白光掃描儀在車身試制階段的應用

宗守鷂

（華晨汽車工程研究院試制控制處，遼寧 沈陽 110000）

前言

白光掃描儀特別適用于汽車工業和航天工業領域的眾多應用，如在樣機開發和質量保證、模具開發及試模、液壓成形及沖壓件驗證、裝配工藝開發、生產階段制造根源分析、智能逆向工程等。特別是在汽車設計的試制階段，汽車的鈑金零部件會有多次的設計變更，這樣就要快速準確的測量出樣件的尺寸，及時出去數據，保證試制階段的計劃順利進行。

1 白光掃描儀的介紹

1.1 白光掃描儀的工作原理

白光掃描儀由一個投影鏡頭和三個拍照鏡頭組成，利用高速立體成像與無規則點陣投影結合的技術，拍照鏡頭可在0.01s內快速撲捉鏡頭投射在汽車零部件表面的影像，結合特有的算法重新計算三維點云數據，進而在軟件中生成掃描圖像，成像后可根據需求轉換成其它格式，用于數據對比分析、逆向工程等工作。

1.2 白光掃描的特點

白光測量技術與傳統的車身測量設備三坐標測量機相比具有投資少，測量效率高的優點。與激光測量設備相比，有測量數據更完整的特點。但是白光掃描儀有著光學測量的通病，就是對被測量物體表面的反射光很敏感。比如白車身沖壓件表面的亮點，在測量時會產生噪點，所以在測量過程中需要特別注意掃描的角度和拍攝位置的光源控制，必要時使用掃描輔助工具。

2 白光掃描儀工作步驟

2.1 掃描測量的精度保證

掃描測量精度的保障需要從軟件和硬件兩方面入手。硬件方面，設備啟動后，激光掃描頭會進行預熱，預熱完成后，可利用特制的精度校驗工具--方形校驗盒，對白光掃描儀進行精度校準。白光掃描儀每次測量前都要精度校準，以保證掃描測量的準確度。

測量重復精度除了受設備精度的影響之外，軟件方面的測量坐標系，測量元素的定義和選擇，對測量結果的精度都有影響。因此，在白光掃描測量中采用與三坐標測量完全相同的點建立坐標系，通過軟件的找正坐標系功能，實現測量坐標系的找正。

2.2 確定測量點方案

按車身零件的控制要點，定義測量點方案。測量點方案明確定義測量元素的理論值、控制公差、測量方法和零件數模的版本。測量點方案需要結合綜合質量保證、生產工藝和產品設計性能等眾多要素。測量點方案是車身質量控制的要求和規范，是白光掃描測量的基礎。

2.3 實現測量報告的輸出

白光掃描儀的軟件具有尺寸分析功能，可輸出色差圖的報告。利用白光測量軟件中自帶的測量結果輸出功能實現尺寸分析色差圖的輸出報告。實際測量結果和數模上理論值的偏差可以通過不同的顏色顯示，偏差結果非常直觀。可以通過一次測量將零件的全部尺寸信息都記錄下來。質量分析過程中，調出測量數據，通過軟件評價，就能獲得需要的尺寸信息。所有的后期測量數據處理和報告的制作過程，可以脫機完成，不影響白光測量設備的掃描測量效率。

3 結語

白光掃描儀在車身零部件尺寸控制和鈑金件的測量上還有很多值得探索和實踐的功能。白光測量技術的大數據的采集，使得很多工作從理論上存在可能。白光測量技術的虛擬裝配功能，樣車試制階段質量的紀錄和分析功能，都彌補了以往接觸式測量技術的不足。白光測量技術測量環境、測量范圍的靈活性，又比一般的手持式激光掃描技術具有更高的效率和更廣的適用范圍。在實現節能減排的汽車行業，白光掃描測量技術將為汽車輕量化目標助力。

參考文獻

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