激光跟踪仪在汽车制造业在线检测中的应用

激光跟踪仪作为一种高精度便携式的三坐标测量设备,在世界汽车制造业使用并不是一个新鲜事物。在欧洲,标致雪铁龙汽车公司和雷诺汽车公司已经大量采用了美国自动精密工程公司(AutomatedPrecision,Inc缩写API)生产的TrackerIIPlus激光跟踪仪代替关节臂等其他现场测量设备,在中国,上海通用也已经选用两台美国API公司的TrackerIIPlus激光跟踪仪用于生产现场工装检测以及白车身和冲压件测量。今天的跟踪仪早已突破了早期跟踪仪外型笨重,校准频繁,操作复杂,受环境影响大等局限性,成为了现代汽车制造业中用途广泛的一种测量仪器。由美国API公司制造的TrackerIIPlus激光跟踪仪跟踪头重量仅有8.3kg,连接上配套的轻便三脚架后总重量也不超过20kg,可以在生产线上方便地安装。

API第三代激光跟踪仪TrackerIII

激光跟踪仪的一个典型应用是用于焊装车间工装夹具的装调。车身焊装是整个汽车制造中最重要的环节之一,焊装质量的优劣不但关乎后续总装能否正常进行,对轿车来说更有可能影响到整个车身的强度和安全性。而焊装质量又直接取决于焊装夹具的定位精度。在过去,汽车生产线上工装夹具的最初安装定位,一般是先制造一部样车,样车精度通过固定式三坐标测量机来保证,然后将样车放置在工位上,调整夹头位置使各个工作面和样车贴合好,实际上这部样车起到了测量中传递样棒的作用。通过样车调节好各个夹头位置后,再用关节臂这类精度级别相对较低的现场测量设备进行复测检验。

图2激光跟踪仪辅助装调焊装夹具

关节臂由于测量范围很小,不可能在一个测量站位中测量到车身原始定位基准一孔一槽三个定位面,所以最初的坐标系往往需要通过一到两次移站来建立,这样关节臂所建的基准坐标系中必然包含移站误差,这直接限制了复测的精度级别,无法保证大范围内的相对位置精度。另外,众所周知,关节臂由于其原理上的局限性,实际使用寿命是相当短的,经过一段时间的使用,甚至是设备闲置后,关节部位轴承的磨损以及臂身的变形都会导致精度严重下降,而且这种精度下降是不可补偿的。因为上述原因,焊装夹具的定位精度实质上极大的依赖于样车精度,但样车作为样棒使用最致命的缺点是容易变形,样车本身只是一个精度级别较高的白车身,是一个壳体零件,虽然经过固定式三坐标测量机检测合格,但是在装运到现场以及后续装调过程中由于温度变化、外力作用等因素发生变形都是不可预测的,这部分误差将直接变成焊装夹具的定位误差。

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