。在 5.5 米的長度上觀察到 0.2 毫米的誤差，因此對於具有 45 μm + 25L / 1000 精度的 CMM 上的測量，掃描的量測精度是可以成功應(yīng)用在這個領(lǐng)域的。
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