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API 9D激光雷達(dá)測量系統(tǒng) 白車身特征位置掃描檢測應(yīng)用紀(jì)實_API公司
閱讀：49 發(fā)布時間：2024-3-22現(xiàn)代化汽車生產(chǎn)新需求
如今，現(xiàn)代化汽車制造生產(chǎn)中，對精度和效率的更高要求，推動了更多對于自動化的需求；特別是對于質(zhì)量檢測和質(zhì)量控制環(huán)節(jié)，自動化解決方案的應(yīng)用，可以代替人工，完成更多耗時、耗費精力的工作。
為了幫助制造商實現(xiàn)對于自動化質(zhì)量檢測的需求，API品牌，一直深入各制造行業(yè)，并開發(fā)符合時代要求的、靈活的自動化解決方案。
于是，基于OFCI光頻域干涉測量技術(shù)的9D激光雷達(dá)（9D LADAR）應(yīng)運而生，以其超高的測量精度、超凡的測量效率、以及自動化非接觸的測量方式，成為了大尺寸精密測量領(lǐng)域跨時代性的解決方案，為現(xiàn)代化汽車生產(chǎn)制造提供了高質(zhì)、高效、強(qiáng)有力的測量保障。
圖1：API 9D激光雷達(dá)
圖2：9D激光雷達(dá)集成于汽車產(chǎn)線測量作業(yè)進(jìn)行中
API 9D激光雷達(dá)（9D LADAR）
API 9D激光雷達(dá)采用了光頻域干涉測量技術(shù)（OFCI），可適用于在車間、實驗室、野外等多種環(huán)境及復(fù)雜工況下，實現(xiàn)對工件或目標(biāo)物的非接觸精準(zhǔn)測量，擁有微米級的測量精度、以及超凡的測量效率，可迅速測量工件尺寸及捕獲表面點云數(shù)據(jù)。
工作時，9D激光雷達(dá)（9D LADAR）會產(chǎn)生廣譜光學(xué)干涉，探測信號并實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的采集，其靈敏程度較常規(guī)的激光雷達(dá)（LASER RADAR）提升超過100倍，故可提供更高的測量精度和更佳的測量效率，且其在測量時不易受到外部環(huán)境的影響，有效避免了常規(guī)激光雷達(dá)測量設(shè)備使用中受材料反射率影響大、入射角范圍局限、易受環(huán)境噪音影響等問題。
API 9D激光雷達(dá)（9D LADAR），已通過諸多國際重點合作項目被證實為大尺寸非接觸精密測量的解決方案。
在汽車制造生產(chǎn)領(lǐng)域方面，9D激光雷達(dá)更可以被集成于汽車產(chǎn)線，在生產(chǎn)過程中實現(xiàn)批量自動化測量，并將效率大幅提升。
9D激光雷達(dá)自動化測量系統(tǒng)（9D LADAR INSPECTION CELL）
API還在9D激光雷達(dá)單機(jī)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，開發(fā)了一系列可實現(xiàn)測量自動化的組件產(chǎn)品，組成自動化測量系統(tǒng)，融入智慧工廠自動化體系的建設(shè)，進(jìn)一步實現(xiàn)大型工件的自動化非接觸檢測，為智能工廠提供測量檢測環(huán)節(jié)的支撐。
圖3：立柱與轉(zhuǎn)臺配合的API 9D激光雷達(dá)自動化測量系統(tǒng)
現(xiàn)針對不同領(lǐng)域客戶的使用需求，API為您提供兩種工作形式的激光雷達(dá)＋立柱＋轉(zhuǎn)臺自動化非接觸測量系統(tǒng)：
① 以工具球輔助自動轉(zhuǎn)站的自動化測量系統(tǒng)
在該自動化測量系統(tǒng)中，9D激光雷達(dá)被集成于可升降移動的立柱的基座上，對轉(zhuǎn)臺上的待測工件進(jìn)行掃描測量（請參見圖3）。
測量時，9D激光雷達(dá)先通過掃描預(yù)先設(shè)置的工具球（請參見圖4），統(tǒng)一坐標(biāo)系，隨即對工件A面整體或局部特性進(jìn)行精密掃描測量（請參見圖5）；待A面作業(yè)完畢后，轉(zhuǎn)臺自動旋轉(zhuǎn)至B面位置，9D激光雷達(dá)再次掃描工具球，實現(xiàn)自動轉(zhuǎn)站后，對工件B面進(jìn)行自動化掃描測量；以此類推，直至將工件各面掃描作業(yè)完成。
圖4：9D LADAR掃描工具球
圖5：9D LADAR掃描工件
② 無需工具球輔助轉(zhuǎn)站的自動化測量系統(tǒng)
系統(tǒng)構(gòu)成與上述系統(tǒng)類似，9D激光雷達(dá)集成于可升降的立柱基座，工件置于轉(zhuǎn)臺；不同的是，立柱與轉(zhuǎn)臺中分別集成了高精密光柵及圓光柵碼盤，可在無需工具球轉(zhuǎn)站的情況下，自動為系統(tǒng)提供Z軸以及第四軸（轉(zhuǎn)臺）位置或角度的精準(zhǔn)讀數(shù)，實現(xiàn)系統(tǒng)性能。
本案應(yīng)用紀(jì)實
本案中，由API 9D激光雷達(dá)、精密立柱、精密轉(zhuǎn)臺、操作系統(tǒng)，組成了9D激光雷達(dá)自動化測量系統(tǒng)（9D LADAR Inspection Cell），對白車身特征（孔及關(guān)鍵部位位置）進(jìn)行高效掃描檢測。
圖6：本案應(yīng)用現(xiàn)場 – 9D LADAR立柱轉(zhuǎn)臺精密測量系統(tǒng)
9D激光雷達(dá)固定于精密立柱，為其提供更大范圍的Z軸運動方向，白車身加載于精密轉(zhuǎn)臺，可配合整套系統(tǒng)實現(xiàn)對全部待測面的自動旋轉(zhuǎn)銜接，不間斷作業(yè)任務(wù)，一次性完成測量作業(yè)。
本應(yīng)用中，測量系統(tǒng)采用的是使用工具球?qū)嵤┺D(zhuǎn)站的工作方式。測量前，9D激光雷達(dá)掃描工具球，代入坐標(biāo)系，隨即對該面白車身待測位置進(jìn)行高效掃描。掃描時可在程序中設(shè)置為縱向或橫向掃描，針對較關(guān)鍵的位置，可以使用縱向加橫向的掃描方式，獲取更多點云，從而得到更加趨近于理想值的數(shù)據(jù)。
圖7：車架關(guān)鍵位置縱向+橫向掃描
待一側(cè)待測部位掃描測量結(jié)束后，精密轉(zhuǎn)臺配合自動旋轉(zhuǎn)至另一待測面，9D激光雷達(dá)隨即再次掃描工具球確定坐標(biāo)位置，然后開始自動實施下一個階段的掃描測量作業(yè)，直至所有待測位置檢測完成。
圖8：Measure Pro測量軟件數(shù)據(jù)分析
在Measure Pro測量軟件中，我們可以清晰地查看、分析測量位置的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)檢測的目的。
結(jié)論
9D激光雷達(dá)自動化測量系統(tǒng)，以其超高的精度、超凡的測量效率、的穩(wěn)定性，成為了白車身特征位置高精高效檢測的新手段，使整個檢測流程做到了批量化、自動化、模塊化、個性化兼得。
圖9：API公司總部大樓
關(guān)于 API
美國自動精密工程公司（API 公司）于1987 年創(chuàng)建，總部位于美國馬里蘭州的洛克威爾城。API 公司自成立以來， 始終致力于機(jī)械制造領(lǐng)域精密測量儀器和高性能傳感器的研發(fā)和生產(chǎn)，產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于美國及世界各國的制造領(lǐng)域，并在坐標(biāo)測量和機(jī)床性能測試的高精度標(biāo)準(zhǔn)方面處于地位。API 公司擁有一支經(jīng)驗豐富、能力的工程師隊伍，不斷開發(fā)出的創(chuàng)新性產(chǎn)品，以滿足快速發(fā)展的工業(yè)技術(shù)需求。在美國聯(lián)邦政府、企業(yè)及科學(xué)研究的諸多項目中，API 公司都是積極參與者和關(guān)鍵技術(shù)伙伴。迄今為止所取得的成就使其在國際精密測量領(lǐng)域享有很高的聲譽(yù)。