三坐标测量技术在汽车行业的应用讨论

林梅 蔡林志

摘 要：社会在不断的发展，人们的生活水平普遍提高，进而带动了我国汽车行业的飞速发展，汽车也逐渐成为人们生活、工作、休闲和旅游中必不可少的代步工具，基于此，我们更需要严格要求汽车的质量，从而保证其使用过程中的安全性。目前三坐标测量技术已广泛运用于各行各业中，例如机械制造、汽车、电子、航空和家电行业等，将三坐标测量技术运用于汽车车身及零部件的检测中，能够保证机械零件和部件的尺寸更为精确，进一步推动汽车制造业的发展。本文我们将针对三坐标测量技术及其在汽车领域的应用进行探讨。

关键词：汽车 三坐标测量 应用

1 引言

目前，我国汽车的生产量在不断的增加，同时人们更加重视汽车的质量和美观。企业在汽车的生产环节中离不开车身的设计和制造，需要结合时代的发展和消费者的实际需求，不断提高汽车车身的制造力、生产力，开发新的工艺。以汽车制造的角度来说，通过三坐标测量及其数据处理能够获得更准确的尺寸测量，实现自动化检测的方式，保证汽车制造更为精准、严密。在汽车车身制造中加入三维坐标技术的应用能够保证其设计的严密性，推动汽车尺寸精度的发展，保证汽车车身的质量。

2 三坐标的概述

2.1 定义

三坐标起源于上个世纪60年代初，已逐渐成为一种精密的测量仪器，它广泛应用于航空、机械、电子等行业内。它在一定程度上能够对零件进行精确的检测，外形做出绘测，主要是根据接触式、非接触式的测量有效处理数据，然后输出数值，最后通过测量值与理论值进行对比，判断误差。

2.2 作用

將三坐标测量运用于汽车车身制造过程中能够提高检测的精确程度。通常来说，三坐标的测量精度能够实现20-150微米。如果使用超高精度的三坐标测量值，它的精度甚至低于一微米以下，完全颠覆了人们对精确的认识。其次，三坐标测量也可以运用在较为复杂形状表面的尺寸中，比如汽车车身、飞机外形、轮船尺寸等零件的安装位置。总而言之，三坐标测量的形式可以提高汽车车身设计的准确度，保证检测数据的真实性，提升汽车的整体质量，延长使用年限。在此基础之上，有效结合计算机的运算能力，不断实现精确的控制，缩短测量的时间，保证汽车车身制造的安全性、实用性。

3 三坐标测量原理

剖析汽车车身的组成部分有车身覆盖件、车身总成及分层。每一个环节都需要建立独立的坐标系，然后将所有的测量数据建立在每一个工件的坐标系上。目前，我国汽车行业不断发展，其车身体积大，外形也更为复杂，需要针对细小零部件精确的检测，使用三坐标测量及其数据处理能够更为直观灵活的输出数据。我国汽车企业在使用三坐标测量技术的背景下，主要运用三坐标测量机、视觉检测系统和测量机器人等工具，不管是借助何种测量工具，都需要拥有独立的坐标系，下面将简述以上三种常用测量工具的应用方式：

3.1 三坐标测量机

如果使用三维坐标机开展检测，可以有效确定三维空间点。检测过程如下：首先，把需要检查的零部件放入允许的测量空间中，实时检测各个测点的三维坐标;然后根据得出的坐标数据进行理论公式的计算;最后，实现车身定位点的检测。这一流程为汽车车身的检测人员建立了测量机坐标系和工作坐标系相关的坐标转换模具，通过理论变换公式计算出实际测点相应的零部件坐标值，方便测量的进行。

3.2 视觉激光检测系统

几十个视觉传感器连接在一起才能构成视觉激光检测系统，就如同一台大型的光学三坐标测量机，它能够对外部和内部进行测量。想要保持视觉激光检测系统可以正常有序的完成，需要保证被测点在工作坐标的坐标值内，然后借用经纬仪及其激光跟踪仪作为传递工具，在此建立中间工具坐标系，间接地实现摄像机坐标系和工件坐标系的有效转化。这样一来，一系列的坐标转换实现了汽车车身相应对策点的坐标值。

3.3 测量机器人

测量机器人借用了机器人灵活多变的特点，同时将自觉测量技术加以应用，两者进行有效的整合。此外，在机器人的手部配置一个视觉传感器觉，能够对三维空间点的坐标进行采集和测量，其测量数据极为准确。由于机器人较为灵活，占地面积小，实现了汽车车身产品多面化的需求。

4 三坐标测量在汽车中的应用分析

4.1 科学的引入RPS模式

在汽车的生产组装机器检测一系列过程中需要有效的测定和生产定位，因此离不开RPS系统的加入。通过RPS模式的引入，在一定程度上保证汽车零部件的尺寸更精确化的进行测量，RPS模式尤其能够对汽车生产环节中的关键节点进行科学的定位，它具有快速识别的功能，促使三坐标检测技术适应社会发展的速度，更好的满足人们对于汽车车身的实际需求。

4.2 将三坐标测量机合理运用于汽车发动机的质量控制

首先，有选择的抽查。根据汽车生产线的具体加工状况来不定期抽查汽车车身的各零件及其安装工艺是否标准。通常是在进行个体零部件加工后，对一批产品进行随机检测，保证此项零件质量达标。

然后，平面的测量。通常情况下，它是依靠坐标系建立相应的空间定向，在检测过程中需要结合探测的方向不断确定它与平面的方向是否一致，再建立相应的平面坐标。基于此，在建立的坐标系下进行平面的测量，保证测量数据的精准性。

其次，误差元素的考察。位置和形状出现的误差被叫做形位误差，产生误差主要有平面误差、平均误差、直线误差等多种误差模式。误在测量对象和理想数据存在一定的差异，被称做误差元素。相对来说，实际测量过程中，通过三坐标测量机进行误差测量时我需要严格提取相应软件，设置规范化的模型，在测量过程中保持所有基准及其测量元素能够转运成对应的坐标，同时将测量对象合理的放在坐标系上。测量中分析出来的数据可以根据理想数据的标准进行误差的判断，科学估算误差的范围。

最后，准确测量几何要素间的关系。在测量汽车发动机的时候，需要注意每一个基本元素的检测。针对基本几何要素探测过程中，最先需要确定工件的形状、位置，对比测量出的形状位置是否和标准一致。经过测量得出的几何要素坐标系，还需要反复运算，保证其检测数据和理想数据不存在误差，达到最理想的效果。如果出现误差，需要及时分析存在的问题，加以整改后，继续检测。只有保证检测数据和理想计算数值一致后，汽车车身的性能才达到标准，保证后期人们在使用汽车的过程中是处于安全状态。

4.3 测量支架的应用

汽车车身中的各个零部件定位可以借助测量支架，通过测量支架将其固定在特定位置上。目前我国市场上已经出现了支架的替代品。测量支架多了快速测定的功能，在一定程度上提高了检测的速度，可以对不同车身进行专属测量。

4.4 数据的分析、处理和输出

首先，需要选择正规、标准、合理的软件平台，再深入研究数据的分析、处理、输出流程。只有将三坐标测量出的数据转化为图形化的测量结果，才能保证其设计是恒定的，杜绝在后期操作过程中出现数据不一致的现象。通过测量软件测量后输出的数据文件保存为专属文件当成数据处理的输入;其二，对输入数据转为数据库文件。当成分析用的基础材料，然后对数据进行存档。最后结合存档数据库文件以此将三坐标检测点位数据信息读入数组，把各个检测点的信息根据设定顺序输入与图形相匹配。根据数组显示的图形控件进行分析，形成表单，打印输出最终的图形结果。

4.5 不断深入三坐标的应用

社会在不断的发展，我国汽车制造行业需要朝着高速、现代化、图形化的方向前进，其三坐标测量应用会更加广泛。首先，需要满足人们对汽车车身的实际需求，保证汽车车身的质量，将三坐标测量分析的运用更为成熟。其次，汽车企业会对三坐标测量分析的要求更高，尤其是柔性制造，保证质量数据能够及时反馈质量信息，最终达到汽车车身产品的优质性，要求三坐标测量方式更为快速化、智能化、自动化，不断深入分析要求。最后将三坐标测量分析更加专业地应用，尤其是针对汽车车身制造过程中对不同产品的制造需要设置一套配套的三坐标测量分析方案，保证三坐标测量分析方案得以有序的运用，更加专业地應对不同结构的车身产品。

5 小结

综上所述，在汽车车身的制造过程中三坐标测量及其测量数据分析起到了重要作用，在一定程度上为汽车制造企业提供更为精确的数据，保证其零件安装的可靠性，同时为汽车企业带来了良好的社会经济效益。基于此，我们需要加强对汽车车身三坐标测量及测量数据分析的深入研究，将三坐标测量技术更好的应用在汽车车身制造环节中。我相信坚持将汽车车身三坐标测量及其测量数据得以有效的应用，能够提升汽车企业的竞争力，保证汽车车身产品的质量，推动我国汽车企业的健康和可持续发展。

参考文献：

[1]柯金龙，潘兴旺，姬大鹏.关于白车身三坐标测量点设定与数据分析[J].时代汽车，2015（12）：63.

[2]胡建峰. 汽车车身三坐标测量与数据处理的研究[D].湖南大学，2011.

[3]方善国，王华，陈关龙.基于Web的白车身三坐标测量数据处理分析系统[J].汽车科技，2005（02）：36-38.