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(yè)和航天工業(yè)領(lǐng)域的眾多應(yīng)用，如在樣機(jī)開發(fā)和質(zhì)量保證、模具開發(fā)及試模、液壓成形及沖壓件驗(yàn)證、裝配工藝開發(fā)、生產(chǎn)階段制造根源分析、智能逆向工程等。特別是在汽車設(shè)計(jì)的試制階段，汽車的鈑金零部件會(huì)有多次的設(shè)計(jì)變更，這樣就要快速準(zhǔn)確的測(cè)量出樣件的尺寸，及時(shí)出去數(shù)據(jù)，保證試制階段的計(jì)劃順利進(jìn)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(gè)投影鏡頭和三個(gè)拍照鏡頭組成，利用高速立體成像與無規(guī)則點(diǎn)陣投影結(jié)合的技術(shù)，拍照鏡頭可在0.01s內(nèi)快速撲捉鏡頭投射在汽車零部件表面的影像，結(jié)合特有的算法重新計(jì)算三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，進(jìn)而在軟件中生成掃描圖像，成像后可根據(jù)需求轉(zhuǎn)換成其它格式，用于數(shù)據(jù)對(duì)比分析、逆向工程等工作。

1.2 白光掃描的特點(diǎn)

白光測(cè)量技術(shù)與傳統(tǒng)的車身測(cè)量設(shè)備三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)相比具有投資少，測(cè)量效率高的優(yōu)點(diǎn)。與激光測(cè)量設(shè)備相比，有測(cè)量數(shù)據(jù)更完整的特點(diǎn)。但是白光掃描儀有著光學(xué)測(cè)量的通病，就是對(duì)被測(cè)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(diǎn)，在測(cè)量時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪點(diǎn)，所以在測(cè)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(shí)使用掃描輔助工具。

2 白光掃描儀工作步驟

2.1 掃描測(cè)量的精度保證

掃描測(cè)量精度的保障需要從軟件和硬件兩方面入手。硬件方面，設(shè)備啟動(dòng)后，激光掃描頭會(huì)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱完成后，可利用特制的精度校驗(yàn)工具--方形校驗(yàn)盒，對(duì)白光掃描儀進(jìn)行精度校準(zhǔn)。白光掃描儀每次測(cè)量前都要精度校準(zhǔn)，以保證掃描測(cè)量的準(zhǔn)確度。

測(cè)量重復(fù)精度除了受設(shè)備精度的影響之外，軟件方面的測(cè)量坐標(biāo)系，測(cè)量元素的定義和選擇，對(duì)測(cè)量結(jié)果的精度都有影響。因此，在白光掃描測(cè)量中采用與三坐標(biāo)測(cè)量完全相同的點(diǎn)建立坐標(biāo)系，通過軟件的找正坐標(biāo)系功能，實(shí)現(xiàn)測(cè)量坐標(biāo)系的找正。

2.2 確定測(cè)量點(diǎn)方案

按車身零件的控制要點(diǎn)，定義測(cè)量點(diǎn)方案。測(cè)量點(diǎn)方案明確定義測(cè)量元素的理論值、控制公差、測(cè)量方法和零件數(shù)模的版本。測(cè)量點(diǎn)方案需要結(jié)合綜合質(zhì)量保證、生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品設(shè)計(jì)性能等眾多要素。測(cè)量點(diǎn)方案是車身質(zhì)量控制的要求和規(guī)范，是白光掃描測(cè)量的基礎(chǔ)。

2.3 實(shí)現(xiàn)測(cè)量報(bào)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(bào)告。利用白光測(cè)量軟件中自帶的測(cè)量結(jié)果輸出功能實(shí)現(xiàn)尺寸分析色差圖的輸出報(bào)告。實(shí)際測(cè)量結(jié)果和數(shù)模上理論值的偏差可以通過不同的顏色顯示，偏差結(jié)果非常直觀?？梢酝ㄟ^一次測(cè)量將零件的全部尺寸信息都記錄下來。質(zhì)量分析過程中，調(diào)出測(cè)量數(shù)據(jù)，通過軟件評(píng)價(jià)，就能獲得需要的尺寸信息。所有的后期測(cè)量數(shù)據(jù)處理和報(bào)告的制作過程，可以脫機(jī)完成，不影響白光測(cè)量設(shè)備的掃描測(cè)量效率。

3 結(jié)語

白光掃描儀在車身零部件尺寸控制和鈑金件的測(cè)量上還有很多值得探索和實(shí)踐的功能。白光測(cè)量技術(shù)的大數(shù)據(jù)的采集，使得很多工作從理論上存在可能。白光測(cè)量技術(shù)的虛擬裝配功能，樣車試制階段質(zhì)量的紀(jì)錄和分析功能，都彌補(bǔ)了以往接觸式測(cè)量技術(shù)的不足。白光測(cè)量技術(shù)測(cè)量環(huán)境、測(cè)量范圍的靈活性，又比一般的手持式激光掃描技術(shù)具有更高的效率和更廣的適用范圍。在實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的汽車行業(yè)，白光掃描測(cè)量技術(shù)將為汽車輕量化目標(biāo)助力。

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