【簡要】本文介紹了Handyscan 3D 手持三維激光掃描儀在汽車鈑金件質(zhì)量檢測方面應(yīng)用的方法，結(jié)果表明Handyscan 3D手持三維激光掃描儀可準(zhǔn)確、方便、快速對鈑金件做出全面評價(jià)，為汽車零部件質(zhì)量控制、整車裝配提供可靠保證。

如今，激烈的市場競爭促使汽車廠家都在加緊新車型的開發(fā)，以搶占市場先機(jī)，贏得豐厚利潤。由于發(fā)動機(jī)、底盤設(shè)計(jì)制造技術(shù)基本成熟，新車型主要體現(xiàn)在車身造型及電子設(shè)備上。在轎車新品種的研發(fā)過程中，車身鈑金件具有形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)尺寸大、精度高、表面質(zhì)量要求嚴(yán)格等特點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)目前在一種新車型開發(fā)中有40%的設(shè)計(jì)師與工程師在從事與車身鈑金件相關(guān)的工作。鈑金件質(zhì)量的好壞決定了新車型開發(fā)的成敗[1]。這無疑對鈑金件的檢測提出了全新的要求。而傳統(tǒng)的檢具、三坐標(biāo)測量機(jī)，由于自身的缺陷不能對鈑金件空間曲面形狀作出全面評價(jià)，且檢測效率低！也不能完全滿足大規(guī)模汽車生產(chǎn)的檢測需要，如何快速、方便地對鈑金件進(jìn)行檢測！已成為整車廠必須面對的問題。

加拿大Creaform 公司研發(fā)的Handyscan 3D 手持三維激光掃描儀為上述問題的解決提供了全新的方法。它獨(dú)創(chuàng)的自定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)了掃描過程中工件靈活移動，確保掃描不留死角，而且它具有掃描精度高（可達(dá)0.04mm）、獲取點(diǎn)云速度快、易于操作、不受工件大小限制等特點(diǎn)，為汽車新品研發(fā)、零部件質(zhì)量控制及整車裝配的順利進(jìn)行提供了可靠保證。

目前Handyscan 3D 手持三維激光掃描儀在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用主要是：一，汽車零部件型面、邊界、孔位等迅速、直觀、全面的檢測；二，汽車零部件、整車的逆向設(shè)計(jì)。本文以某在研電動車的左側(cè)圍內(nèi)板焊接總成件為研究對象，重點(diǎn)闡述Handyscan 3D 手持三維激光掃描儀在汽車鈑金件質(zhì)量分析中的應(yīng)用。

圖1 HandyScan掃描現(xiàn)場

應(yīng)用Handyscan 3D 手持三維激光掃描儀檢測鈑金件流程簡單、易于操作、可對鈑金件質(zhì)量做出全面評價(jià)，具體步驟如下：

(1) 鈑金件掃描：

工件貼好定位點(diǎn)后，用Handyscan對工件進(jìn)行掃描，內(nèi)容包括工件的型面、孔位、邊界等。掃描結(jié)果如圖2所示。

(2) 掃描數(shù)據(jù)預(yù)處理：

將掃描數(shù)據(jù)和CAD模型導(dǎo)入Qualify軟件中，對掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行去除噪音等處理，之后在CAD模型上創(chuàng)建孔、圓形槽、方孔等特征，并利用自動創(chuàng)建特征命令，在掃描數(shù)據(jù)上自動創(chuàng)建對應(yīng)特征。

(3) 掃描數(shù)據(jù)與CAD數(shù)模RPS對齊：

Qualify軟件提供了擬合對齊、特征對齊、RPS對齊等多種對齊方式，其中RPS對齊法就是規(guī)定一些從開發(fā)到制造、檢測直至批量裝車各環(huán)節(jié)所有共同遵循的定位點(diǎn)。RPS對齊方法是基于約束的參考點(diǎn)系統(tǒng)對齊方式，能“鎖住”模型中的關(guān)鍵點(diǎn)從而建立起點(diǎn)云坐標(biāo)系和CAD模型坐標(biāo)的相互關(guān)系。該方法在質(zhì)量控制過程中優(yōu)先考慮關(guān)鍵的附加點(diǎn)，比較適合本身具有定位作用的孔、槽等特征的車身鈑金零件[2]。故本文采用RPS法將掃描數(shù)據(jù)與CAD模型對齊。

(4) 零件誤差評價(jià)：

通過Qualify軟件的3D比較、特征比較、邊界比較等命令即可得出相應(yīng)的比較結(jié)果，如圖3至圖5所示。圖3顯示了掃描模型與CAD模型之間3D空間的誤差色譜圖，操作者可快速查看掃描模型任何一點(diǎn)與對應(yīng)的CAD模型之間距離及x，y，z三方向的誤差；圖4顯示了掃描模型與CAD模型對應(yīng)的特征，如圓孔、圓形槽等在直徑、中心點(diǎn)坐標(biāo)等方面的誤差；圖5顯示了掃描模型與CAD模型邊界之間的誤差。

綜上所述，利用Handyscan 3D 手持三維激光掃描儀結(jié)合Qualify軟件對鈑金件進(jìn)行檢測的方法兼?zhèn)淞肆慵臻g實(shí)際偏差的直觀可視性和對偏差的量化能力，在實(shí)際品質(zhì)管理工作中具有良好的應(yīng)用效果，避免了傳統(tǒng)的檢具和三坐標(biāo)測量機(jī)只能對數(shù)量有限的斷面進(jìn)行檢測的弊端，為減少新車型的開發(fā)成本、縮短新車型的開發(fā)周期及整車的順利裝配奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，Handyscan 3D 手持三維激光掃描儀在汽車、航空等領(lǐng)域得到了廣泛認(rèn)可和應(yīng)用。

（形創(chuàng)供稿）